2D高速开关阀及其变传动比机构的研究

发布时间：2017-03-29 22:04

  本文关键词：2D高速开关阀及其变传动比机构的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着计算机、微电子的不断发展,液压技术越来越多的与之相结合,提高了液压技术的数字化程度,使得液压技术获得了突飞猛进的发展,其中电液数字控制技术已成为机电一体化的重要手段,是实现对液压系统进行高速、高精度控制的理想方法,尤其是在航空航天、工程机械、船舶等领域。而高速开关阀的研究是电液数控技术的一个重要组成部分,是实现电液数字控制技术的开关关键元器件。与其他高速开关阀相比,2D电液高速开关阀具有结构简单、抗污染能力强,控制精度高、导控级与功率级一体、泄漏量小以及良好的静动态特性等优点。目前2D电液开关阀已运用在航空航天、起重机械、液压升降平台等设备的液压锁紧系统中。本论文设计的2D高速开关阀采用斜槽和高低压孔槽的伺服螺旋机构作导控级,利用旋转电磁铁作为电-机械转换器,通过拨叉拨杆传动机构进行力矩传递,从而控制阀芯的运动。本论文主要的研究内容如下:1.研究了2D电液开关阀的液压伺服螺旋机构的工作原理,为了提高先导级的控制流量和2D阀频率响应设计了斜槽型与高低压槽作为先导级并且先导级和功率级为一体的2D阀,从而实现阀芯双自由度运动。2.为提高高速开关阀的流量与响应速度,设计了六叶片转子结构旋转电磁铁的设计方案,其具有转动惯量低、角位移大、响应速度快的特点。并通过对旋转电磁铁进行静动态特性仿真分析和实验研究,其结果表明符合预算设置,且转矩基本恒定。3.为提高高速开关阀的响应速度和克服正常工作情况下阀芯液压卡紧现象,提出了变传动比传动机构,使2D高速开关阀拥有更高的工作可靠性。4.建立2D电液开关阀的数学模型,利用MATLAB中的Simulink软件仿真2D开关阀静动态特性以及各参数对频率特性的影响,优化结构设计,设计双摆轮阶跃机构并进行阶跃实验。对2D电液高速开关阀进行实验研究,测试静动态各个性能。实验结果显示2D电液高速开关阀具有很好的特性。
【关键词】：2D高速开关阀 旋转电磁铁 变传动比 静动态特性
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH137.52
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-22
• 1.1 课题研究背景10
• 1.2 高速开关阀的概述10-20
• 1.2.1 常用高速开关阀的研究现状12-15
• 1.2.2 电-机械转换器的研究现状15-20
• 1.3 选题的意义及研究内容20-21
• 1.3.1 选题的研究意义20-21
• 1.3.2 研究内容21
• 1.4 本章小结21-22
• 第2章 2D高速开关阀工作原理与结构设计22-34
• 2.1 2D高速开关阀工作原理22-25
• 2.1.1 液压伺服螺旋机构工作原理22-23
• 2.1.2 2D高速开关阀的工作原理23-24
• 2.1.3 2D高速开关阀的特点24-25
• 2.2 2D高速开关阀的结构设计25-29
• 2.2.1 主阀体模块的设计25-29
• 2.3 电-机械转换器设计29-32
• 2.4 本章小结32-34
• 第3章 2D高速开关阀变传动比机构的设计34-44
• 3.1 2D阀常用传动机构34-36
• 3.1.1 齿轮齿条传动机构34-35
• 3.1.2 定传动比拨叉拨杆传动机构35-36
• 3.2 变传动比传动机构设计36-42
• 3.2.1 变传动比传动方案36-37
• 3.2.2 变传动比传动机构结构设计37-38
• 3.2.3 两级零位保持弹簧38-42
• 3.3 本章小结42-44
• 第4章 2D高速开关阀数学建模与动态分析44-62
• 4.1 2D高速开关阀导控级的数学建模44-50
• 4.1.1 液压伺服螺旋机构数学模型44-47
• 4.1.2 2D开关阀模型的线性化47-50
• 4.2 旋转电磁铁的数学模型50-52
• 4.2.1 旋转电磁铁数学建模50-52
• 4.2.2 旋转电磁铁的动态特性分析52
• 4.3 2D开关阀的数学模型与仿真分析52-57
• 4.3.1 动态响应的仿真分析53-55
• 4.3.2 各种结构参数对频率响应的影响55-57
• 4.4 2D高速开关阀导控级阶跃响应实验分析57-61
• 4.4.1 摆轮式阶跃响应实验装置57-58
• 4.4.2 摆轮式阶跃响应实验结果58-61
• 4.5 本章小结61-62
• 第5章 2D高速开关阀实验研究62-72
• 5.1 2D开关阀测试系统的建立62-66
• 5.1.1 实验仪器及实验平台的搭建63-65
• 5.1.2 测试实验条件65-66
• 5.2 旋转电磁铁实验研究66-67
• 5.2.1 旋转电磁铁阶跃响应实验原理66
• 5.2.2 旋转电磁铁阶跃响应实验66-67
• 5.3 2D高速开关阀的实验研究67-71
• 5.3.1 2D高速开关阀空载流量特性的研究67-68
• 5.3.2 2D开关阀零位泄漏特性的研究68-70
• 5.3.3 2D开关阀阶跃响应特性70-71
• 5.4 本章小结71-72
• 第6章 总结与展望72-74
• 6.1 研究总结72-73
• 6.2 展望73-74
• 参考文献74-78
• 致谢78

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本文编号：275503