先導(dǎo)式比例流量閥控制系統(tǒng)的建模和仿真

應(yīng)用cfd數(shù)值模擬軟件fluent,對(duì)具有復(fù)雜通道的比例流量控制閥進(jìn)行數(shù)值模擬,分析其壓力損失,并通過對(duì)比例閥的最大模擬流量值與實(shí)驗(yàn)值的比較,驗(yàn)證應(yīng)用fluent模擬比例閥的內(nèi)部流場(chǎng)是可靠的,為進(jìn)一步應(yīng)用fluent對(duì)比例閥進(jìn)行特性分析、改進(jìn)比例閥設(shè)計(jì)提供依據(jù).

利用虛擬樣機(jī)技術(shù),對(duì)所設(shè)計(jì)的電液比例控制流量閥的工作過程進(jìn)行了動(dòng)態(tài)仿真,并對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化,使其在滿足工作壓力和流量的情況下,使制造閥的材料成本最低。

在分析大流量快動(dòng)控制閥先導(dǎo)閥工作原理的基礎(chǔ)上,建立了先導(dǎo)閥的數(shù)學(xué)模型,并利用amesim進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真,分析了先導(dǎo)閥的流量特性和變參對(duì)先導(dǎo)閥分合閘的影響,為先導(dǎo)閥的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供理論依據(jù),對(duì)控制閥的研制具有指導(dǎo)意義。

流量閥

插裝式比例節(jié)流閥在高速大流量時(shí)表現(xiàn)出強(qiáng)非線性,在高速、高精度電液伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,其模型不能簡(jiǎn)單地視為線性系統(tǒng)。分析插裝式比例節(jié)流閥的工作機(jī)理,建立了插裝式比例節(jié)流閥簡(jiǎn)單、實(shí)用的非線性數(shù)學(xué)模型。模型計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的比較表明,該模型能較準(zhǔn)確地描述閥的動(dòng)/靜態(tài)特性。

通過對(duì)電液比例閥控缸液壓位置伺服系統(tǒng)詳細(xì)分析,推導(dǎo)出對(duì)稱比例閥控不對(duì)稱缸位置伺服系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行線性化處理。采用比例控制方法,通過系統(tǒng)仿真得到了模型在低頻工作頻段內(nèi)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。結(jié)果表明,系統(tǒng)在低頻工作頻段內(nèi)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)比較理想,為系統(tǒng)的進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)研究提供了理論依據(jù)和準(zhǔn)備,提高了在設(shè)計(jì)和分析系統(tǒng)時(shí)的效率。

為在線混藥式變量噴霧農(nóng)藥流量檢測(cè)設(shè)計(jì)一種機(jī)電式流量控制閥和流量控制系統(tǒng)。采用模糊控制算法,依托stc12c5410ad單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)藥流量的模糊控制。對(duì)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行靜態(tài)跟蹤測(cè)試和動(dòng)態(tài)響應(yīng)測(cè)試,靜態(tài)跟蹤誤差為±3.0%;初始流量為1.5ml/s,目標(biāo)流量為3.1ml/s,階躍響應(yīng)曲線上升時(shí)間為0.35s,絕對(duì)穩(wěn)態(tài)誤差為±0.1ml/s,相對(duì)穩(wěn)態(tài)誤差在±3.2%以內(nèi)。測(cè)試結(jié)果表明該流量閥采用模糊控制,其控制性能,超調(diào)量、響應(yīng)時(shí)間和穩(wěn)態(tài)誤差能達(dá)到變量噴霧的要求。

經(jīng)市場(chǎng)反饋,旋挖鉆機(jī)上所裝多余流量閥發(fā)生異響,特別是在低檔位工作時(shí),多余流量閥發(fā)出高頻振動(dòng)響聲,本文結(jié)合系統(tǒng)原理,利用amesim軟件對(duì)系統(tǒng)建立了局部模型,并仿真,從原理上解釋了異響的原因,并給出改進(jìn)措施,試驗(yàn)證明分析的結(jié)論是正確的,改進(jìn)措施是可行的。

