直动式高性能比例方向阀虚拟样机仿真与试验研究
本文关键词:直动式高性能比例方向阀虚拟样机仿真与试验研究 出处:《浙江理工大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
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【摘要】:作为连接现代微电子技术、计算机控制技术和大功率工程控制设备之间的桥梁,电液比例控制技术己在工业领域获得广泛地应用。电液比例阀作为电液比例控制系统的重要组成部分,实现了输出的液压量与输入电信号按照比例控制,具有广阔的发展空间。目前,电液比例阀与伺服阀相比,其性能上的差距正在日益缩小。提高电液比例阀的性能,有助于提高电液比例控制系统的整体特性,在未来拥有广大的市场前景。本课题对直动式比例方向阀进行研究,以其主要部件比例电磁铁与阀心为研究对象,分别建立了比例电磁铁与阀内流场虚拟样机。主要研究内容和结果如下:(1)以GP45型比例电磁铁为研究对象,分别进行了磁场的静、动态仿真与温度场仿真。通过电磁场静态仿真,得到了电磁铁内部磁场的分布情况。利用参数敏感性分析法,筛选出了前导套管宽度、衔铁直径、衔铁长度、隔磁环前角等几个对静态电磁力影响较大的参数,并对它们做了静态仿真分析,得到了它们对静态行程—力特性的影响规律。(2)通过磁场动态仿真,对影响电磁铁动态性能的结构参数进行了分析,得到了衔铁吸合运动规律,提出通过改变线圈匝数提高电磁铁动态特性的方法。通过温度场仿真,得到不同匝数下的线圈发热情况。最终综合电磁铁仿真结果,确定了一组结构参数。(3)根据6通径与10通径滑阀结构,利用流场虚拟样机技术,分别建立流道模型与缝隙流动模型。通过仿真分析,得到了不同开口下阀心所受的稳态液动力与瞬态液动力以及流道内部的流场变化情况,明确了阀心所受总的液动力影响。(4)通过对阀心与阀块间的缝隙流动模型仿真,得到不同缝隙尺寸下的径向不平衡力以及均压槽对径向不平衡力的影响。根据仿真结果,分别对6通径与10通径阀心上的均压槽进行了优化。(5)通过试验对比例电磁铁与阀内流场虚拟样机进行验证,确定仿真的准确性。通过对比例电磁铁以及阀心结构优化,可以有效提高比例方向阀的整体性能。
[Abstract]:As a bridge between modern microelectronic technology, computer control technology and high-power engineering control equipment. The electro-hydraulic proportional control technology has been widely used in the industrial field. As an important part of the electro-hydraulic proportional control system, the electro-hydraulic proportional valve realizes the proportional control of the hydraulic output and the input electrical signal. At present, compared with servo valve, the performance gap of electro-hydraulic proportional valve is narrowing day by day. To improve the performance of electro-hydraulic proportional valve is helpful to improve the overall characteristics of electro-hydraulic proportional control system. In the future, there is a broad market prospect. This paper studies the direct-acting proportional directional valve, taking its main components, proportional electromagnet and valve center as the research object. The main contents and results are as follows: (1) taking GP45 type proportional electromagnet as the research object, the magnetic field is static respectively. Dynamic simulation and temperature field simulation. Through the static simulation of electromagnetic field, the distribution of magnetic field in the electromagnet is obtained. The width of the lead casing, the diameter of armature and the length of armature are screened by the method of parameter sensitivity analysis. Several parameters which have great influence on the static electromagnetic force, such as the front angle of the isolated magnetic ring, are analyzed by static simulation, and the influence law of them on the static travel and force characteristics is obtained. 2) the dynamic simulation of magnetic field is carried out. The structure parameters affecting the dynamic properties of electromagnets are analyzed and the law of the armature suction motion is obtained. A method to improve the dynamic characteristics of electromagnets by changing the number of coil turns is proposed. The simulation of temperature field is carried out. Finally, a set of structure parameters, I. e., a set of structure parameters. According to the six diameter and 10 diameter slide valve structure, the flow field virtual prototyping technology is used. Flow channel model and slot flow model were established respectively. Through simulation analysis, the steady and transient fluid dynamics of valve center under different openings were obtained, as well as the variation of flow field inside the channel. Through the simulation of the gap flow model between the valve center and the valve block. The radial unbalance force under different slot sizes and the effect of the pressure sharing groove on the radial imbalance force are obtained. The pressure sharing slots in the heart of the 6 and 10 diameter valves were optimized. 5) the virtual prototype of the flow field between the proportional electromagnet and the valve was verified by experiments. By optimizing the structure of proportional solenoid and valve center, the overall performance of proportional directional valve can be improved effectively.
【学位授予单位】:浙江理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TH137;TP273
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,本文编号:1434246
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