1．目的及意义

气缸，是引导活塞在其中进行直线往复运动的圆筒形金属机件。工质在发动机气缸中通过膨胀将热能转化为机械能；压缩机气缸内的气体接受活塞压缩并增加压力。涡轮或旋转活塞发动机的外壳通常被称为“气缸”。

气缸的应用领域有印刷（张力控制）、半导体（点焊机、芯片研磨）、自动化控制、机器人等等。汽车鼻祖卡尔#8226;奔驰和戴姆勒在当年设计制造汽车时，他们都只用了一个气缸的发动机。在自动化中，气缸是应用最为广泛的一个零件，具有结构简答、制造成本低以及运动速度快等一系列优点。

气缸是由缸筒、端盖、活塞、活塞杆和密封件等组成。气缸的内径表示气缸的输出力。活塞在汽缸中平稳地往复运动。活塞是气缸中的受压力部分。为了防止活塞左边和右边的气体相互通气，设有一个活塞密封环。活塞上的耐磨环可以改善气缸的导向性，减少活塞密封圈的磨损，减少摩擦阻力。活塞的宽度由密封圈的大小和必要的滑动部分的长度决定。滑动部分太短，易引起早期磨损和卡死。活塞的材质常用铝合金和铸铁，小型缸的活塞有黄铜制成的。活塞杆是气缸中最重要的受力零件。通常使用高碳钢、表面经镀硬铬处理、或使用不锈钢、以防腐蚀，并提高密封圈的耐磨性。滑动部分太短，容易导致过早磨损和卡死。活塞通常由铝合金和铸铁制成，小型气缸的活塞由黄铜制成。气缸中最重要的受力部件是活塞杆，通常采用高碳钢、硬质镀铬或不锈钢制作，以防止腐蚀，同时提高密封圈的耐磨性。

产品的疲劳寿命是各种现代设计中最重要的因素之一。气缸在全国的应用中有着广泛的应用，作为气动系统执行元件的气缸，其疲劳破坏方面的研究具有十分重要的意义，气缸的机构以机械结构为主，且多数情况在工作过程中承受着交变变载荷作用。并且，疲劳破坏的危险性主要在于其隐蔽性和突发性，一般在结构达到其疲劳寿命时会毫无征兆的发生突然性的破坏与失效。通过疲劳破坏试验，掌握气缸在不同工作状态下的寿命特征，疲劳破坏形式和特点，提高气缸疲劳破坏耐久性，为气缸质量控制提供保障。

然而由于复杂的工作条件和变化的装载条件，在对气缸工作寿命进行预测时仍存在一定的困难。通常，通过构建气动测试平台疲劳试验测试的周期相对较长(最短的气缸寿命试验也要超过20天)，甚至数年。因此，我们需要找到一种有效的方法来预测圆柱的疲劳寿命。在过去的三四十年间，对疲劳问题的研究迅速发展，研究领域也变得更加突出。{title}

2. 研究的基本内容与方案

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气缸作为气动系统的主要执行元件，应用十分广泛，他的使用寿命直接影响到整个系统的稳定性与安全性。在总结出了前人各次实验中气缸失效故障情况并重点关注试验过程中气缸泄漏量、行程时间、始动压的变化情况后，通过对疲劳破坏理论和试验气缸的学习和研究，分析气缸疲劳破坏的特点和原因以及疲劳破坏模式

本文针对气缸冲击疲劳测试的测试需求设计气缸疲劳破坏试验方案，设计开发一款基于Labview的气缸冲击疲劳测试平台，从谈论学习试验方法入手，确定试验方法后展开试验设计，并搭建气缸冲击疲劳测试启动回路，用来对即将投入使用的气缸进行冲击疲劳测试。

根据确定的气缸疲劳破坏测试方案进行试验系统设计，对重要的参数进行监测，记录气缸出现疲劳破坏时的动作次数和破坏形式，这将对该气缸的使用和整个气动系统的可靠性有着指导性的意义。本文从试验平台、气动系统和电控系统三方面进行分析和设计，包括气动系统控制与实现、控制系统方案设计与实现、电气图设计、各硬件选用、控制程序编写等。

通过获得的试验数据，分析气缸泄漏量、行程时间、始动压的变化趋势及变化原因，再通过NI数据采集卡控制气缸的运动及其运动频率，以及数据采集卡测量气缸的动作次数；提出气缸内部泄漏量过大是该试验中气缸的主要失效形式之一。根据气缸失效样件，总结了气缸的几种疲劳破坏模式。我们利用LabVIEW编程设计上位机，要求做到可以调节气缸动作频率一起计算气缸动作次数，并设计登录界面模块、数据库存储模块、报表生成模块。

3. 参考文献

1. MA Rentian.The Fatigue Life Analysis ofPneumatic Cylinder Based on ANSYS[M].2012

2. 周泰，王从岭，杨平，陈翔。气缸疲劳破坏预测试验平台的设计与实现[J]. 液压与气动, 2013（1）48-50.

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