高压气动阀控缸一体化元件的动静态特性分析及实验研究

发布时间：2020-10-16 17:01

　　 高压气动阀控缸一体化元件是某水下发射装置中的一个重要部件,其将三位四通换向阀和高压气缸结合为一个整体,极大地简化了水下发射装置控制部件的结构,减轻了整个装置的重量。本文根据高压气动阀控缸一体化元件的结构特点,建立了数学模型,通过仿真和实验方法对元件性能进行了研究。 首先,运用热力学第一定律、连续方程、动量方程等对高压气动阀控缸一体化元件的流量特性、响应特性及其执行机构的运动特性进行了数学描述,在应用MATLAB 软件仿真研究的基础上,重点讨论了高压气动阀控缸一体化元件响应特性的影响因素,为高压气动阀控缸一体化元件的研制提供了理论基础。 其次,应用FLUENT 软件工具,建立了高压气动阀控缸一体化元件中三位四通换向阀的气动模型,讨论了三位四通换向阀进气口面积等参数对元件内部气体流动特性的影响,深入分析研究了三位四通换向阀内部气体温度、压力、密度的分布。 最后,运用Simulink 工具,编制了高压气动阀控缸一体化元件的综合性能检测软件,并设计建立了实验检测系统,对高压气动阀控缸一体化元件的性能进行了实验研究。实验结果表明,高压气动阀控缸一体化元件具有良好的响应特性和密封性,能响应周期高达60ms 的脉冲信号,即阀控缸中活塞的往复运动达16 次/秒,工作压力为5MPa 时,高压气动阀控缸一体化元件的静态泄漏量为0.0043m3/s,动态泄漏量为0.0119m3/s。 高压气动阀控缸一体化元件的理论分析和实验研究结果表明新型高压气动阀控缸一体化元件研制是合理的,可行的,对于简化某水下发射装置控制部件结构的实际应用具有重要的工程意义,为高压气动元件的进一步深入研究奠定了基础。
【学位单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2005
【中图分类】：TH138.52
【部分图文】：

图 2.7 重叠量的不同对流量的影响 图 2.8 开口量不同对流量的影响（开口量为 5mm） （重叠量为 0.02mm）（2）阀芯运动时间与电磁铁输出力由图 2.9 可知，当阀芯运动时间满足一定要求时，输出力并非越大越好，因为输出力增大，必须要增大电磁铁体积，这对整个系统的重量、装配尺寸等都会带来影响。实际上，根据计算，如果电磁铁的输出力达到 20N，则当换向阀阀芯通过0.85mm 的距离时，仅需 0.004s 的时间。虽然理论上可以将电磁铁的吸合力提高到40N 或者更高，但阀芯的运动时间却非线性减少的，并且会带来很多加工和组装上的困难，所以电磁铁的输出力以达到 20N 为佳。

把影响流道流通能力的因素放在一起进行比较，从图 2.7 和图2.8 可知，在开口量一定，重叠量分别取 0.02mm、0.03mm、0.05mm 时，均以声速流量计，其结果分别为 0.0945 kg/s，0.0934 kg/s，0.0911 kg/s，最大相差仅为 3.6％。当重叠量一定时，如果改变滑阀的开口量，即滑阀直径分别取 2mm、5mm、8mm时，得到的最大流量相应为 0.1512 kg/s、0.0945 kg/s、0.0378 kg/s

量的不同对流量的影响 图 2.8 开口量不口量为 5mm） （重叠量为动时间与电磁铁输出力知，当阀芯运动时间满足一定要求时，输出力并非须要增大电磁铁体积，这对整个系统的重量、装配根据计算，如果电磁铁的输出力达到 20N，则当，仅需 0.004s 的时间。虽然理论上可以将电磁铁但阀芯的运动时间却非线性减少的，并且会带来很磁铁的输出力以达到 20N 为佳。
【引证文献】

相关硕士学位论文 前5条

1 张利成;气动减压阀流量特性的仿真研究[D];大连海事大学;2011年

2 徐小威;高压气体状态下阀口流动特性研究[D];华中科技大学;2011年

3 李余良;柴油机相继增压蝶阀气动控制系统性能分析[D];哈尔滨工程大学;2011年

4 秦小飞;全塑料注水阀研究[D];华中科技大学;2006年

5 石俊峰;扶正器试验台中驱动气缸的特性研究[D];北京化工大学;2008年

本文编号：2843527