【摘要】： 電-氣伺服閥是氣壓伺服系統(tǒng)中的關(guān)鍵組成部件,其性能會(huì)直接影響整個(gè)系統(tǒng)的性能。由于高壓氣動(dòng)技術(shù)可以改善系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能、提高系統(tǒng)速度、實(shí)現(xiàn)元件小型化,其應(yīng)用越來(lái)越受到人們的重視。因此,研制高壓電-氣流量伺服閥具有十分重要的工程實(shí)際意義。 本課題所研制的高壓電-氣流量伺服閥的工作壓力為5.0MPa,屬于高壓氣動(dòng)技術(shù)的范疇,其壓力是普通電-氣伺服閥工作壓力的5倍。 本文首先對(duì)電-氣伺服閥的組成原理及工作原理進(jìn)行了全面的分析,完成了電-氣伺服閥的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。包括閥芯總體結(jié)構(gòu)與尺寸、閥芯開口形狀、比例電磁鐵的選擇等,為獲得較理想的壓力-流量特性,重點(diǎn)設(shè)計(jì)了兩種閥芯結(jié)構(gòu)與尺寸以便于對(duì)比分析。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,廣泛地采用了無(wú)因次特性法,并盡可能地用曲線的形式給出直觀結(jié)果。 在總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,運(yùn)用三維繪圖軟件SolidWorks繪制了電-氣伺服閥的主流道模型,利用FLUENT軟件對(duì)不同結(jié)構(gòu)的閥的內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行了仿真,直反映了閥內(nèi)部氣體的流動(dòng)狀態(tài),真實(shí)描述了閥內(nèi)部壓力場(chǎng)、速度場(chǎng)等分布情況,通過(guò)對(duì)仿真結(jié)果的對(duì)比分析,確定了較優(yōu)結(jié)構(gòu)方案。 最后,對(duì)閥芯的受力情況作了全面的分析,主要包括穩(wěn)態(tài)氣流反力、瞬態(tài)氣流反力和粘性摩擦阻力。由這三種力和電磁鐵驅(qū)動(dòng)力及平衡彈簧力,列出了閥芯的運(yùn)動(dòng)方程,并在Simulink中建立時(shí)域仿真模型,完成了閥芯開啟過(guò)程的動(dòng)態(tài)仿真。仿真結(jié)果表明高壓電-氣流量伺服閥具有良好的開啟性能。 本文完成了高壓電-氣流量伺服閥的理論研究工作,其結(jié)果對(duì)制造樣機(jī),進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究具有一定的指導(dǎo)意義。
【圖文】：

成電-氣伺服閥的主要部件是：可動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)機(jī)構(gòu)有機(jī)械式、氣壓式和電磁式三種，電磁式最為普遍。在無(wú)輸入信號(hào)可動(dòng)部件處于中位（也稱零位），這時(shí)閥的輸出功率為零。機(jī)械式驅(qū)動(dòng)機(jī)使可動(dòng)部件移動(dòng)，通過(guò)彈性元件將機(jī)械力轉(zhuǎn)化為可動(dòng)部件的位移；氣壓式機(jī)構(gòu)分別以氣壓力和電磁力作用在可動(dòng)部件上，是通過(guò)彈性元件轉(zhuǎn)變?yōu)槲粴鈩?dòng)放大器動(dòng)放大器對(duì)輸出氣流的壓力、流量和功率進(jìn)行控制。常采用三種控制原理制，二是能量轉(zhuǎn)換與分配控制，三是脈寬調(diào)制控制。以節(jié)流控制原理工作，通過(guò)改變可動(dòng)部件的位置來(lái)調(diào)節(jié)節(jié)流面積，從而控制通過(guò)放大器的氣體這類放大器有滑閥、噴嘴-擋板閥等。以能量轉(zhuǎn)換與分配控制原理工作的代表是射流管閥。以脈寬調(diào)制方式工作的氣動(dòng)放大器的典型代表是滑閥、。-氣伺服閥的一般組成結(jié)構(gòu)如圖 2.1 所示。

本課題所研究的高壓電-氣流量伺服閥借鑒 FESTO 公司的MYPE 系列電-氣流量結(jié)構(gòu)，因此在研究放大器部分時(shí)以滑閥為主，以下簡(jiǎn)要介紹滑閥的類型及工作）滑閥的類型滑閥的閥芯是具有多凸肩的圓柱體，凸肩棱邊與閥體（或閥套）內(nèi)凹槽棱邊組。以凸肩的多少，滑閥分為二凸肩、三凸肩、四凸肩（如圖 2.2）。按閥芯處于流口的開閉狀況，，滑閥又分為中開閥和中閉閥。中開閥又稱正開口閥，閥芯凸之間構(gòu)成的是負(fù)重迭（負(fù)遮蓋）量，如圖 2.2(a)所示；中閉閥又有零開口閥（）和負(fù)開口閥（正重迭量）兩種，如圖 2.2(b)、(c)所示。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TH138.52

【參考文獻(xiàn)】

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1 白繼平,俞浙青,阮健;2D氣動(dòng)數(shù)字伺服閥靜態(tài)特性分析[J];工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào);2005年03期

2 李寶仁,楊鋼,張直平;高壓氣動(dòng)壓力控制閥中的膜片設(shè)計(jì)[J];華中理工大學(xué)學(xué)報(bào);1999年08期

3 李寶仁,楊鋼,杜經(jīng)民;高壓隨動(dòng)壓力控制閥動(dòng)態(tài)性能的仿真研究[J];華中理工大學(xué)學(xué)報(bào);1998年07期

4 李勝,俞浙青,阮健;2D氣動(dòng)數(shù)字伺服閥[J];機(jī)床與液壓;2003年01期

5 賈光政,王宣銀,吳根茂;先導(dǎo)式高壓氣動(dòng)開關(guān)閥的研制[J];機(jī)床與液壓;2003年02期

6 李笑,關(guān)新,湯金山;直動(dòng)式電反饋高壓電氣比例減壓閥的研制[J];機(jī)床與液壓;2003年06期

7 賈光政,曹瑋,王宣銀;高壓氣動(dòng)開關(guān)閥的特性分析[J];機(jī)床與液壓;2005年08期

8 賈光政,王宣銀,吳根茂;超高壓大流量氣動(dòng)開關(guān)閥的原理和動(dòng)態(tài)特性研究[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2004年05期

9 肖玉林,廖愛英;高壓減壓閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J];壓縮機(jī)技術(shù);2003年02期

10 賀小峰,張鐵華,李壯云,吳世應(yīng);高壓大流量氣動(dòng)壓力閥中橡膠波紋膜片的研究[J];液壓與氣動(dòng);2000年02期

本文編號(hào)：2636401