先导式比例流量阀控制系统的建模和仿真

应用cfd数值模拟软件fluent,对具有复杂通道的比例流量控制阀进行数值模拟,分析其压力损失,并通过对比例阀的最大模拟流量值与实验值的比较,验证应用fluent模拟比例阀的内部流场是可靠的,为进一步应用fluent对比例阀进行特性分析、改进比例阀设计提供依据.

利用虚拟样机技术,对所设计的电液比例控制流量阀的工作过程进行了动态仿真,并对其结构进行了优化,使其在满足工作压力和流量的情况下,使制造阀的材料成本最低。

在分析大流量快动控制阀先导阀工作原理的基础上,建立了先导阀的数学模型,并利用amesim进行动态仿真,分析了先导阀的流量特性和变参对先导阀分合闸的影响,为先导阀的结构优化提供理论依据,对控制阀的研制具有指导意义。

流量阀

插装式比例节流阀在高速大流量时表现出强非线性,在高速、高精度电液伺服系统设计中,其模型不能简单地视为线性系统。分析插装式比例节流阀的工作机理,建立了插装式比例节流阀简单、实用的非线性数学模型。模型计算值与实验数据的比较表明,该模型能较准确地描述阀的动/静态特性。

通过对电液比例阀控缸液压位置伺服系统详细分析,推导出对称比例阀控不对称缸位置伺服系统的数学模型并进行线性化处理。采用比例控制方法,通过系统仿真得到了模型在低频工作频段内的动态响应。结果表明,系统在低频工作频段内的动态响应比较理想,为系统的进一步实验研究提供了理论依据和准备,提高了在设计和分析系统时的效率。

为在线混药式变量喷雾农药流量检测设计一种机电式流量控制阀和流量控制系统。采用模糊控制算法,依托stc12c5410ad单片机实现对农药流量的模糊控制。对所设计的系统进行静态跟踪测试和动态响应测试,静态跟踪误差为±3.0%;初始流量为1.5ml/s,目标流量为3.1ml/s,阶跃响应曲线上升时间为0.35s,绝对稳态误差为±0.1ml/s,相对稳态误差在±3.2%以内。测试结果表明该流量阀采用模糊控制,其控制性能,超调量、响应时间和稳态误差能达到变量喷雾的要求。

经市场反馈,旋挖钻机上所装多余流量阀发生异响,特别是在低档位工作时,多余流量阀发出高频振动响声,本文结合系统原理,利用amesim软件对系统建立了局部模型,并仿真,从原理上解释了异响的原因,并给出改进措施,试验证明分析的结论是正确的,改进措施是可行的。

针对乳化液介质的特点,对超高压大流量安全阀的核心技术问题进行了研究,设计了一种新的液压支架用超高压大流量先导式安全阀,其公称压力为50mpa,公称流量为2000l/min;并建立了该安全阀的数学模型,并用amesim软件对该安全阀进行了仿真分析。

采用半主动隔振系统可以有效衰减低频振动,降低振动物体的振动幅值。半主动减振器是半主动悬挂系统中的核心部件。根据流体力学理论和多体力学理论,按照半主动减振器的本构关系,建立了半主动减振器的仿真模型。通过数值仿真的方法研究了半主动减振器的出力特性,给出了半主动减振器的耗能曲线,并分析了影响半主动减振器性能的主要影响因素及其影响规律。

在详细分析线性流量阀工作原理的基础上,应用平面解析几何、微积分等相关概念,给出了不存在呈严格线性的流量阀的数学论证.在设计近似线性流量阀时,首先构造了"线性误差函数"用以刻画"过流面积"与角度之间的线性误差.之后在分析内孔为对称直线、对称1/2次曲线的基础上,设计出内孔为倒"s"形内孔曲线图,通过最小化线性误差函数,得到内孔曲线的最佳参数.最后针对外孔有磨损时,给出了设计方案.

