喷嘴超声辅助压装系统的建立及其关键技术研究

发布时间：2017-10-29 05:12

  本文关键词：喷嘴超声辅助压装系统的建立及其关键技术研究

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【摘要】：目前双喷嘴挡板阀喷嘴的压装还停留在手动压装阶段,在压装过程中,操作繁琐且不能很好的消除爬行现象,所以压装效率和质量都不高,不能满足现有的批量装配的使用要求。为此,本文首先对手动压装过程进行分析,提出了超声辅助压装的方案,然后,开展超声辅助压装的理论和实验研究。在此基础上,通过改变压装策略的方式对喷嘴进行了压装实验。分析了目前手动压装台在压装过程中存在的诸多问题,包括压装系统的刚度以及压装过程喷嘴的爬行问题等。结合手动压装和超声振动在工程领域的应用情况,提出了超声辅助压装的方案,并研制和搭建了一套超声辅助压装实验系统,包括机械结构本体,超声振动系统,电机控制电路,光栅尺以及电感式位移传感器检测电路和压装实验系统专用软件;利用流体仿真软件FLUENT分别就不同的喷嘴与挡板之间的距离进行流场仿真,拟合出喷嘴腔压力与喷嘴挡板距离的关系曲线,在此基础上,确定了喷嘴了压装需要达到的位移精度。此外,通过流场仿真分析确定了喷嘴头部的形状精度和位置精度对喷嘴腔压力的影响;利用有限元软件ANSYS分别对常规压装和超声辅助压装的过程进行了有限元模拟仿真。在超声辅助压装仿真过程中,通过在函数编辑器里定义函数的方式对模型进行载荷加载,解决了压装过程中对喷嘴难以施加超声振动载荷的问题,从而实现了对超声辅助压装的仿真。在此基础上,对常规压装和超声辅助压装过程中喷嘴表面的轴向应力以及喷嘴和底座孔之间的摩擦应力进行重点对比分析;最后,针对常规压装和超声辅助压装的不同作用效果和喷嘴难压装等问题,在超声辅助压装实验系统的基础上,对喷嘴进行常规压装和超声辅助压装实验,确定了超声辅助压装方案的可行性以及超声振动对压装工艺的影响规律;此外,由于超声辅助压装系统位移进给精度的局限性,所以提出了通过对压装过程进行预测完成压装的方法,并对其进行了实验验证,得到了较好的应用效果。
【关键词】：双喷嘴挡板阀 喷嘴 压装 超声振动
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH137.52
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 课题来源及研究的背景与意义9-12
• 1.2 压装技术的国内外研究现状及分析12-16
• 1.2.1 国外压装技术的发展现状12-14
• 1.2.2 超声辅助压装技术的国内外研究现状14-16
• 1.2.3 国内外文献综述的简析16
• 1.3 课题主要研究内容16-18
• 第2章 超声辅助压装系统的建立18-31
• 2.1 手动压装台压装误差分析18-21
• 2.2 总体压装方案的确定21-23
• 2.3 滚珠丝杠和电机的选择23-25
• 2.4 超声波发生器和超声振子的选择25-27
• 2.5 机械结构设计27-28
• 2.6 系统软件设计28-30
• 2.7 本章小结30-31
• 第3章 位移进给精度的确定31-41
• 3.1 基本控制方程31-32
• 3.2 流场仿真模型的网格划分32-34
• 3.2.1 几何模型的建立32-33
• 3.2.2 网格划分33-34
• 3.2.3 确定边界类型34
• 3.3 参数及计算条件的确定34-35
• 3.3.1 参数的设定34-35
• 3.3.2 计算条件的确定35
• 3.4 求解结果收敛性判定35
• 3.5 仿真结果分析35-40
• 3.6 本章小结40-41
• 第4章 压装过程有限元仿真41-55
• 4.1 超声辅助压装仿真41-47
• 4.1.1 仿真分析方案42
• 4.1.2 喷嘴压装模型的建立42-44
• 4.1.3 施加载荷并求解44-47
• 4.1.4 常规压装过程仿真47
• 4.2 仿真结果分析47-54
• 4.2.1 压装应力与应变分析48-50
• 4.2.2 压装摩擦分析50-54
• 4.2.3 对比分析54
• 4.3 本章小结54-55
• 第5章 喷嘴压装实验研究55-70
• 5.1 不通油压装实验56-60
• 5.2 通油压装实验60-62
• 5.3 喷嘴实际位移的确定62-68
• 5.4 预测效果验证实验68-69
• 5.5 本章小结69-70
• 结论70-72
• 参考文献72-76
• 攻读硕士学位期间发表的论文76-78
• 致谢78

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本文编号：1111544