預(yù)緊-限位型氣動(dòng)數(shù)字壓電球閥的結(jié)構(gòu)及特性研究.pdf

1、壓電驅(qū)動(dòng)器以其響應(yīng)速度快、工作頻率寬、易于控制等優(yōu)點(diǎn)，被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于氣動(dòng)比例閥。本文在原有自由通孔式壓電球閥(FH型)的基礎(chǔ)上，分析其不足，提出了一個(gè)新的預(yù)緊-限位型數(shù)字壓電球閥(PL-1型)結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上對(duì)小球拋動(dòng)位移和球閥流量進(jìn)行了理論與試驗(yàn)研究。主要研究?jī)?nèi)容如下： ⑴分析了FH型壓電球閥結(jié)構(gòu)上的不足，提出了壓電晶體用彈簧預(yù)緊的結(jié)構(gòu)方案；同時(shí)，為了防止小球在跳動(dòng)時(shí)脫離閥芯，增加了一個(gè)水平限位機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)出了一個(gè)新的預(yù)緊

2、.限位型壓電球閥(PL-1型)。 ⑵研究了在不同信號(hào)輸入時(shí)PL-1型壓電球閥的理論模型，著重討論了脈沖信號(hào)輸入時(shí)的諧振模型，并對(duì)小球拋動(dòng)位移和球閥流量進(jìn)行了仿真。通過(guò)仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果相比較，驗(yàn)證了所建模型是正確的。仿真結(jié)果表明，在低頻時(shí)球閥的出口流量跟信號(hào)頻率成比例關(guān)系，可以通過(guò)調(diào)節(jié)頻率來(lái)控制流量大小，為指導(dǎo)進(jìn)一步試驗(yàn)提供了理論依據(jù)。 ⑶試驗(yàn)研究了壓電晶體的振動(dòng)幅值和小球的拋動(dòng)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(yàn)結(jié)果表明：小球拋動(dòng)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(dòng)位移越小。 ⑷從不同電壓信號(hào)頻率、不同壓差、不同小球直徑和不同閥芯等多個(gè)不同試驗(yàn)條件進(jìn)行了測(cè)試。試驗(yàn)結(jié)果表明：在低頻時(shí)，流量與頻率大小基本成線性關(guān)系，流量小；高頻時(shí)，球閥流量大，最大控制流量可達(dá)7L/min(直徑7mm小球在壓差0.05