電液激振器主要用于產(chǎn)生一定形式和規(guī)律的激振力,具有無極調(diào)頻、自適應(yīng)性強(qiáng)、激振效率高等優(yōu)良特點(diǎn)。電液激振器在科學(xué)研究和工程應(yīng)用上都有著重要地位,在航空航天領(lǐng)域的振動試驗(yàn)、行走機(jī)械的環(huán)境試驗(yàn)、工程材料領(lǐng)域的振動試驗(yàn)、建筑等的抗震試驗(yàn)等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。電液激振器的研究正在向激振頻率高、激振力大的方向發(fā)展,旋轉(zhuǎn)閥控式電液激振器由于結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),成為了一種重要的電液激振器形式。現(xiàn)有用于金屬納米化的金屬表面機(jī)械研磨裝置普遍采用電機(jī)驅(qū)動偏心輪來完成振動箱的直線往復(fù)振動。針對金屬表面機(jī)械研磨裝置存在振動頻率低、發(fā)熱量大和頻率固定的問題,提出一種以電液激振器驅(qū)動液壓缸直線往復(fù)運(yùn)動為振動方式的機(jī)械研磨裝置。本文基于采用電液激振器驅(qū)動液壓缸的機(jī)械研磨試驗(yàn)裝置來研究電液激振器中轉(zhuǎn)閥的動態(tài)特性,主要研究轉(zhuǎn)閥和液壓缸組成的液壓激振系統(tǒng)。采用理論建模、數(shù)值仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方式對電液激振器中的轉(zhuǎn)閥進(jìn)行動態(tài)特性研究。本文設(shè)計(jì)了一種轉(zhuǎn)閥結(jié)構(gòu),闡述了其工作原理,建立了轉(zhuǎn)閥的面積模型以及轉(zhuǎn)閥與液壓缸的理論模型,應(yīng)用CFD數(shù)值仿真對轉(zhuǎn)閥的流場特性進(jìn)行了動態(tài)分析,揭示了轉(zhuǎn)閥的內(nèi)部流動特性,并且設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行間接... 

【文章來源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

高頻轉(zhuǎn)閥示意圖

利學(xué)者Ruggeri等人[15]設(shè)計(jì)了一種2自由度電液控制閥，如圖1-2所示，其中1為旋轉(zhuǎn)電機(jī)，2是閥套，3是閥體，4是閥芯，5是銷軸，6是彈簧，7是線性電機(jī)，此閥的運(yùn)動依靠旋轉(zhuǎn)電機(jī)和線性電機(jī)共同作用，其中旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制閥芯旋轉(zhuǎn)，線性電機(jī)控制閥套軸向運(yùn)動。閥芯和閥套兩種獨(dú)立的運(yùn)動特點(diǎn)使其具有容錯性，當(dāng)其中一個(gè)自由度失效，轉(zhuǎn)閥仍然可以工作，還有就是這種特點(diǎn)可以提高工作頻率和響應(yīng)速度。閥芯上的凹槽和閥套上開口隨著各自獨(dú)立的運(yùn)動形成高速通斷的通液通道。1.旋轉(zhuǎn)電機(jī);2.閥套;3.閥體;4.閥芯;5.銷軸;6.彈簧;7.線性電機(jī)圖1-22自由度轉(zhuǎn)閥示意圖Fig.1-2Diagramofa2-DOFrotaryvalve美國明尼蘇達(dá)大學(xué)的Li等人[16]設(shè)計(jì)了一種高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥結(jié)構(gòu)并研究其相關(guān)特性，其流量通過PulseWidthModulation(PWM)信號控制，在轉(zhuǎn)閥額定流量為40ml/L時(shí)，PWM的頻率可以達(dá)到84Hz，比線性開關(guān)的頻率高約400%，閥芯旋轉(zhuǎn)使得閥芯上表面的螺旋凹槽與閥套開口的配合形式來完成油路的通斷控制，其工作頻率取決于閥芯的旋轉(zhuǎn)速度，而且閥芯的軸向位移控制可以精確控制轉(zhuǎn)閥的流量，這種設(shè)計(jì)比較容易輸出高頻激勵。之后，明尼蘇達(dá)大學(xué)的Wang等[17]在此基礎(chǔ)上對轉(zhuǎn)閥的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，應(yīng)用ComputationalFluidDynamics(CFD)方法對閥內(nèi)流場進(jìn)行了仿真研究，研究結(jié)果表明，相比之前，改進(jìn)的轉(zhuǎn)閥節(jié)流損失降低了62.5%，壓降損失降低了66%，其效率得到了進(jìn)一步的提高。美國的Caterpillar公司Kerckhove等人[18]設(shè)計(jì)了一種轉(zhuǎn)閥結(jié)構(gòu)，如圖1-3所示，1為旋轉(zhuǎn)電機(jī)，2是聯(lián)軸器，3是扭簧，4是供油口，5是回油口，6是高壓油路，7是后閥套窗，8是低壓螺旋槽，9是主閥芯，10是壓縮彈簧，11是左腔，12是高壓螺旋槽，13是前閥套窗，14是右腔，15是低壓油路。先導(dǎo)旋轉(zhuǎn)閥的閥芯上設(shè)有由高壓槽和低壓

