圆筒状电流变阀设计与实验研究

发布时间：2020-11-16 23:30

　　 采用传统液压阀控制压电流体泵,实现终端执行机构的精密步进驱动,该方法存在单向阀响应滞后、液体倒流,压电泵的流量分辨率低等缺点。论文采用电流变液体阀替代传统阀来实现流体液压的步进驱动,该方法具有高频、高流量分辨率、无滞后现象、无倒流等优点。论文从理论和试验两方面对电流变阀进行了分析研究。 论文阐述了电流变液的性能和电流变阀的工作原理;分析了影响电流变阀内流体压力的因素;推导出了电流变阀的压差方程;根据液压传动原理,建立了电流变阀的控制模型。对电流变阀进行了桥路连接,推出了动力方程,实现了对终端执行机构的正反向驱动。 根据电流变阀的技术要求,设计并制造了单流道、多流道并联圆筒状电流变阀样机,并利用有限元方法,分析了结构的合理性,通过Fluent软件分析了阀内流体的流动特性。搭建了电流变阀实验台,配制了电流变液,对其进行了性能分析。 通过试验,研究了不同电极长度、电极直径、圆筒间隙等电极结构参数对电流变阀工作能力的影响;分析了电流变阀过流面积大小对驱动器驱动能力的影响,以及电流变阀在电场作用下的开启、关闭频率特性;还对电流变阀的静态耐液压能力和在高速流体下的瞬态耐液压能力进行了试验研究,得出了并联组合电流变阀耐液压强度特性。
【学位单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2008
【中图分类】：TH137.52
【部分图文】：

第一章 绪 论第一章 绪 论1.1 研究背景精密驱动器是现代高科技领域的重要工作单元，在光学工程、微电子制造、航空航天技术、精密机械制造、微机器人操作、生物医学工程等领域具有广泛的应用[1][2]。设想一个利用压电流体泵驱动终端执行机构(精密液压缸)，实现高性能的精密步进驱动，但是通过多年来的研究经验发现：压电流体泵虽然具有较高的能量密度(单位体积的流体输出能力)，但在实际工作中存在单向阀响应滞后、液体倒流现象，从而影响压电泵的流量分辨率[3]，这些缺点将严重影响流体液压驱动的驱动精度和驱动能力。因此，提出采用电流变阀代替传统液压阀控制，与无阀压电叠堆泵配合实现流体液压步进驱动。如图 1-1 所示压电/电流变液压阀混合步进驱动系统原理。

.柱塞 2.缸筒 3.调整螺钉 4.弹簧 5.活塞 6.绝缘筒 7.弹簧图 1-2 电流变减震器结构图 图 1-3 电流变离合器另外，把电流变液体注入飞机机翼中，通过对液体的固化程度控制，来它的固有频率，以防止产生有害的共振现象。4) 机器人工业。利用电流变技术设计制造出体积小、响应快、动作灵活磨损，并直接用微机进行控制的活动关节，比液-电控制的机器人关节要得多。利用电流变液体对电压响应快的特性，可以设计出性能优良的传感器；动控制与电流变技术相结合，可实现精确的定位[8]。1.4 电流变阀的研究意义阀门的主要作用就是实现对流体的阻止、通过和节流的控制。根据阀门本结构的不同可分为截止阀、旋塞阀、球阀、蝶阀、闸阀、隔膜阀[4]以及控制阀、压力控制阀、伺服阀、开关阀。截止阀是通过外力的推压来实现阀的截止功能的，这种阀的特点有高的

.柱塞 2.缸筒 3.调整螺钉 4.弹簧 5.活塞 6.绝缘筒 7.弹簧图 1-2 电流变减震器结构图 图 1-3 电流变离合器另外，把电流变液体注入飞机机翼中，通过对液体的固化程度控制，来它的固有频率，以防止产生有害的共振现象。4) 机器人工业。利用电流变技术设计制造出体积小、响应快、动作灵活磨损，并直接用微机进行控制的活动关节，比液-电控制的机器人关节要得多。利用电流变液体对电压响应快的特性，可以设计出性能优良的传感器；动控制与电流变技术相结合，可实现精确的定位[8]。1.4 电流变阀的研究意义阀门的主要作用就是实现对流体的阻止、通过和节流的控制。根据阀门本结构的不同可分为截止阀、旋塞阀、球阀、蝶阀、闸阀、隔膜阀[4]以及控制阀、压力控制阀、伺服阀、开关阀。截止阀是通过外力的推压来实现阀的截止功能的，这种阀的特点有高的
【参考文献】

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1 魏宸官;一门有发展前景的高新技术——电流变技术[J];中国工程科学;2000年01期

本文编号：2886789