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气垫平台气垫场主参数的有限元计算
太原重型机械学院王鹰陈勇. 斗
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摘要
本文介绍了一种新式的气垫平台~一气阀出流式气垫平台, 以流体动力润滑理论为基础
建立了气垫场一般微分方程,并用迦辽金法进行离散,得到了有限元方程, 作者用自编的
程序对该方程进行求解, 通过实验结果与计算结果的比较, 证明了本文所用的
方法是正确的, 可以为气垫平台的设计提供理论依据。
、阀馋和弹簧组成。气垫平台的工作
一
、气垫平台简介
原理:出风机向气室提供具有一定压力的空
气垫平台常用于生产线工艺流程中, 气, 当气阀上方没有物品, 如图
输送各种板材、袋装、箱装等成件物品。如所示,球体在弹簧和气室中空气的作用
在包装流水线中, 用于包或码箱。下, 将体上方孔堵塞,空气不会从气阀
气垫平台简斟见。气室出机架支中逸出, 少了不必要的空气损失, 当气阀
承,气阀嵌在气垫盘孔中, 气阀由球上方有物品时,如图所,物品将球
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图气垫平台
一一连续输送技术年
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体压下,球体与阀体孔问形成一环形缝隙, 动量改变而产生作用于物品表面的力, 认为
空气通过该缝隙逸出, 当物品与气垫盘之间只有空气压力作用于物品表面。
的空气压力足以浮起物品时,则物品与气垫气阀周围必然产生涡流, 这只能
盘之间, 形成一层气膜, 物品与气垫盘之问是局部自:, 因此认为空气沿气垫平台与物品
的固体摩擦变成以空气为介质的流体润滑, 之间的缝隙流动是层流流动。
从而使物品移动阻力大大降低。由于气垫压力并不太大, 空气的
由于气垫平台具有应用范围广、能耗密度变化不火, 因而认为此时的空气密度是
低、结构简单、维修费用低、机动性好等特不变的, 即此时认为空气是不可压缩流体。
点, 而受到重视并得到发展. 因而从理论上综上所述, 将空气在物品与气垫盘之间
气垫平台进行研究就十分必要。的流动视为不可压缩的粘性流体的层流流
动。
二、润滑机理
、气垫场一般微分方程的推导
、基本假设由现有文献的论述可知, 气垫场主参数
气垫平台可靠工作的必要条件是在气垫的计算, 就是对流体动力润滑问题的求解。
盘与物品之间形成一层稳定的气膜。但影响—方程是解粘性流体动力学
稳定气膜形成的因素很多, 不可能逐一论问题的基本方程之一。
及,只能从几个主要方面加以讨论,因此, 式一是—方程,
提出以下基本假设: 对—方程的完整形式求解
不考虑由于气流从气阀射出时, 是不可能的,通常都要进行简化:
一
’
’。。丢去罢

鲁一等等等丢音罢
一

一軎等等等吾罢

式中:、、为、、方向的体
积力, 、、∞为、、方向的速度
、空气的密度和粘度
坐标系选取如图所示
图
连续输送技术年一—
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