口相連。當(dāng)先導(dǎo)旋轉(zhuǎn)閥的閥芯旋轉(zhuǎn)到某個(gè)角度時(shí)，閥套上的徑向?qū)ΨQ圓形開口與先導(dǎo)旋轉(zhuǎn)閥芯上的螺旋槽重疊，使先導(dǎo)旋轉(zhuǎn)閥芯上螺旋槽流出的油通過閥套上的圓形開口流入左腔或者右腔。閥芯上高壓螺旋槽與圓形開口的重疊區(qū)的面積不同于低壓螺旋槽與圓形開口的重疊區(qū)面積，所以左右腔之間存在一定的壓差，可以推動閥套軸向移動，進(jìn)而可以完成電液換向閥的高速換向和流量控制。1.旋轉(zhuǎn)電機(jī)2.聯(lián)軸器3.扭簧4.供油口5.回油口6.高壓油路7.后閥套窗8.低壓螺旋槽9.主閥芯10.壓縮彈簧11.左腔12.高壓螺旋槽13.前閥套窗14.右腔15.低壓油路圖1-3先導(dǎo)旋轉(zhuǎn)閥控制電液換向閥示意圖Fig.1-3Diagramofanelectro-hydraulicreversingvalvecontrolledbypilotrotaryvalve1.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀我國的很多學(xué)者在電液激振轉(zhuǎn)閥的特性方面進(jìn)行了許多研究。浙江工業(yè)大學(xué)的阮健等人[19]設(shè)計(jì)了一種2D電液換向閥，通過對閥芯的旋轉(zhuǎn)和軸向移動的這兩者運(yùn)動的耦合控制來提高轉(zhuǎn)閥的換向頻率，并且對轉(zhuǎn)閥閥芯的溝槽數(shù)和閥套的開口數(shù)之間的關(guān)系進(jìn)行了研究，然后通過理論和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式來探究2D電液激振頻率的影響因素。之后浙江工業(yè)大學(xué)的任燕等人[20][21]以2D電液換向閥為基礎(chǔ)，對轉(zhuǎn)閥的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)，用其與標(biāo)準(zhǔn)伺服閥并聯(lián)可以提高電液激振輸出頻率和控制精度。并且對并聯(lián)機(jī)構(gòu)建立了方程進(jìn)行求解，然后結(jié)合實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了對比分析，提出了電液激振諧振的分析方法。隨后在此基礎(chǔ)上對轉(zhuǎn)閥的特性進(jìn)行了進(jìn)一步的研究和改進(jìn)[22][23]，將其應(yīng)用到慣性負(fù)載高頻激振系統(tǒng)中，對其建立了對應(yīng)的模型，在激振波形和頻率等通過實(shí)驗(yàn)和理論對比的方式進(jìn)行了分析，得出了諧振頻率的相關(guān)結(jié)論。浙江大學(xué)的劉毅等人[24][25]對電液激振轉(zhuǎn)閥的進(jìn)行了許多研究工作，為了提高電液激振轉(zhuǎn)閥的輸出頻率，基于搗?

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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