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振幅与频率独立调节的激振阀及系统的设计与性能分析

李锡君  
【摘要】:随着国家经济的飞速发展,对环境保护的要求越来越高,传统粘土烧结砖逐渐被节能、环保的混凝土砌块所替代。如今我国建筑行业发展迅速,对砌块强度的要求也越来越高。而混凝土砌块的强度很大程度上取决于砌块的密实度和均匀性,数据表明当砌块的密实度提高1%,其抗压强度可以提高4%左右。砌块密实度和均匀性由成型机激振系统的参数决定。不同的级配,不同的材质需要不同的振动频率和幅值来达到最佳密实效果。但目前砌块成型机上所用的机械式激振器或者液压激振器都无法满足振幅与频率的独立调节。机械式激振器参振质量大、频率低且对系统寿命影响大;液压式激振器存在这样一个问题:激振频率越高,振幅就越小,要提高激振幅值就必须加大系统供油压力,而系统压力调节由于蓄能器的存在而有滞后现象,很难同时满足较高振动频率和较高振幅的要求。 液压激振器的振幅既与供油压力有关,也与阀口的开度有关,基于此,本文在分析了各种激振器的优缺点后,提出了一种振幅与频率可独立调节的激振阀——双自由度激振阀,设计了基于激振阀控式液压激振系统。该激振系统通过调节激振阀阀芯的旋转运动和轴向移动改变阀口过流面积,从而实现振动频率和幅值的独立调节。本文阐述了双自由度激振阀的原理,并对其结构进行了设计与计算。特别是对阀的关键部件进行了详细的设计与计算。 本文建立了该液压激振阀的数学模型,并在Matlab仿真平台上进行了动态性能仿真,并绘制出了仿真曲线。结果表明在系统压力恒定的情况下,当激振频率提高振幅下降时,可以通过加大轴向开度来提高振幅。当参振质量变化时,振幅会发生变化,同样可以通过调整激振阀轴向开度使其振幅达到要求。因此该激振系统可以方便的实现对振动频率和幅值的独立调节,满足不同级配、不同材质对激振频率和幅值的要求,使物料得到最佳振动密实效果,从而提高砌块的密实度和均匀性,得到高品质的砌块,应用于砌块成型的振动系统中切实可行 本课题的创新之处在于提出了一种双自由度液压激振阀,该激振阀不仅可以实现旋转运动,而且还可以实现轴向的直线移动,从两个方向改变过流面积的大小,从而实现振动频率和幅值的独立调节。并设计了基于激振阀控式液压激振系统


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