智能电动执行机构的研究

发布时间：2017-04-17 06:06

  本文关键词：智能电动执行机构的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 电动执行机构是控制阀门的重要装置,是构成发电机组旁路系统不可缺少的基本单元。我国对现有发电机组旁路系统改造和新建的发电机组都需要大量高性能的智能电动执行机构,但国内现有产品多采用传统的模拟控制,其控制精度较低,抗干扰性差,工作性能不能够满足使用要求,目前主要依靠进口,因此急需开发性能优良且价格低廉的新一代智能电动执行机构。 本文根据国内发电机组旁路系统实际应用情况,在深入了解和分析国内外现有电动执行机构及其控制器形式的前提下,借鉴了它们的有效的成功经验,提出一种以单片机为控制核心,利用变频调速控制阀门开关工作速度的新的智能化设计方案。基于此方案进行了电动执行机构的总体设计、运动计算和动力计算,并完成了其各部分机械结构的详细设计。在设计中引入CAD/CAE(计算辅助设计/计算机辅助工程)技术,提出基于参数化的设计方法,以UG软件为平台对所设计的结构进行建模、虚拟装配和运动仿真,使所设计结构实体化、可视化,缩短了设计周期。在三维实体的基础上,基于有限元原理,运用ANSYS软件对机械结构进行强度、刚度和模态分析,获得其变形和应力的分布规律及自身的固有频率,验证了设计的合理性,确保所设计的机械结构能够达到使用要求。 本课题所设计的智能电动执行机构具有通用性好、控制精度高、运行平稳、结构紧凑、操作简单、维护方便等特点,可以很好地满足国内发电机组旁路系统的使用要求。该设计可以达到国际同类产品的技术水平,解决智能电动执行机构的国产化问题,不仅可以填补国内相关领域的空白,而且能够为国家节省大量外汇,具有广阔的应用前景。
【关键词】：执行机构 机械结构 参数化 有限元
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TP273.5
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 课题背景11-12
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势12-15
• 1.2.1 国内研究现状12-13
• 1.2.2 国外发展概况及趋势13-15
• 1.3 本文研究内容15-17
• 第2章 总体设计17-26
• 2.1 设计要求17-18
• 2.2 工作原理18-19
• 2.2.1 阀门操控类型18-19
• 2.2.2 传动原理19
• 2.3 布置形式19-21
• 2.4 运动设计21-23
• 2.5 动力计算23-25
• 2.5.1 功率和转矩特性23-24
• 2.5.2 总传动效率24
• 2.5.3 电机功率24-25
• 2.6 本章小结25-26
• 第3章 主要部件设计26-35
• 3.1 电机选择26-27
• 3.2 减速装置设计27-31
• 3.2.1 蜗轮蜗杆传动设计27-30
• 3.2.2 轴承的选用30-31
• 3.2.3 箱体设计31
• 3.3 手动装置设计31-32
• 3.4 输出运动转换装置设计32-33
• 3.5 润滑与密封33-34
• 3.6 本章小结34-35
• 第4章 基于UG 的参数化设计与仿真35-50
• 4.1 参数化设计的概念35
• 4.2 Unigraphics 系统特点35-36
• 4.3 参数化建模流程36-37
• 4.4 蜗轮蜗杆参数化建模37-43
• 4.4.1 蜗轮蜗杆基本参数设置37-38
• 4.4.2 蜗轮参数化建模38-42
• 4.4.3 蜗杆参数化建模42-43
• 4.5 箱体的建模43
• 4.6 标准件的建立43-45
• 4.7 电动执行机构的虚拟装配45-48
• 4.7.1 虚拟装配的概述45
• 4.7.2 装配的方法45-48
• 4.8 运动的仿真及实现48-49
• 4.8.1 运动仿真的概述48-49
• 4.8.2 运动仿真的过程49
• 4.9 本章小结49-50
• 第5章 有限元分析50-66
• 5.1 有限元方法的概述50
• 5.2 有限元软件ANSYS 的简介50-51
• 5.3 蜗轮的静力学分析51-61
• 5.3.1 数学模型的建立51-52
• 5.3.2 模型的简化52-53
• 5.3.3 蜗轮轮齿模型的导入53-54
• 5.3.4 单元类型的选择和网格划分54-55
• 5.3.5 确定边界条件和施加载荷55-56
• 5.3.6 有限元分析56-61
• 5.3.7 蜗轮有限元计算结果分析61
• 5.4 蜗轮的模态分析61-65
• 5.4.1 蜗轮模型的导入62
• 5.4.2 网格划分62-63
• 5.4.3 边界条件的确定63
• 5.4.4 有限元计算63-65
• 5.5 本章小结65-66
• 结论66-67
• 参考文献67-70
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文70-71
• 致谢71

【参考文献】

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本文编号：312570