針對(duì)乳化液介質(zhì)的特點(diǎn),對(duì)超高壓大流量安全閥的核心技術(shù)問題進(jìn)行了研究,設(shè)計(jì)了一種新的液壓支架用超高壓大流量先導(dǎo)式安全閥,其公稱壓力為50mpa,公稱流量為2000l/min;并建立了該安全閥的數(shù)學(xué)模型,并用amesim軟件對(duì)該安全閥進(jìn)行了仿真分析。

采用半主動(dòng)隔振系統(tǒng)可以有效衰減低頻振動(dòng),降低振動(dòng)物體的振動(dòng)幅值。半主動(dòng)減振器是半主動(dòng)懸掛系統(tǒng)中的核心部件。根據(jù)流體力學(xué)理論和多體力學(xué)理論,按照半主動(dòng)減振器的本構(gòu)關(guān)系,建立了半主動(dòng)減振器的仿真模型。通過數(shù)值仿真的方法研究了半主動(dòng)減振器的出力特性,給出了半主動(dòng)減振器的耗能曲線,并分析了影響半主動(dòng)減振器性能的主要影響因素及其影響規(guī)律。

在詳細(xì)分析線性流量閥工作原理的基礎(chǔ)上,應(yīng)用平面解析幾何、微積分等相關(guān)概念,給出了不存在呈嚴(yán)格線性的流量閥的數(shù)學(xué)論證.在設(shè)計(jì)近似線性流量閥時(shí),首先構(gòu)造了"線性誤差函數(shù)"用以刻畫"過流面積"與角度之間的線性誤差.之后在分析內(nèi)孔為對(duì)稱直線、對(duì)稱1/2次曲線的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)出內(nèi)孔為倒"s"形內(nèi)孔曲線圖,通過最小化線性誤差函數(shù),得到內(nèi)孔曲線的最佳參數(shù).最后針對(duì)外孔有磨損時(shí),給出了設(shè)計(jì)方案.

采用二級(jí)驅(qū)動(dòng)、非對(duì)稱的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,以三通球閥作為先導(dǎo)級(jí)、三通滑閥作為主級(jí),先導(dǎo)級(jí)與主級(jí)間通過控制活塞進(jìn)行耦合以降低主級(jí)對(duì)先導(dǎo)級(jí)控制流量的需求,通過消除干擾因素諸如液動(dòng)力等對(duì)主級(jí)閥快速運(yùn)動(dòng)的影響和優(yōu)化設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)高速開關(guān)閥的快速動(dòng)作。研究結(jié)果表明,通過液動(dòng)力補(bǔ)償,采用二級(jí)驅(qū)動(dòng)的非對(duì)稱設(shè)計(jì)方法是提高大流量高速開關(guān)閥動(dòng)態(tài)響應(yīng)的有效途徑。

結(jié)合鍋爐給水泵的流量特性，分析討論了給水泵最小流量再循環(huán)閥的技術(shù)要求及其防汽蝕問題，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用過程中存在的實(shí)際問題，對(duì)其控制系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造。

設(shè)計(jì)了一種精密流量閥,采用壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)流量閥閥芯并控制其位移.在流量閥的減壓出口處安裝了金屬橡膠,以消除流體通過節(jié)流口后壓力劇烈變化所產(chǎn)生的紋波現(xiàn)象.設(shè)計(jì)了流量閥的結(jié)構(gòu),通過分析流經(jīng)閥芯節(jié)流口以及金屬橡膠的流體流量特性,基于節(jié)流閥芯的力平衡方程,建立了壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)精密流量閥的電壓-流量理論模型.在流量閥出口安裝微壓力/流量傳感器并與控制器組成閉環(huán)控制系統(tǒng),使得該流量閥具有自適應(yīng)精密減壓閥的功能.將減壓閥與流量閥串聯(lián)組合,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)流體的精密減壓與流量控制.多個(gè)相同的串聯(lián)組合閥并聯(lián)后具有數(shù)字比例調(diào)節(jié)閥的功能,在一定范圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)出口壓力、流量的連續(xù)調(diào)節(jié)與控制.將該精密流量閥作為先導(dǎo)控制閥并與流量閥組合,成為具有高頻響特性的精密大流量伺服閥.

