大流量2D电液比例换向阀的设计及研究

发布时间：2017-08-13 13:05

  本文关键词：大流量2D电液比例换向阀的设计及研究

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【摘要】：电液比例阀是一种由阀内的比例电磁铁根据输入信号产生相应机械动作,使阀心产生轴向位移,进而改变阀口的开度,完成与输入电流成比例的压力、流量输出的元件。由于其具有较高的性价比,且足以满足普通民用工业的技术要求,因此已经成为液压系统的常用部分。电液比例换向阀不但能够改变液流的方向还能控制阀口大小以改变流量大小,是电液比例控制技术的重要组成部分。本论文研究了一种无需单独导阀的双级比例换向阀——大流量2D电液比例换向阀。 2D电液比例换向阀由2D阀部分、滑楔式压-扭联轴器和电-机械转换器(比例电磁铁)组成。本论文的创新点在于利用滑楔式压-扭联轴器的推力-扭矩转换作用将比例电磁铁推杆输出的轴向力转化为扭矩驱动阀心扭转,进而使阀心两端压力差动变化,利用液压力推动阀心轴向移动,最终实现液流的方向和流量的控制。该阀兼具直动式和导控式电液比例换向阀的优点于一身,不仅能够实现高压大流量控制,还具有结构简单的优点,并能在零压或者失压工况下像直动式比例换向阀那样工作。 本文首先对电液比例控制技术的技术特点和发展现状进行了总结和分析,论述了现有的比例换向阀的优缺点,在此基础上对2D电液比例换向阀开展研究,主要研究内容及成果如下： (1)在分析了伺服螺旋机构的基础上,以降低加工成本和适用普通民用工业为目的,创新地设计了大流量三位四通2D电液比例换向阀的结构,并进行了原理分析。 (2)对2D换向阀导控级建立数学模型,并利用Matlab软件进行稳定性分析和动态仿真,研究了结构参数对该阀性能的影响,为结构优化提供理论依据。 (3)对滑楔式压-扭联轴器、阀体、阀心等关键元件进行了详细的结构介绍和参数设计。 (4)介绍了实验所采用的数字式比例控制器,并对滑楔式压-扭联轴器位移输入-输出特性和2D电液比例换向阀的静态特性进行了实验研究和数据分析。
【关键词】：2D换向阀 大流量 滑楔式压-扭联轴器 动态仿真 静态特性
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH137.5
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 目录8-10
• 第1章 绪论10-24
• 1.1 电液比例技术概述10-13
• 1.1.1 比例控制技术的定义10
• 1.1.2 电液比例技术的起源与发展10-12
• 1.1.3 电液比例控制的性能特点12-13
• 1.2 电液比例阀及其电机械转换器的国内外研究现状13-19
• 1.2.1 电液比例阀用电-机械转换器的国内外研究现状13-15
• 1.2.2 电液比例压力阀的国内外研究现状15-16
• 1.2.3 电液比例换向阀国内外研究现状16-18
• 1.2.4 其它电液比例阀的国内外研究状况18-19
• 1.3 论文的选题意义和研究内容19-22
• 1.3.1 论文选题意义19-21
• 1.3.2 论文研究内容21-22
• 1.4 本章小结22-24
• 第2章 2D电液比例换向阀结构及原理分析24-34
• 2.1 伺服螺旋机构的工作原理24-26
• 2.2 2D电液比例换向阀的结构26-29
• 2.2.1 2D阀结构27-28
• 2.2.2 滑楔式压-扭联轴器结构28-29
• 2.3 2D电液比例换向阀的工作原理29-33
• 2.3.1 2D电液比例换向阀的运动过程与受力分析29-31
• 2.3.2 2D电液比例换向阀导控级的结构研究31-33
• 2.4 本章小结33-34
• 第3章 2D电液比例换向阀导控级数学建模与动态分析34-56
• 3.1 2D电液比例换向阀导控级的数学建模34-43
• 3.1.1 2D电液比例换向阀导控级的数学模型34-38
• 3.1.2 导控级传递函数的推导38-43
• 3.2 导控级的稳定性分析43-46
• 3.2.1 导控级开环bode图分析43-44
• 3.2.2 2D电液比例换向阀导控级闭环稳定分析44-46
• 3.3 2D电液比例换向阀导控级的动态特性分析46-55
• 3.3.1 不同结构参数对于导控级频率响应的影响46-50
• 3.3.2 不同结构参数对于阶跃特性的影响50-55
• 3.4 本章小结55-56
• 第4章 2D电液比例换向阀关键元件的设计研究56-68
• 4.1 滑楔式压-扭联轴器的结构设计与原理分析56-60
• 4.1.1 压-扭放大驱动技术的基本思想56-57
• 4.1.2 压-扭联轴器的结构设计57-59
• 4.1.3 滑楔式压-扭联轴器的摩擦力分析59-60
• 4.1.4 滑楔式压-扭联轴器用弹簧设计60
• 4.2 2D电液比例换向阀阀心和阀体的结构和参数设计60-64
• 4.2.1 2D阀阀体结构和参数设计60-61
• 4.2.2 阀心结构和参数设计61-64
• 4.3 2D电液比例换向阀阀心结构设计64-66
• 4.4 本章小结66-68
• 第5章 2D电液比例换向阀的实验研究68-82
• 5.1 数字式阀用比例控制放大器概述68-69
• 5.2 滑楔式压-扭联轴器的实验研究69-76
• 5.2.1 滑楔式压-扭联轴器实验平台搭建69-70
• 5.2.2 滑楔式压-扭联轴器的位移输入输出静态特性实验研究70-75
• 5.2.3 实验结果分析75-76
• 5.3 2D电液比例换向阀静态特性实验研究76-80
• 5.3.1 实验系统76-77
• 5.3.2 泄漏流量曲线实验测试77-78
• 5.3.3 空载静态流量特性实验78-80
• 5.4 本章小结80-82
• 第6章 总结与展望82-84
• 6.1 研究总结82-83
• 6.2 展望83-84
• 参考文献84-86
• 致谢86-88
• 读学位期间参加的科研项目和成果88

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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10 路甬祥 ,胡大~，

本文编号：667409