气液弹射机构的设计及关键控制元件的研究

发布时间：2021-08-26 09:15

　　弹射装置在军事领域内应用非常广泛,例如导弹和火箭的发射,舰载飞机的发射,无人机的弹射,救生座椅的弹射,以及从空间站,航天飞机或者其他飞行器上弹射发射卫星等。弹射机构的应用场合对系统的重量、动态响应性有严格要求,对控制元件的动态响应和重量要求也很苛刻。为满足弹射机构对关键控制元件的这些要求,设计了一种2D（双自由度）数字伺服阀。该阀结构上采用阀芯的双运动自由度原理设计——圆周自由度通过阀套上的螺旋槽与阀芯上的高低压孔的配合改变敏感腔的压力,实现导控功能,而轴向自由度控制阀口的开度。采用步进电机以驱动阀芯旋转,实现了阀的机械—电的数字化转换。建立了其数学模型并对其进行仿真分析,为验证其可靠性,加工出样品并进行测试。试验结果表明其阶跃响应稳定时间大约为3～5毫秒,此外该阀还具有其他优越特性,比如体积小,重量轻以及良好的稳定性能。本论文各章内容简述如下:第一章,对弹射机构和电液控制元件相关内容进行了综述,接着提出了本论文的研究目的和意义,并列出课题任务。第二章,设计了一套气液弹射机构,并对其进行了详细的机械结构设计。第三章,建立了气液弹射机构的关键控制元件2D数字伺服阀的数学模型,并基于MAT... 

【文章来源】：浙江工业大学浙江省

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

救生弹射座椅

所以要求它的结构十分复杂而关键，尤其是液压系统中的管道要设计在阀座内部，将整个系统沟通，这将使整个结构设计的工作变得非常繁重。经过多次方案修改，最终设计的阀座外形结构如图所示，其中图2一6c图展示的是阀座内的液压系统的部分复杂通道的3D示意图。图2一6d图中左侧的通道为工艺孔，这些通道将三个关键控制元件ZD数字伺服阀的各个不同的P、A、T口与系统进行沟通，实现预期的工作要求。图2一6阀座结构设计示意图工艺孔最后做封闭处理的方法一般有两种[27]:一是可以采用“焊”的方法。堵焊工艺孔并打磨平。堵焊前应在孔内压入堵塞，堵塞和孔的过盈量在0.02一0.04~之间。孔和堵塞头均留45“焊接坡口，深

二是可以采用螺塞堵工艺孔。由于考虑到减轻系统的质量，阀座材料采用超硬铝，而超硬铝材料本身的焊接性能较差，所以这里采用螺塞的方式进行封闭工艺孔。图2一7所示为螺塞设计外形图，根据不同流量通径，设计了两个尺寸规格的螺塞MS以及M10，底部均开有0形圈凹槽，用以进行密封。a)MS螺塞b)Mlo螺塞图2一7螺塞外形图2.2.4主阀弹簧的设计弹簧的安装工作空间如图2一8所示。根据工作要求特点，现查取《机械设计手册》选取材料60SiZCrVA。并根据阀芯容腔结构尺寸暂取弹簧钢丝直径为3.smm，中径为18们n们n。图2一8弹簧示意图根据强度条件计算弹簧钢丝直径[28]。首先选取旋绕比c=5，根据曲度系数公K二4C一 10.615—+—4C一4C(2一4)得犬三 1.3175。

【参考文献】：
期刊论文
[1]一种2D三通数字伺服换向阀的理论和实验研究[J]. 刘乃新,阮健,裴翔.  浙江工业大学学报. 2010(04)
[2]航母的弹射装置[J]. 鸥汛.  现代舰船. 2005(07)
[3]2D气动数字伺服阀静态特性分析[J]. 白继平,俞浙青,阮健.  工程设计学报. 2005(03)
[4]2D气动数字伺服阀[J]. 李胜,俞浙青,阮健.  机床与液压. 2003(01)
[5]弹射装置的数理建模和动力学分析[J]. 戴龙成,宣益民,尹健.  弹道学报. 2001(04)
[6]2D电液数字换向阀[J]. 阮健,裴翔,李胜.  机械工程学报. 2000(03)
[7]2D电液数字换向阀的实验研究[J]. 阮健,裴翔,姜伟.  机床与液压. 1999(05)
[8]2D数字换向阀的步进特性分析——数字阀研究系列报告之一[J]. 阮健,杨继隆,历明忠.  浙江工业大学学报. 1999(01)
[9]航母舰载机蒸汽弹射系统的数学仿真研究[J]. 赵险峰.  舰载武器. 1996(03)
[10]航天飞机的弹射起飞[J]. 叶海.  航天. 1995(06)

硕士论文
[1]导弹弹射系统发射姿态调整研究[D]. 吴佳林.南京理工大学 2006
[2]飞机导弹弹射系统动特性分析和仿真研究[D]. 周建文.西北工业大学 2004



本文编号：3363970