在已有液壓回路的基礎(chǔ)上,提出了一種新的、用于實(shí)現(xiàn)動(dòng)力滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)的二工進(jìn)調(diào)速閥的兩工進(jìn)速度換接回路,給出了其組成圖和工作原理。采用fx2n-32mr型plc設(shè)計(jì)了其控制系統(tǒng),得出了新回路及其控制系統(tǒng)的特點(diǎn),展現(xiàn)了plc在工業(yè)控制領(lǐng)域的廣闊應(yīng)用前景。并介紹了新回路在機(jī)械加工中的應(yīng)用。

針對(duì)煤礦井下高壓、大流量截止閥操作費(fèi)時(shí)費(fèi)力的實(shí)際情況提供了一種新的解決方案。介紹了一種適應(yīng)于煤礦井下液壓支架使用的高壓、大流量、操作力矩小的先導(dǎo)式平面截止閥,并詳細(xì)介紹了其工作原理、結(jié)構(gòu)和使用性能特點(diǎn)。

根據(jù)能量守恒定律和流量測(cè)量原理,使用流體計(jì)算軟件建立了熱消散式流量傳感器的數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行了數(shù)值分析。模擬了管內(nèi)傳感器與流體的湍流換熱過程,計(jì)算出在不同流速下的傳感器探頭溫度分布情況,分析了流體溫度、傳感器封裝材料、加熱功率以及安裝方式對(duì)傳感器測(cè)量精度和適用量程的影響。計(jì)算結(jié)果對(duì)熱式流量傳感器的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供了重要的參考依據(jù)。

為解決原始電液比例節(jié)流閥(結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單但剛性差)負(fù)載變化大的執(zhí)行元件的速度穩(wěn)定性問題,基于valvistor型液壓插裝閥的流量反饋原理,設(shè)計(jì)了具有較好的動(dòng)靜態(tài)特性的插裝式流量反饋型電液比例流量閥,用位移傳感器檢測(cè)先導(dǎo)閥的位移,并對(duì)該原理的比例流量閥的動(dòng)靜態(tài)特性作了仿真分析,驗(yàn)證所提原理的正確性。

闡述了電液比例流量閥的工作原理,通過對(duì)比例流量閥的simulink仿真,觀察比較在不同的電流下復(fù)合泵的動(dòng)態(tài)特性,為提高復(fù)合泵的效率和響應(yīng)時(shí)間為達(dá)到節(jié)能提供了理論基礎(chǔ)。

利用壓電陶瓷材料的精密位移輸出特性和金屬橡膠材料的多孔、減壓、節(jié)流特性設(shè)計(jì)出了一種超高壓精密流量控制閥,來實(shí)現(xiàn)超高壓、微小流量的精確控制,并得到了該閥的流量表達(dá)式。理論分析結(jié)果表明,該閥的流量不僅與閥進(jìn)出口的壓差有關(guān),還與壓電陶瓷和金屬橡膠的參數(shù)有關(guān)。

在井巷工作面的開拓生產(chǎn)中,液壓支架是保證井下生產(chǎn)的最主要安全決定因素。而伴隨著現(xiàn)代開采力度的不斷提升,如何適應(yīng)井下開采進(jìn)度進(jìn)行移架速度上的控制,就成為了一項(xiàng)重要指標(biāo),而本文針對(duì)于此進(jìn)行簡(jiǎn)要討論,分析其中的量化設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),從根本的設(shè)計(jì)理論上,實(shí)現(xiàn)對(duì)科學(xué)化液壓支架的移動(dòng)方式進(jìn)行討論分析。

介紹了一種新開發(fā)的超高壓、大流量、適應(yīng)污水介質(zhì)的先導(dǎo)式截止閥的原理、結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)。