高壓氣動(dòng)閥控缸一體化元件是某水下發(fā)射裝置中的一個(gè)重要部件,其將三位四通換向閥和高壓氣缸結(jié)合為一個(gè)整體,極大地簡(jiǎn)化了水下發(fā)射裝置控制部件的結(jié)構(gòu),減輕了整個(gè)裝置的重量。本文根據(jù)高壓氣動(dòng)閥控缸一體化元件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),建立了數(shù)學(xué)模型,通過仿真和實(shí)驗(yàn)方法對(duì)元件性能進(jìn)行了研究。 首先,運(yùn)用熱力學(xué)第一定律、連續(xù)方程、動(dòng)量方程等對(duì)高壓氣動(dòng)閥控缸一體化元件的流量特性、響應(yīng)特性及其執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行了數(shù)學(xué)描述,在應(yīng)用MATLAB 軟件仿真研究的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)討論了高壓氣動(dòng)閥控缸一體化元件響應(yīng)特性的影響因素,為高壓氣動(dòng)閥控缸一體化元件的研制提供了理論基礎(chǔ)。 其次,應(yīng)用FLUENT 軟件工具,建立了高壓氣動(dòng)閥控缸一體化元件中三位四通換向閥的氣動(dòng)模型,討論了三位四通換向閥進(jìn)氣口面積等參數(shù)對(duì)元件內(nèi)部氣體流動(dòng)特性的影響,深入分析研究了三位四通換向閥內(nèi)部氣體溫度、壓力、密度的分布。 最后,運(yùn)用Simulink 工具,編制了高壓氣動(dòng)閥控缸一體化元件的綜合性能檢測(cè)軟件,并設(shè)計(jì)建立了實(shí)驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng),對(duì)高壓氣動(dòng)閥控缸一體化元件的性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,高壓氣動(dòng)閥控缸一體化元件具有良好的響應(yīng)特性和密封性,能響應(yīng)周期高達(dá)60ms 的脈沖信號(hào),即閥控缸中活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)達(dá)16 次/秒,工作壓力為5MPa 時(shí),高壓氣動(dòng)閥控缸一體化元件的靜態(tài)泄漏量為0.0043m3/s,動(dòng)態(tài)泄漏量為0.0119m3/s。 高壓氣動(dòng)閥控缸一體化元件的理論分析和實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明新型高壓氣動(dòng)閥控缸一體化元件研制是合理的,可行的,對(duì)于簡(jiǎn)化某水下發(fā)射裝置控制部件結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用具有重要的工程意義,為高壓氣動(dòng)元件的進(jìn)一步深入研究奠定了基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2005
【中圖分類】：TH138.52
【部分圖文】：

圖 2.7 重疊量的不同對(duì)流量的影響 圖 2.8 開口量不同對(duì)流量的影響（開口量為 5mm） （重疊量為 0.02mm）（2）閥芯運(yùn)動(dòng)時(shí)間與電磁鐵輸出力由圖 2.9 可知，當(dāng)閥芯運(yùn)動(dòng)時(shí)間滿足一定要求時(shí)，輸出力并非越大越好，因?yàn)檩敵隽υ龃�，必須要增大電磁鐵體積，這對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的重量、裝配尺寸等都會(huì)帶來影響。實(shí)際上，根據(jù)計(jì)算，如果電磁鐵的輸出力達(dá)到 20N，則當(dāng)換向閥閥芯通過0.85mm 的距離時(shí)，僅需 0.004s 的時(shí)間。雖然理論上可以將電磁鐵的吸合力提高到40N 或者更高，但閥芯的運(yùn)動(dòng)時(shí)間卻非線性減少的，并且會(huì)帶來很多加工和組裝上的困難，所以電磁鐵的輸出力以達(dá)到 20N 為佳。

把影響流道流通能力的因素放在一起進(jìn)行比較，從圖 2.7 和圖2.8 可知，在開口量一定，重疊量分別取 0.02mm、0.03mm、0.05mm 時(shí)，均以聲速流量計(jì)，其結(jié)果分別為 0.0945 kg/s，0.0934 kg/s，0.0911 kg/s，最大相差僅為 3.6％。當(dāng)重疊量一定時(shí)，如果改變滑閥的開口量，即滑閥直徑分別取 2mm、5mm、8mm時(shí)，得到的最大流量相應(yīng)為 0.1512 kg/s、0.0945 kg/s、0.0378 kg/s

量的不同對(duì)流量的影響 圖 2.8 開口量不口量為 5mm） （重疊量為動(dòng)時(shí)間與電磁鐵輸出力知，當(dāng)閥芯運(yùn)動(dòng)時(shí)間滿足一定要求時(shí)，輸出力并非須要增大電磁鐵體積，這對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的重量、裝配根據(jù)計(jì)算，如果電磁鐵的輸出力達(dá)到 20N，則當(dāng)，僅需 0.004s 的時(shí)間。雖然理論上可以將電磁鐵但閥芯的運(yùn)動(dòng)時(shí)間卻非線性減少的，并且會(huì)帶來很磁鐵的輸出力以達(dá)到 20N 為佳。
【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 張利成;氣動(dòng)減壓閥流量特性的仿真研究[D];大連海事大學(xué);2011年

2 徐小威;高壓氣體狀態(tài)下閥口流動(dòng)特性研究[D];華中科技大學(xué);2011年

3 李余良;柴油機(jī)相繼增壓蝶閥氣動(dòng)控制系統(tǒng)性能分析[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

4 秦小飛;全塑料注水閥研究[D];華中科技大學(xué);2006年

5 石俊峰;扶正器試驗(yàn)臺(tái)中驅(qū)動(dòng)氣缸的特性研究[D];北京化工大學(xué);2008年

本文編號(hào)：2843527