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研究生:陳榕晟
研究生(外文):Rong-sheng Chen
論文名稱:長行程氣壓系統之摩擦力特性研究
論文名稱(外文):The Measurement of the Friction Force for Extra Long Stroke Pneumatic System
指導教授:鍾清枝鍾清枝引用關係
口試委員:韓麗龍江茂雄
口試日期:2007-06-05
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:機電整合研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:100
中文關鍵詞:長行程氣壓缸摩擦力運動特性
外文關鍵詞:the long stroke cylinderfriction forcekinetic characteristics
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本文是以自製架設機台去模擬ㄧ射出成型機的氣動門,並針對長行程氣壓缸,在不同閥件、輸入壓力、操作順序下,對初始作動、起始摩擦力的動態效應與前端軸襯套拆除下,有無軸襯套對長行程氣壓缸之摩擦關係分析,了解特性以及系統摩擦之趨勢,在往後長行程氣壓缸的定位上,能提供較準確的資訊。其模擬平台中,為架設一行程為兩米一之長氣壓缸,氣壓缸作動時會推動一台車使其行進,並於氣壓缸兩端之進出氣口安裝壓力感測器,量測氣壓缸作動時進、出氣口端之壓力變化,並使用拉線式編碼器量測記錄氣壓缸作動之位置及速度變化,其資料透過A/D轉換卡及計數卡傳送至電腦,使用自行設計之人機介面程式控制氣壓缸之作動並記錄壓力、位置資料,再經由數值運算,求得其初始摩擦力。由測試結果發現,長行程氣壓缸在不同壓力與控制順序下,會產生程度不同之震盪現象,其起始摩擦力也會隨著氣壓缸進氣口與出氣口壓力差變化而改變,而氣壓缸前端的壓力也會影響到其初始摩擦力。本文除了對測試方法有深入探討外,亦著重運動特性的分析,以期獲得完整的初始長行程氣壓缸作動行為,以供長行程氣壓缸系統設計改進之依據與參考。
In this paper, a long-stroke cylinder is used to simulate the pneumatic door of injection machine. We measure the initial friction force under the different experimental conditions, such as valve types and with or without bushes. Two pressure sensors are installed on the two end of the cylinder to measure the pressure difference between the inlet and outlet. In additions, a draw line encoder is set up in the system to measure the piston position and motion velocity. The measuring data is transferred to computer by A/D interface card and calculated its initial friction force. Results show the oscillations occur when the different pressures used. The initial friction force will change with the difference of inlet and outlet pressure. This paper not only focuses on the testing method of motion qualities of the long stroke cylinder, but also includes the analysis of motion characteristics. These results will provide the improvement of design of the long stroke cylinder in a pneumatic system.
目 錄

中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vii
圖目錄 viii
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究動機與目的 2
1.3 本文結構 3
第二章 理論基礎與文獻回顧 4
2.1 氣壓缸運動分析 4
2.2 潤滑狀態 7
2.2.1 潤滑油密度 8
2.2.2 流體黏度 10
2.3 邊界潤滑 15
2.3.1邊界潤滑模型 16
2.4 密封構造與性能 18
2.4.1 密封的性能要求 18
2.4.2 密封構造分類 18
2.5 摩擦文獻 23
2.5.1 氣壓缸摩擦與速度關係 24
第三章 實驗架構與方法 25
3.1 實驗設計 25
3.2 實驗設備 27
3.2.1 氣壓系統 27
3.2.3 量測系統 35
3.2.3 控制系統 39
3.3 實驗步驟與方法 42
3.3.1 不同單一五口三位閥對氣壓缸停止位置之動態量測 43
3.3.2 加節流閥之不同壓力下,停止位置之台車運動量測 45
3.3.3 氣壓閥組之不同壓力下,停止位置與時間之運動量測 45
3.3.4 氣壓缸在不同輸入壓力、控制條件下初始摩擦量測 46
3.4.5 氣壓缸前端蓋板拆除之初始摩擦量測 46
第四章 結果討論 48
4.1 不同閥件應用在長行程氣壓缸對台車運動之影響 48
4.1.1 五口三位閥(閥A)在不同壓力下台車之運動特性 48
4.1.2 五口三位閥(閥B)在不同壓力下台車之運動特性 51
4.1.3 閥A與閥B在不同壓力下台車之運動特性之比較 53
4.1.4 閥A加節流閥在不同壓力下台車之運動特性 58
4.2 氣壓閥組在前端洩壓與預壓下台車運動之比較 62
4.2.1 台車去程作動 62
4.2.2 台車回程作動 66
4.3 氣壓閥組在不同停頓時間下台車運動之比較 71
4.4 使用氣壓閥組的台車運動行為對摩擦力之影響 77
4.5 前端蓋板拆除台車動態特性對摩擦力之影響 85
4.6 氣壓缸前端蓋板拆除與未拆除下摩擦力之比較 86
4.7 氣壓缸使用氣壓閥組速度與動摩擦力之影響 88
第五章 結論與未來展望 92
5.1 結論 92
5.2 未來與展望 93
參考文獻 94
附錄
A 潤滑油規格 96
B Labview程式 98
參考文獻

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