【摘要】： 隨著食品加工、制藥、鋼鐵、核能工業(yè)、消防工程、航運及海洋工程、地質(zhì)鉆探、環(huán)衛(wèi)工業(yè)等特殊領(lǐng)域?qū)Π踩⑶鍧�、環(huán)保的要求越來越高,水壓伺服控制技術(shù)已成為國內(nèi)外一個極為重要的研究課題。水壓伺服閥是水壓伺服控制系統(tǒng)的核心部件,其性能直接影響著整個系統(tǒng)的性能。水壓伺服閥中包含噴嘴擋板、環(huán)縫、滑閥等一系列閥口型式,要設(shè)計出高性能的水壓伺服閥,必須對這幾種典型閥口的流動特性、特別是流量壓力特性和氣穴現(xiàn)象進行深入的研究和分析。 傳統(tǒng)伺服閥以電磁力矩馬達作為驅(qū)動器,工作頻寬窄、能量密度小、分辨率低,難以滿足現(xiàn)代工業(yè)對伺服系統(tǒng)的要求,基于超磁致伸縮材料(GMM)制作的超磁致伸縮驅(qū)動器(GMA)具有高頻響、高可靠性和高精度等優(yōu)異特性,應(yīng)用前景非常廣闊。將GMA用作水壓伺服閥的驅(qū)動器,提出了一種新型的雙相對置超磁致伸縮驅(qū)動水壓伺服閥。 根據(jù)液阻和液壓全橋理論,在水壓伺服閥中,閥芯端部的環(huán)縫與噴嘴擋板閥組成B+B型液壓全橋,對此提出了傳統(tǒng)型和專用型兩個方案,通過對兩種液壓全橋的壓力特性和靜態(tài)特性的研究和對比,確定了應(yīng)用于水壓伺服閥的液壓全橋類型,以此指導(dǎo)環(huán)縫與噴嘴擋板閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 運用CFD技術(shù)對水壓伺服閥中的滑閥節(jié)流、環(huán)縫節(jié)流和噴嘴擋板閥的流場特性進行了仿真分析,獲得了整個流場內(nèi)的速度、壓力、湍動能以及氣體體積分數(shù)的分布規(guī)律和變化規(guī)律。在仿真分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合水壓伺服閥的設(shè)計參數(shù),通過對比分析確定了滑閥、環(huán)縫以及噴嘴擋板閥的結(jié)構(gòu)參數(shù),提出了相應(yīng)的設(shè)計理論和方法,并探討了相關(guān)的制造工藝。 根據(jù)液壓全橋的負載特性和滑閥的結(jié)構(gòu)參數(shù)確定了擋板的工作區(qū)間,并對工作區(qū)間內(nèi)噴嘴擋板閥的流量壓力特性進行了研究,結(jié)果表明設(shè)計的噴嘴擋板閥滿足液壓全橋?qū)勺円鹤璧奶匦砸蟆＠肍LUENT軟件研究了環(huán)縫液阻的變化規(guī)律及加工誤差對環(huán)縫流場的影響,探討了閥芯額定行程對環(huán)縫液阻的影響,并與相應(yīng)半橋上噴嘴擋板閥液阻的變化相對比,結(jié)果表明設(shè)計的環(huán)縫結(jié)構(gòu)滿足固定液阻的使用要求。 在對驅(qū)動器和彈簧管進行結(jié)構(gòu)分析和力學(xué)分析的基礎(chǔ)上確定了驅(qū)動器的輸出力和位移,根據(jù)GMM的磁致伸縮效應(yīng)和預(yù)壓力效應(yīng)設(shè)計出雙相對置超磁致伸縮驅(qū)動器,并對驅(qū)動器的最大輸出力以及在最大工作位移處的輸出力進行了校核,提出了雙相對置超磁致伸縮驅(qū)動器的設(shè)計理論和方法。
【圖文】：

伸縮材料（GMM）、形狀記憶合金（SMA）、電高頻響、高精度及大輸出力等優(yōu)異性能，在流體用報道[6]。其中，稀土超磁致伸縮材料（Giant GMM）TbxDy1-xFe2-y(商品名為 Terfenol-D) 的磁磁致伸縮材料的幾十到上百倍，是近年剛發(fā)展起場和壓應(yīng)力作用下,能產(chǎn)生較大的體積或長度變化、低壓驅(qū)動、大功率、大承載、可非接觸式測 PZT 和 PMN 更優(yōu)良的特性[7,8]。此外，GMM 還，即在外力作用于下材料的磁化狀態(tài)（磁化強度能超磁致伸縮材料的優(yōu)良性能，發(fā)展了一種集驅(qū)致伸縮自傳感驅(qū)動新技術(shù)，以實現(xiàn)對驅(qū)動對象的種雙相對置超磁致伸縮自傳感驅(qū)動器新概念，利動器通過具有位移放大功能的擋板反饋桿組件一個力反饋二級電液伺服控制閥，如圖 1-1 所示

80 年代初開始水壓傳動技術(shù)研究以來，水壓元件進展，部分產(chǎn)品進入實用階段，這些材料主要有涂層材料[9-15]。耐蝕合金中比較常用的是奧氏體鋁陶瓷，而且陶瓷多與不銹鋼或工程塑料組成摩是最近幾年應(yīng)用比較廣泛的技術(shù)，在金屬基體的基體金屬材料的韌性好、易加工等優(yōu)點，同時又耐蝕、耐磨和耐高溫性能。工、小松制作所、荏原}蝦涎芯克約吧衲未ù笳顧顧歐刂品Ъ際躚芯亢涂⒌牡ノ�。三菱sago Research & Development Center, Mitsubishi omichi（大道武生）和 Akio Tanaka (田中昭夫)在及驅(qū)動特性后研制出一種新型水壓伺服控制閥示。伺服閥采用伺服電機驅(qū)動滾珠絲杠取代原來閥系統(tǒng)來直接推動功率級滑閥閥芯的移動，從而采用兩個正重疊閥口串聯(lián)的結(jié)構(gòu)形式，，大大減少
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TH137.52

【引證文獻】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 王麗梅;埋地長輸管道泄漏事故應(yīng)急關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2012年

本文編號：2692273