双喷嘴挡板电液伺服阀的流场可视化仿真

发布时间：2020-08-03 08:14

【摘要】： 电液伺服阀是复杂的电液元件,在电液伺服系统中,作为连接电气部分与液压部分的桥梁,是电液伺服控制系统的核心部件。其中双喷嘴挡板电液伺服阀具有体积小、功率放大率高、直线性好、死区小、响应速度快、运动平稳可靠等优点,所以在各种电液伺服系统中得到了极广泛的应用。因此,对双喷嘴挡板电液伺服阀特性的研究,对于正确设计和使用电液伺服阀都具有重要意义。本文根据实际中可能存在的情况,应用Solidworks软件对阀口处于各种不同状态以及喷嘴挡板机构处于不同位置时分别建立了三维几何模型,然后将其导入前处理软件进行编辑,使之生成三维模型,并对其进行网格的划分。最后,在阀芯固定不动的状态下,对流体在阀体及喷嘴挡板内部的流动状态进行了可视化仿真。首先,运用仿真软件对双喷嘴挡板电液伺服阀主滑阀内部流场进行模拟仿真。在仿真结果的基础上,分析比较了流量相同、阀口开度不同情况下,滑阀内的流线图,速度分布,湍动能分布和压力分布及变化趋势。这对定性分析滑阀内能量损失、噪声以及对滑阀的结构和流道的优化设计有一定的实际指导意义。其次,针对电液伺服阀对油液清洁度要求较高的特点,对双喷嘴挡板电液伺服阀主滑阀阀口处于不同堵塞情况时的内部流场进行仿真。通过分析比较速度场、压力场分布情况,可以很直观地了解阀口出现堵塞时的具体情形,为伺服阀的故障诊断分析提供可靠依据。最后,对双喷嘴挡板电液伺服阀中的先导级——双喷嘴挡板放大器的内部流场进行模拟仿真。通过分析比较挡板处于不同位置时的速度场、压力场分布,将为分析和计算各种不同因素如喷嘴内径、长度,背压腔直径等参数对流场的影响提供依据,对定性分析流道内能量损失、噪声以及对流道结构的优化具有一定的指导意义。运用仿真软件模拟之后,通过理论公式对仿真结果进行验证,得到的结果相一致。相比之下,软件计算更加方便,对于不同的情况,只要建立相应的模型,即可迅速、可靠地分析电液伺服阀的特性,为伺服阀的优化设计提供依据。
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TH137.5
【图文】：

原理图,力矩马达,动铁式,永磁

第二章双喷嘴挡板电液伺服阀的简介板电液伺服阀的第一级是由永磁动铁式力矩马达控制的双喷级是四通滑阀液压放大器，且通过反馈杆使阀芯与衔铁挡板馈回路[2]。力矩马达的工作原理作为电-机械转换装置，利用电磁原理，将输入的小功率电信位移）[2]。式力矩马达工作原理图如图 2.1 所示，这是目前常用的一种体、下导磁体、衔铁、控制线圈、弹簧管等组成。衔铁固定在上、下导磁体的中间位置，可绕弹簧管的转动中心作小角的衔铁两端与上、下导磁体形成四个工作气隙。上、下导磁为S极和N极，并为控制磁通和极化磁通提供磁路[2]。

弹簧管,挡板,电液伺服阀,衔铁

[2]。板电液伺服阀示为目前应用最为广泛的一种双喷嘴挡板电液伺服阀的结构原挡板电液伺服阀的工作原理流时，衔铁由弹簧管支承在上、下导磁体的中间位置，挡板也阀芯在反馈杆的约束下处于中间位置，伺服阀无液压输出。当有磁力矩，使衔铁挡板组件绕弹簧管转动中心偏转，弹簧管和反馈位置。当喷嘴挡板右侧间隙减小而左侧间隙增大时，滑阀右腔控减小，从而推动阀芯左移。同时，带动反馈杆左移，使反馈杆反馈杆和弹簧管变形产生的反力矩相平衡时，衔铁挡板组件处进一步变形时，挡板又逐渐趋于中间位置。此时，右腔控制压高。当反馈杆变形对阀芯产生的反作用力以及滑阀的液动力与，阀芯停止运动，且其位移与控制电流成比例。在负载压差一制电流成比例。当控制电流反向时，亦存在类似情况[2]。

双喷嘴,电液伺服阀,几何模型,挡板

图3.1双喷嘴挡板电液伺服阀几何模型

【参考文献】