采用二级驱动、非对称的优化设计方法,以三通球阀作为先导级、三通滑阀作为主级,先导级与主级间通过控制活塞进行耦合以降低主级对先导级控制流量的需求,通过消除干扰因素诸如液动力等对主级阀快速运动的影响和优化设计,实现高速开关阀的快速动作。研究结果表明,通过液动力补偿,采用二级驱动的非对称设计方法是提高大流量高速开关阀动态响应的有效途径。

结合锅炉给水泵的流量特性，分析讨论了给水泵最小流量再循环阀的技术要求及其防汽蚀问题，并结合现场应用过程中存在的实际问题，对其控制系统进行技术改造。

设计了一种精密流量阀,采用压电陶瓷驱动流量阀阀芯并控制其位移.在流量阀的减压出口处安装了金属橡胶,以消除流体通过节流口后压力剧烈变化所产生的纹波现象.设计了流量阀的结构,通过分析流经阀芯节流口以及金属橡胶的流体流量特性,基于节流阀芯的力平衡方程,建立了压电陶瓷驱动精密流量阀的电压-流量理论模型.在流量阀出口安装微压力/流量传感器并与控制器组成闭环控制系统,使得该流量阀具有自适应精密减压阀的功能.将减压阀与流量阀串联组合,可以实现对流体的精密减压与流量控制.多个相同的串联组合阀并联后具有数字比例调节阀的功能,在一定范围内可以实现对出口压力、流量的连续调节与控制.将该精密流量阀作为先导控制阀并与流量阀组合,成为具有高频响特性的精密大流量伺服阀.

在已有液压回路的基础上,提出了一种新的、用于实现动力滑台运动的二工进调速阀的两工进速度换接回路,给出了其组成图和工作原理。采用fx2n-32mr型plc设计了其控制系统,得出了新回路及其控制系统的特点,展现了plc在工业控制领域的广阔应用前景。并介绍了新回路在机械加工中的应用。

针对煤矿井下高压、大流量截止阀操作费时费力的实际情况提供了一种新的解决方案。介绍了一种适应于煤矿井下液压支架使用的高压、大流量、操作力矩小的先导式平面截止阀,并详细介绍了其工作原理、结构和使用性能特点。

根据能量守恒定律和流量测量原理,使用流体计算软件建立了热消散式流量传感器的数学模型并进行了数值分析。模拟了管内传感器与流体的湍流换热过程,计算出在不同流速下的传感器探头温度分布情况,分析了流体温度、传感器封装材料、加热功率以及安装方式对传感器测量精度和适用量程的影响。计算结果对热式流量传感器的设计和优化提供了重要的参考依据。

阐述了电液比例流量阀的工作原理,通过对比例流量阀的simulink仿真,观察比较在不同的电流下复合泵的动态特性,为提高复合泵的效率和响应时间为达到节能提供了理论基础。

为解决原始电液比例节流阀(结构简单但刚性差)负载变化大的执行元件的速度稳定性问题,基于valvistor型液压插装阀的流量反馈原理,设计了具有较好的动静态特性的插装式流量反馈型电液比例流量阀,用位移传感器检测先导阀的位移,并对该原理的比例流量阀的动静态特性作了仿真分析,验证所提原理的正确性。

由于海淡水特殊的理化特性,先导式水压溢流阀更容易产生泄漏。该文对先导式水压溢流阀的内泄漏机理进行了探讨,并对影响内泄漏量的因素进行了分析。结果表明,主阀口泄漏量δq1与先导阀口泄漏量δq2呈非线性关系,溢流阀的内泄漏量以主阀口泄漏为主;主阀芯半锥角α的增大会导致δq1增大,主阀芯上下作用之比g的增大会导致δq1的增大,较小的主阀阻尼可以减小先导式水压溢流阀的泄漏量。

探讨线性流量阀维修时的内筒设计问题.首先针对阀体内孔为外孔圆的外接正方形的情况,建立一种正方形截割模型,在此模型下过流面积与内筒旋转角之间为非线性关系,并计算出此非线性关系与严格线性关系间的误差.然后将内、外孔半圆沿直径方向等间距分割成n个带形区域,根据过流面积与旋转角在主要工作区内成线性关系的条件,研究内孔与外孔带形区域的关系,通过建立反向和正向分段割补模型,找到了比较令人满意的内筒孔形状.

对“过流面积”与旋转角度之间是否具有严格线性关系进行论证,针对外筒孔发生轻微磨损的情况,基于最佳线性近似原则,给出了相应的解决对策。