本文關(guān)鍵詞：一種新型數(shù)字節(jié)流閥的研究

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【摘要】：液壓數(shù)字化是液壓未來發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì),隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,數(shù)字閥將會(huì)得到越來越廣泛的應(yīng)用。數(shù)字閥是能精確控制液壓系統(tǒng)壓力、流量和方向等,數(shù)字閥體積小,不需要模數(shù)轉(zhuǎn)換元件就可以直接接收計(jì)算機(jī)控制信號(hào),控制簡(jiǎn)單,工藝性好,使用成本低,而且工作可靠,易于維修,抗油液污染能力強(qiáng),在復(fù)雜環(huán)境下也能正常工作。 本文設(shè)計(jì)了一款用以精確控制流量的數(shù)字節(jié)流閥。對(duì)比了脈寬調(diào)制閥、高速開關(guān)閥等數(shù)字閥的優(yōu)缺點(diǎn),最終選擇了增量式數(shù)字閥,對(duì)數(shù)字節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。分析了不同形式的節(jié)流口的優(yōu)缺點(diǎn),選擇了流量與閥口開度線性性非常好的矩形孔作為節(jié)流口。選擇角位移和脈沖數(shù)量成正比的步進(jìn)電機(jī)作為控制閥芯運(yùn)動(dòng)的控制元件。通過理論分析對(duì)數(shù)字節(jié)流閥靜態(tài)性能進(jìn)行研究,運(yùn)用動(dòng)力學(xué)原理對(duì)閥芯動(dòng)態(tài)性能建立數(shù)學(xué)模型,并用Simulink軟件對(duì)其進(jìn)行仿真研究,對(duì)比不同頻率下的閥芯動(dòng)態(tài)響應(yīng)情況。運(yùn)用計(jì)算流體力學(xué)理論,用FLUENT軟件對(duì)節(jié)流閥內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行仿真研究,根據(jù)仿真結(jié)果,對(duì)節(jié)流閥閥口結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化。 成功開發(fā)的數(shù)字節(jié)流閥可以直接由計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制,靜態(tài)性能優(yōu)異,閥口開度與步進(jìn)電機(jī)脈沖數(shù)量成正比關(guān)系,動(dòng)態(tài)性能良好,閥口附近內(nèi)部流場(chǎng)合理,對(duì)于設(shè)計(jì)數(shù)字閥和節(jié)流閥都具有很好的參考價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)字閥 節(jié)流閥 步進(jìn)電機(jī) 流場(chǎng)
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH137.52
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-12
• 插圖清單12-13
• 第一章 緒論13-21
• 1.1 課題意義13
• 1.2 數(shù)字閥分類及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-19
• 1.2.1 脈碼調(diào)制數(shù)字閥13-14
• 1.2.2 脈寬調(diào)制數(shù)字閥14-17
• 1.2.3 數(shù)字閥國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3 本課題研究的主要內(nèi)容19-21
• 第二章 數(shù)字節(jié)流閥的原理及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)21-33
• 2.1 節(jié)流閥基本要求21
• 2.2 節(jié)流閥的節(jié)流口形狀選擇21-23
• 2.3 節(jié)流閥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作原理23-26
• 2.4 閥芯受力分析26-28
• 2.4.1 慣性力26
• 2.4.2 粘性摩擦力26
• 2.4.3 液壓卡緊力26-27
• 2.4.4 穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力27-28
• 2.4.5 瞬態(tài)液動(dòng)力28
• 2.5 推桿所受摩擦力28-29
• 2.5.1 O型圈的壓縮量28
• 2.5.2 推桿所受O型圈靜摩擦力計(jì)算28-29
• 2.6 復(fù)位彈簧剛度的選擇29
• 2.7 步進(jìn)電機(jī)的選擇29-31
• 2.8 滾珠絲杠的選擇31-32
• 2.9 本章小結(jié)32-33
• 第三章 數(shù)字節(jié)流閥的靜態(tài)和閥芯動(dòng)態(tài)性能分析研究33-47
• 3.1 數(shù)字節(jié)流閥靜態(tài)性能分析33-37
• 3.1.1 節(jié)流閥流量流量特性33-34
• 3.1.2 節(jié)流閥的剛性34-36
• 3.1.3 數(shù)字節(jié)流閥流量分析36-37
• 3.2 數(shù)字節(jié)流閥閥芯動(dòng)態(tài)性能分析37-43
• 3.2.1 二相混合式步進(jìn)電機(jī)傳遞函數(shù)的計(jì)算38-40
• 3.2.2 滾珠絲杠傳動(dòng)鏈傳遞函數(shù)的計(jì)算40-43
• 3.3 節(jié)流閥閥芯動(dòng)態(tài)性能的MATLAB/Simulink仿真43-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第四章 數(shù)字節(jié)流閥的流場(chǎng)性能研究47-61
• 4.1 計(jì)算流體力學(xué)(CFD)理論基礎(chǔ)47-49
• 4.1.1 計(jì)算流力力學(xué)的發(fā)展47
• 4.1.2 連續(xù)性方程47-48
• 4.1.3 動(dòng)量守恒48-49
• 4.1.4 能量方程49
• 4.2 離散化49-52
• 4.2.1 離散化的目的49
• 4.2.2 常用的離散化方法49-51
• 4.2.3 湍流的數(shù)值模擬方法51
• 4.2.4 k-ε模型51-52
• 4.2.5 SIMPLE算法52
• 4.3 FLUENT簡(jiǎn)介52-54
• 4.4 FLUENT仿真及數(shù)字閥結(jié)構(gòu)優(yōu)化54-59
• 4.5 本章小結(jié)59-61
• 第五章 總結(jié)與展望61-63
• 5.1 論文總結(jié)61
• 5.2 工作展望61-63
• 參考文獻(xiàn)63-65
• 攻讀碩士期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果清單65

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 楊國(guó)來;楊長(zhǎng)安;劉志剛;馬一春;;節(jié)流閥小開度下流場(chǎng)仿真和最小穩(wěn)定流量研究[J];機(jī)床與液壓;2009年09期

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本文編號(hào)：875210