连接器是连接电气路线和气、液管路的重要元器件,其正常工作是设备运行的基础。随着工业设备对自动化和智能化程度要求越来越高,连接器自动对接与分离技术愈发重要。例如在某些特种装备实验中,由于工作环境的特殊性,连接器不能进行人工对接,需要实现远程全自动化对接和分离。同时,为了保障各种连接器对接的安全性,还需确保连接器自动对接系统的可靠性。因此,本文设计了一套被动柔顺式连接器自动对接系统,并对关键零部件导向杆和导向锥的磨损进行分析,确保其磨损寿命大于使用要求。首先,对某特种装备实验条件下连接器自动对接的功能需求进行分析,本文确定采用被动柔顺的对接方式,并对连接器自动对接系统的机械结构进行设计。采用自适应机构实现连接器母板固定与随动两种状态的转换,从而实现装置的被动柔顺功能,再配合推进机构,实现自动对接与分离的功能。其次,本文为保证所设计连接器自动对接系统的可靠,研究其关键零件导向锥的磨损寿命。通过分析连接器自动对接系统的对接过程,对导向杆和导向锥进行受力状态分析,得到两零件接触区域的受力方程。结合其磨损类型,建立基于Archard磨损理论的导向锥磨损深度模型。运用ABAQUS有限元软件对导向锥的磨损深度进行仿真分析。编写UMESHMOTION子程序以计算单次磨损量,从而控制ALE网格节点移动得到导向锥的磨损深度,反复迭代后得到导向锥多次对接后的总磨损深度。最后利用MATLAB拟合磨损深度与对接次数的关系方程,可计算该导向锥的磨损寿命。最后,为验证导向锥磨损模型的正确性,搭建了连接器自动对接系统物理样机,并在样机上进行磨损试验。通过金相显微镜对导向锥磨损后表面进行观察,验证了导向锥的磨损类型主要为粘着磨损;将试验结果与理论结果比较分析,验证了磨损模型的正确性。最后根据全文的研究结果,对类似导向杆和导向锥的设计以及该装置的维护分别提出参考建议。本文针对某一特种设备设计了一套被动柔顺式连接器自动对接系统,并分析关键件导向锥的磨损,对其他类似对接系统的设计和应用具有一定工程运用价值。