水壓橋路流動(dòng)特性及水壓伺服閥靜態(tài)特性研究.pdf

1、水壓傳動(dòng)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(gè)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(gè)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(gè)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(jí)

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(dòng)特性，探討了噴嘴擋板位移，閥芯運(yùn)動(dòng)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(dòng)速度、噴嘴擋板與噴嘴之間初始距離等參量對(duì)于水壓橋路特性的影響。同時(shí)運(yùn)用正交設(shè)計(jì)方法將各個(gè)參量變化以及各參量之間的交互作用對(duì)橋路特性的影響進(jìn)行了分析，為水壓伺服閥的設(shè)計(jì)奠定了理論基礎(chǔ)。
　　 對(duì)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(duì)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(duì)由兩級(jí)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(duì)其流動(dòng)特性和氣穴特性進(jìn)行了全面的仿真研究。兩級(jí)固定阻尼孔有兩種結(jié)構(gòu)形式，一種是兩級(jí)均為薄壁小孔，另一種是一級(jí)為薄壁小孔、一級(jí)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(dòng)特性。
　　 通過對(duì)現(xiàn)有試驗(yàn)臺(tái)架進(jìn)行技術(shù)改造，自行設(shè)計(jì)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(duì)上述噴嘴擋板液壓橋路的流動(dòng)特性進(jìn)行了試驗(yàn)研究，對(duì)噴嘴擋板上液動(dòng)力進(jìn)行了相關(guān)測(cè)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(jì)及制造；并利用現(xiàn)有的試驗(yàn)設(shè)備，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的水壓伺服閥靜態(tài)特性試驗(yàn)臺(tái)，研制了試