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在氣動葫蘆的使用過程中，鋼筒會發(fā)生變形，且鋼筒的設(shè)計精度及表面粗糙度影響氣動葫蘆的摩擦阻力和氣體泄漏量，因此需要從氣體葫蘆整體設(shè)計方面對鋼筒的壁厚、長度、加工精度和表面粗糙度等進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計。

另外，考慮到鋼筒的壁厚較小且鋼筒的精度和表面粗糙度要求比較高，屬于易變形、難加工件，因此對鋼筒的加工工藝進(jìn)行了探索和優(yōu)化，提高了薄壁鋼筒加工精度。從動密封的角度來說，較低的摩擦阻力與較小的氣體泄漏量是相互矛盾的。為了降低鋼筒與活塞之間的摩擦力，一方面需要盡量降低鋼筒與活塞之間的接觸正壓力，另一方面與鋼筒接觸的密封件需要采用摩擦系數(shù)較小的材料。論文通過有限元仿真的方法求解鋼筒表面粗糙度、密封接觸壓力和氣體泄漏量之間的關(guān)系，并結(jié)合 Matlab 推導(dǎo)出優(yōu)的活塞溝槽尺寸，在正交實驗的基礎(chǔ)上采用 PTFE 耐磨環(huán)與 O 型圈相結(jié)合的格萊圈密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行密封，既降低了鋼筒與密封件之間的摩擦系數(shù)又提高了其密封性能，同時還提高了氣動葫蘆的定位精度。 

作為安全的起吊設(shè)備，氣動葫蘆的制動器需要能夠快速、安全和可靠的工作，其中凸輪和彈簧是制動器的關(guān)鍵零部件。在對制動器受力情況進(jìn)行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，對凸輪的偏心距以及制動彈簧進(jìn)行了設(shè)計和優(yōu)化，并采用有限元仿真軟件 ABAQUS 對制動器的制動過程進(jìn)行仿真，通過直桿的內(nèi)力來求解彈簧的剛度或彈簧力，將設(shè)計計算的彈簧剛度與有限元仿真結(jié)果進(jìn)行對比，仿真結(jié)果與計算結(jié)果一致。 

通過對氣動葫蘆關(guān)鍵性能指標(biāo)如負(fù)載能力、行程、氣體泄漏量、摩擦阻力、制動性和鋼筒應(yīng)力應(yīng)變的試驗研究，實現(xiàn)了鋼筒小變形、鋼筒與活塞之間的低摩擦和高密封、制動器的可靠制動等目標(biāo)，驗證了氣動葫蘆總體設(shè)計的合理性。