雙相對置超磁致伸縮驅(qū)動水壓伺服閥的仿真分析.pdf

1、隨著食品加工、制藥、鋼鐵、核能工業(yè)、消防工程、航運及海洋工程、地質(zhì)鉆探、環(huán)衛(wèi)工業(yè)等特殊領(lǐng)域?qū)Π踩?、清潔、環(huán)保的要求越來越高,水壓伺服控制技術(shù)已成為國內(nèi)外一個極為重要的研究課題。水壓伺服閥是水壓伺服控制系統(tǒng)的核心部件,其性能直接影響著整個系統(tǒng)的性能。水壓伺服閥中包含噴嘴擋板、環(huán)縫、滑閥等一系列閥口型式,要設(shè)計出高性能的水壓伺服閥,必須對這幾種典型閥口的流動特性、特別是流量壓力特性和氣穴現(xiàn)象進行深入的研究和分析。
　　 傳統(tǒng)伺服閥以

2、電磁力矩馬達作為驅(qū)動器,工作頻寬窄、能量密度小、分辨率低,難以滿足現(xiàn)代工業(yè)對伺服系統(tǒng)的要求,基于超磁致伸縮材料(GMM)制作的超磁致伸縮驅(qū)動器(GMA)具有高頻響、高可靠性和高精度等優(yōu)異特性,應(yīng)用前景非常廣闊。將GMA用作水壓伺服閥的驅(qū)動器,提出了一種新型的雙相對置超磁致伸縮驅(qū)動水壓伺服閥。
　　 根據(jù)液阻和液壓全橋理論,在水壓伺服閥中,閥芯端部的環(huán)縫與噴嘴擋板閥組成B+B型液壓全橋,對此提出了傳統(tǒng)型和專用型兩個方案,通過對兩種

3、液壓全橋的壓力特性和靜態(tài)特性的研究和對比,確定了應(yīng)用于水壓伺服閥的液壓全橋類型,以此指導(dǎo)環(huán)縫與噴嘴擋板閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計。
　　 運用CFD技術(shù)對水壓伺服閥中的滑閥節(jié)流、環(huán)縫節(jié)流和噴嘴擋板閥的流場特性進行了仿真分析,獲得了整個流場內(nèi)的速度、壓力、湍動能以及氣體體積分數(shù)的分布規(guī)律和變化規(guī)律。在仿真分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合水壓伺服閥的設(shè)計參數(shù),通過對比分析確定了滑閥、環(huán)縫以及噴嘴擋板閥的結(jié)構(gòu)參數(shù),提出了相應(yīng)的設(shè)計理論和方法,并探討了相關(guān)的制造工

4、藝。
　　 根據(jù)液壓全橋的負載特性和滑閥的結(jié)構(gòu)參數(shù)確定了擋板的工作區(qū)間,并對工作區(qū)間內(nèi)噴嘴擋板閥的流量壓力特性進行了研究,結(jié)果表明設(shè)計的噴嘴擋板閥滿足液壓全橋?qū)勺円鹤璧奶匦砸?。利用FLUEWT軟件研究了環(huán)縫液阻的變化規(guī)律及加工誤差對環(huán)縫流場的影響,探討了閥芯額定行程對環(huán)縫液阻的影響,并與相應(yīng)半橋上噴嘴擋板閥液阻的變化相對比,結(jié)果表明設(shè)計的環(huán)縫結(jié)構(gòu)滿足固定液阻的使用要求。
　　 在對驅(qū)動器和彈簧管進行結(jié)構(gòu)分析和力學分析