【摘要】： 電-氣伺服閥是氣壓伺服系統(tǒng)中的關(guān)鍵組成部件,其性能會直接影響整個系統(tǒng)的性能。由于高壓氣動技術(shù)可以改善系統(tǒng)動態(tài)性能、提高系統(tǒng)速度、實(shí)現(xiàn)元件小型化,其應(yīng)用越來越受到人們的重視。因此,研制高壓電-氣流量伺服閥具有十分重要的工程實(shí)際意義。 本課題所研制的高壓電-氣流量伺服閥的工作壓力為5.0MPa,屬于高壓氣動技術(shù)的范疇,其壓力是普通電-氣伺服閥工作壓力的5倍。 本文首先對電-氣伺服閥的組成原理及工作原理進(jìn)行了全面的分析,完成了電-氣伺服閥的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。包括閥芯總體結(jié)構(gòu)與尺寸、閥芯開口形狀、比例電磁鐵的選擇等,為獲得較理想的壓力-流量特性,重點(diǎn)設(shè)計(jì)了兩種閥芯結(jié)構(gòu)與尺寸以便于對比分析。在設(shè)計(jì)過程中,廣泛地采用了無因次特性法,并盡可能地用曲線的形式給出直觀結(jié)果。 在總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,運(yùn)用三維繪圖軟件SolidWorks繪制了電-氣伺服閥的主流道模型,利用FLUENT軟件對不同結(jié)構(gòu)的閥的內(nèi)部流場進(jìn)行了仿真,直反映了閥內(nèi)部氣體的流動狀態(tài),真實(shí)描述了閥內(nèi)部壓力場、速度場等分布情況,通過對仿真結(jié)果的對比分析,確定了較優(yōu)結(jié)構(gòu)方案。 最后,對閥芯的受力情況作了全面的分析,主要包括穩(wěn)態(tài)氣流反力、瞬態(tài)氣流反力和粘性摩擦阻力。由這三種力和電磁鐵驅(qū)動力及平衡彈簧力,列出了閥芯的運(yùn)動方程,并在Simulink中建立時(shí)域仿真模型,完成了閥芯開啟過程的動態(tài)仿真。仿真結(jié)果表明高壓電-氣流量伺服閥具有良好的開啟性能。 本文完成了高壓電-氣流量伺服閥的理論研究工作,其結(jié)果對制造樣機(jī),進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究具有一定的指導(dǎo)意義。
【圖文】：

成電-氣伺服閥的主要部件是：可動驅(qū)動機(jī)構(gòu)動機(jī)構(gòu)有機(jī)械式、氣壓式和電磁式三種，電磁式最為普遍。在無輸入信號可動部件處于中位（也稱零位），這時(shí)閥的輸出功率為零。機(jī)械式驅(qū)動機(jī)使可動部件移動，通過彈性元件將機(jī)械力轉(zhuǎn)化為可動部件的位移；氣壓式機(jī)構(gòu)分別以氣壓力和電磁力作用在可動部件上，是通過彈性元件轉(zhuǎn)變?yōu)槲粴鈩臃糯笃鲃臃糯笃鲗敵鰵饬鞯膲毫�、流量和功率進(jìn)行控制。常采用三種控制原理制，二是能量轉(zhuǎn)換與分配控制，三是脈寬調(diào)制控制。以節(jié)流控制原理工作，通過改變可動部件的位置來調(diào)節(jié)節(jié)流面積，從而控制通過放大器的氣體這類放大器有滑閥、噴嘴-擋板閥等。以能量轉(zhuǎn)換與分配控制原理工作的代表是射流管閥。以脈寬調(diào)制方式工作的氣動放大器的典型代表是滑閥、。-氣伺服閥的一般組成結(jié)構(gòu)如圖 2.1 所示。

本課題所研究的高壓電-氣流量伺服閥借鑒 FESTO 公司的MYPE 系列電-氣流量結(jié)構(gòu)，因此在研究放大器部分時(shí)以滑閥為主，以下簡要介紹滑閥的類型及工作）滑閥的類型滑閥的閥芯是具有多凸肩的圓柱體，凸肩棱邊與閥體（或閥套）內(nèi)凹槽棱邊組。以凸肩的多少，滑閥分為二凸肩、三凸肩、四凸肩（如圖 2.2）。按閥芯處于流口的開閉狀況，，滑閥又分為中開閥和中閉閥。中開閥又稱正開口閥，閥芯凸之間構(gòu)成的是負(fù)重迭（負(fù)遮蓋）量，如圖 2.2(a)所示；中閉閥又有零開口閥（）和負(fù)開口閥（正重迭量）兩種，如圖 2.2(b)、(c)所示。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TH138.52

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2636401