全屏蔽阀门磁力驱动器的研究

发布时间：2017-12-09 12:24

  本文关键词：全屏蔽阀门磁力驱动器的研究

  更多相关文章： 阀门驱动器 全屏蔽 磁力驱动

【摘要】：针对航天、航空、核电、化工等领域中,对低温、高温、高压、高放射性、剧毒性介质提出的零泄漏要求。本课题以解决火箭发动机阀门存在的阀杆动密封泄漏问题为目的,研制了一种全屏蔽阀门磁力驱动器。并结合阀门的实际运行工况特点,对磁力驱动器的力矩输出性能与发热特性展开研究。基于有限元方法,建立了球阀密封副的数值分析模型,在保证阀门密封性的基础上,对球阀密封副摩擦力矩进行了精确计算。研究了密封环压力角、密封环宽度对密封副摩擦力矩的影响规律。结果表明,密封环压力角、密封环宽度与摩擦力矩均呈线性关系。分析了球阀在开启过程中的密封副摩擦力矩的变化规律。通过分析可知,在阀门不同开度下密封副摩擦力矩为非线性变化规律,为磁力驱动器在变负载条件下力矩输出性能的研究奠定了基础。采用Ansoft软件,建立了全屏蔽阀门磁力驱动器的磁场分析模型,根据得到的气隙磁场分布规律提出合理假设,得到了磁力驱动器力矩系数与气隙磁密基波幅值之间的理论关系式。在此基础上,研究了球阀不同开启状态下,各结构参数对磁力驱动器力矩输出性能与发热特性的影响,得到了各参数的优选值范围。采用正交设计法分析了各结构参数对磁力驱动器性能的综合影响。结果表明,各结构参数对磁力驱动器力矩输出性能影响程度的主次顺序为永磁体极弧系数、永磁体厚径比、槽轭高比、齿槽宽比、定子裂比,并得到了以上无量纲结构参数的最优组合方案。根据各无量纲结构参数优选值范围,给出了具有普遍工程应用价值的全屏蔽阀门磁力驱动器设计方法,且该设计方法可大大缩减其设计周期。设计并搭建了用于磁力驱动器性能试验研究的动态负载试验装置。进行了力矩输出性能与发热特性试验研究,通过对比分析理论计算与试验测取结果,验证了本文对全屏蔽阀门磁力驱动器理论研究的正确性。本文对全屏蔽阀门磁力驱动器的研究,对提高我国大型液体火箭发动机的工作可靠性具有重要的意义。同时能够为阀门驱动器的设计与性能优化提供指导,拓宽了磁力驱动技术在全屏蔽旋转机械中的应用。
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V432
，

本文编号：1270396