水壓橋路流動特性及水壓伺服閥靜態(tài)特性研究.pdf

1、水壓傳動技術(shù)以海（淡）水作為介質(zhì)，具有無污染、不燃燒、節(jié)約能源、工作介質(zhì)易于獲取等突出優(yōu)點(diǎn)，正日益受到國內(nèi)外工程界的廣泛重視。水壓伺服控制技術(shù)是水壓技術(shù)不可或缺的重要組成部分，是水壓技術(shù)的一個十分重要的發(fā)展分枝和方向，已成為當(dāng)前國際上本學(xué)科前沿一個極為重要的研究課題。水壓伺服閥是結(jié)合了機(jī)械、電子以及液壓技術(shù)的高精密元件，它的性能直接影響著整個水壓伺服系統(tǒng)的性能。
　　 本文根據(jù)水的特性提出了一種水壓伺服閥結(jié)構(gòu)，其液壓橋路采用兩級

2、固定阻尼孔與噴嘴擋板串聯(lián)的結(jié)構(gòu)形式。重點(diǎn)研究了水壓伺服閥液壓橋路流動特性，探討了噴嘴擋板位移，閥芯運(yùn)動速度與閥芯兩端壓力的關(guān)系；研究了噴嘴直徑、串聯(lián)固定阻尼孔直徑、閥芯直徑及其運(yùn)動速度、噴嘴擋板與噴嘴之間初始距離等參量對于水壓橋路特性的影響。同時運(yùn)用正交設(shè)計方法將各個參量變化以及各參量之間的交互作用對橋路特性的影響進(jìn)行了分析，為水壓伺服閥的設(shè)計奠定了理論基礎(chǔ)。
　　 對水壓伺服閥的靜態(tài)特性及其傳遞特性進(jìn)行了理論分析，得出了水壓伺

3、服閥系統(tǒng)反饋方框圖，根據(jù)方框圖得出了伺服閥系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，對傳遞函數(shù)進(jìn)行仿真得出了其伯德圖，驗(yàn)證了伺服閥系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
　　 對由兩級固定阻尼孔與噴嘴擋板串聯(lián)的噴嘴擋板液壓橋路，應(yīng)用商業(yè)化的CFD軟件——FLUENT，引入質(zhì)量轉(zhuǎn)移方程、氣體體積方程以及RNG 湍流模型，對其流動特性和氣穴特性進(jìn)行了全面的仿真研究。兩級固定阻尼孔有兩種結(jié)構(gòu)形式，一種是兩級均為薄壁小孔，另一種是一級為薄壁小孔、一級為環(huán)形圓縫。改變固定阻尼孔的直徑、環(huán)

4、形圓縫的間隙和疊合長度、噴嘴擋板位移等參數(shù)，得出了噴嘴擋板液壓橋路在不同的幾何條件以及邊界條件下的流動特性。
　　 通過對現(xiàn)有試驗(yàn)臺架進(jìn)行技術(shù)改造，自行設(shè)計了不同形狀和規(guī)格的噴嘴、環(huán)形圓縫、固定阻尼孔等組合試件，對上述噴嘴擋板液壓橋路的流動特性進(jìn)行了試驗(yàn)研究，對噴嘴擋板上液動力進(jìn)行了相關(guān)測試。
　　 在上述研究工作的基礎(chǔ)上，完成了水壓伺服閥的設(shè)計及制造；并利用現(xiàn)有的試驗(yàn)設(shè)備，設(shè)計了相應(yīng)的水壓伺服閥靜態(tài)特性試驗(yàn)臺，研制了試