喷嘴挡板式压电伺服阀的实验研究

发布时间：2020-12-08 15:38

　　绪论电液伺服阀是液压伺服系统中的关键控制器件，作为电液伺服系统中连接电气部分和液压部分的桥梁，其性能的优劣直接影响着整个系统的性能。近年来，随着电液伺服系统应用领域的拓宽，对电液伺服阀提出了更高的技术要求，如大流量、抗干扰、抗污染、高频响、使用方便及价格低廉等，而传统的电液伺服阀已难以满足或达到这些要求。因此，新型电液伺服阀的研制成为流体传动控制领域发展的一大课题。 近期电液伺服阀的技术进展主要体现在两个方面：新材料的应用以及新型结构的设计和开发。近年来，一些新型换能器件（如压电器件、电致伸缩器件等）出现及其相关技术的发展，为构造新型的电液伺服阀提供了技术及器件支持，并且有可能使伺服阀的性能获得提高。本文用压电晶片作为前置驱动级研制了一种新型的电液伺服阀。压电晶片驱动器性能分析及试验研究在理解和掌握相关压电基础理论及压电材料性能的基础上，对不同形式的压电驱动器进行了研究，重点讨论了压电晶片驱动器。由理论公式给出了压电晶片驱动器位移输出、频率特性等与结构尺寸、控制电压、压电材料等的关系。利用有限单位法对其进行了仿真分析。由于压电晶片驱动器是手工制作的，不可避免地有很多人为的因素对驱... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

液压伺服控制系统

到了广泛的应用和发展。总结国内外的发展情况,压电驱动器主要有压电叠堆型、压电晶片型等，广泛应用于精密机械、光学、生物、医疗等领域。压电器件作为阀体驱动器的应用是随着压电材料性能大幅度提高发展起来的。随着对响应速度快，控制精度高的电液伺服阀需求的增加，各国都在积极研制具有高速精密性能的电液伺服阀。由于压电驱动器具有快速响应，易于控制以及控制精度高的特点，因而成为高速精密电液伺服阀前置级驱动器（即电气－机械转换器）的首选。应用于伺服阀的压电驱动器主要有压电晶片型驱动器（又称弯曲元件）和压电叠堆型驱动器两种。早期的压电驱动主要用于功能单一的开关阀中，特别是在高速、精密的气体控制中获得了良好的应用，并已在美国、日本等国申请了专利。日本名古屋大学利用 PZT 双晶片型压电驱动器，研制了一种响应频率较高、流量较大的高速开关阀[6]。见图 1-2 所示。该阀通过控制一双晶片型压电驱动器来关闭或打开不同的喷嘴以驱动锥阀运动。实际结果表明,该阀响应频率可达 200Hz，在 20Mpa 系统压力时输出流量达 9.24L/min。电源 1电源 2

叠堆串联驱动，其位移输出达 10-1mm 的数量级，经过0 倍的液压放大机构对压电叠堆的输出位移进行放大，m 以上，在阀的全行程的 90°频响大于 200Hz。该阀由行放大，因而频响很难进一步提高。2002 年，美国加的 Jason E．Lindler 和 Eric H．Anderson 研制出压电直图 1-10 为该压电伺服阀的机构图，压电叠堆的位移经进行放大，进而推动阀芯作往复运动。经过放大后阀芯 1500spi（大约 10Mpa）的压力下流量为 2gpm（大约00Hz。由于该阀的流量较大，压电驱动器输出位移的放了整个前置驱动器的动态性能，使得频宽不能够进一步级驱动器作为电液伺服阀的核心器件，其特性对电液伺服阀的性图 1-4 单级直动式

【参考文献】：
期刊论文
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[3]基于新型功能材料的高频响电液伺服阀[J]. 王传礼,丁凡.  矿冶工程. 2002(04)
[4]高频电液伺服系统的发展趋势与新的应用领域[J]. 尚增温,孙虹.  液压与气动. 2001(06)
[5]压电效应及其应用[J]. 闫迎利.  安阳师范学院学报. 2001(02)
[6]压电双晶片的能量传输特性分析[J]. 叶会英,浦昭邦.  光学精密工程. 2000(04)
[7]RAINBOW压电驱动器的制备及性能[J]. 魏晓勇,李国荣,陈大任.  功能材料与器件学报. 2000(02)
[8]驱动器用陶瓷材料发展与展望[J]. 李尚平,徐永利,苏建华,田莳.  压电与声光. 1999(06)
[9]压电执行器及其在高响应液压控制阀上的应用[J]. 李少军,李艳,夏毅敏,郭淑娟.  液压与气动. 1999(03)
[10]智能结构中压电元件的最佳厚度[J]. 马治国,闻邦椿,颜云辉.  东北大学学报. 1998(06)



本文编号：2905309