新型高频电液颤振器的设计与实验研究

【摘要】：随着现代工业的发展,工程中对大激振力、高频微幅且体积小的振动器的需求越来越迫切。由于机械式、电动式及电磁式的振动器虽然能达到很高的频率,但是输出的激振力大小是上述三种振动器的软肋。而传统液压振动技术的特点是:输出功率大,能量利用率高,输出特性易于调节,机构简单,运行可靠,适宜在特殊作业环境下工作,但其缺点是难以实现高频的振动。因此研究如何在利用液压振动技术的大激振力的情况下提高其振动频率有很大的研究意义。 本论文所设计和研究的新型高频电液颤振器的工作原理是利用一种新结构的旋转轴配流交流阀(2D激振阀)输出高频交流液流使单作用颤振缸的弹性端盖进行高频颤振。本论文首先对新型高频电液颤振器的工作原理进行了详细的阐述,然后对颤振缸的结构进行了设计,并对受力关键部件进行了强度校核。在此基础上建立了系统数学模型,随后经过仿真得到了系统的理论振动波形。最后搭建实验平台,采集实验波形,对实验数据波形进行了分析与对比。本论文的主要工作和成果如下。 1.新型高频电液颤振器的结构设计与校核。对颤振缸进行了结构设计,详细阐述了设计理念,对关键受力部件进行了强度校核。介绍了2D激振阀的结构特点和工作原理。 2.新型高频电液颤振器系统数学模型的建立。通过理论公式的推导得出了系统的传递函数。 3.新型高频电液颤振器关键部件及系统的仿真与分析。对弹性端盖进行了静力与模态分析;对实验系统进行了时域与频域的分析。 4.实验研究。搭建实验平台,采集实验信号,对所采集的信号进行分析与对比,同时进行了理论与实验波形的对比。利用实验数据对数学模型进行了修正,利用修正的数学模型对两个实际应用模型进行了分析,得出其谐振频率可用范围。最后通过功耗分析,得出在谐振点振动时,有非常好的节能作用。