預緊-限位型氣動數(shù)字壓電球閥的結構及特性研究.pdf

1、壓電驅動器以其響應速度快、工作頻率寬、易于控制等優(yōu)點，被越來越廣泛地應用于氣動比例閥。本文在原有自由通孔式壓電球閥(FH型)的基礎上，分析其不足，提出了一個新的預緊-限位型數(shù)字壓電球閥(PL-1型)結構，在此基礎上對小球拋動位移和球閥流量進行了理論與試驗研究。主要研究內容如下： ⑴分析了FH型壓電球閥結構上的不足，提出了壓電晶體用彈簧預緊的結構方案；同時，為了防止小球在跳動時脫離閥芯，增加了一個水平限位機構，設計出了一個新的預緊

2、.限位型壓電球閥(PL-1型)。 ⑵研究了在不同信號輸入時PL-1型壓電球閥的理論模型，著重討論了脈沖信號輸入時的諧振模型，并對小球拋動位移和球閥流量進行了仿真。通過仿真結果與試驗結果相比較，驗證了所建模型是正確的。仿真結果表明，在低頻時球閥的出口流量跟信號頻率成比例關系，可以通過調節(jié)頻率來控制流量大小，為指導進一步試驗提供了理論依據(jù)。 ⑶試驗研究了壓電晶體的振動幅值和小球的拋動性能及其影響因素。主要有：壓差△p(主要反

3、映在小球的阻力加速度上)、脈沖頻率f、小球直徑d、閥芯通流面積以及供電電壓等。試驗結果表明：小球拋動位移隨著頻率的增大而增大；在有壓氣體下，閥芯的通流面積越大，壓差越大，小球直徑越小，則小球的拋動位移越小。 ⑷從不同電壓信號頻率、不同壓差、不同小球直徑和不同閥芯等多個不同試驗條件進行了測試。試驗結果表明：在低頻時，流量與頻率大小基本成線性關系，流量??；高頻時，球閥流量大，最大控制流量可達7L/min(直徑7mm小球在壓差0.05