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大流量高响应比例节流阀的研究

赖振宇  
【摘要】: 压铸机是压铸生产中重要的基础技术装备,对压铸件的质量、生产效率等有着直接的影响。近年来随着汽车工业的迅速发展,我国压铸机行业以前所未有的速度向前发展。应用于压铸机的大流量高响应节流阀是实现高性能压铸机的一项重要研究内容。本论文着重阐述了一种应用于压铸机的大流量高响应比例节流阀的设计、仿真和试验。 本文通过分析压铸机压铸工艺对节流阀的性能要求,并参考国外现有元件的研究成果,提出了一种新型的大流量高响应比例节流阀的结构方案。该方案为三级放大结构,先导级采用比例电磁铁推动的四边滑阀,放大级采用伺服活塞,主级采用插装阀。先导级和放大级之间采用位移一力反馈控制,主级与放大级之间采用快速随动控制。为了达到阀的阶跃响应的性能要求,对影响先导级阶跃响应性能的主要因素进行了分析,并对比例放大器控制下的比例电磁铁的阶跃响应性能进行了仿真和试验分析。 本文通过对比例节流阀的内部结构原理、液压半桥控制原理和级间反馈等原理的分析,阐明了该阀的工作原理。接着建立了阀的数学模型,运用AMESim软件对阀的动态性能进行了仿真分析,并讨论了相关参数对阀动态特性的影响。在仿真的基础上对阀的各级参数进行了匹配优化,完成了阀的详细结构设计并研制出大流量高响应比例节流阀样机。 根据阀的大流量高响应的特点,本文设计了以蓄能器提供瞬时大流量、以无载伺服缸测量瞬时流量的试验方案。搭建了大流量高响应比例节流阀的试验台并对该阀的阶跃响应性能进行了测试。试验结果表明本文所研制的大流量高响应比例节流阀的输出流量比例可调,其阶跃响应性能基本达到了设计要求。


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