压电直接驱动式伺服阀

介绍了一种利用压电陶瓷直接驱动的压电伺服阀,其机械结构简单、抗干扰能力强,具有高于传统电磁式伺服阀的频宽和分辨率。应用有限元法分析了柔性铰链的结构特性,对压电叠堆的静、动态特性进行了理论分析,并制造了压电直接驱动式伺服阀样机,进行了静、动态性能测试。测试结果表明:该压电伺服阀可以满足现代精密高速控制系统的需要。     

双喷嘴挡板电液伺服阀主要参数的优化

以国产双喷嘴挡板电液伺服阀为研究对象,推导出其数学模型。根据电液伺服阀的实际结构参数,运用Simulink仿真软件对数学模型进行仿真,得到电液伺服阀闭环阶跃的响应图和伯德图。通过改变目标参数Kvf、ωmf、ξ′mf的大小,得到不同的电液伺服阀伯德图;通过分析电液伺服阀动态性能的变化,从而达到其参数优化的目的。     

基于Fluent的双喷嘴挡板电液伺服阀主阀流场的可视化仿真

应用Fluent软件对双喷嘴挡板电液伺服阀主阀内部流场进行可视化模拟仿真,运用仿真数据对电液伺服阀的压力、流量等特性进行理论分析。结果表明,运用Fluent软件仿真数据能便捷地进行电液伺服阀的特性分析,所得结果可靠性较高。     

压电驱动式高频电液伺服阀实验研究

为了提高电液伺服阀的频率响应特性,采用响应速度快、输出力大、刚性好的积层式压电驱动器作为伺服阀的前置级电-机械转换器.采用杠杆放大的方式对压电驱动器的输出位移进行放大,保证足够的流量输出;采用直接驱动阀芯的方式增强了抗污染能力以及动态响应特性;功率级滑阀采用内置方式,用单个压电叠堆实现了滑阀的双向控制.试制了压电伺服阀的样机,并对样机进行了静、动态测试.得出该阀的频宽大于1.2 kHz,流量为5.7 L/m in,抗污染能力达到ISO 4406 18/15.     

双晶片两主动阀式压电泵的设计及试验

以双晶片压电振子为驱动元件,研制了两主动阀式压电泵。结合该泵的机械结构,详细分析了主动阀压电泵的作用机理。根据双晶片压电振子式主动阀压电泵对驱动信号的要求,搭建了两主动阀式压电泵的试验测试控制系统。最后对主动阀泵进行了性能测试和试验研究。结果表明,在电信号频率为40 Hz时,泵的正向最大输出流量为180 ml/min,反向最大输出流量为170 ml/min,正向最大输出压力为6 kPa。     

压电阀电-机械转换器结构设计分析

为提高现有喷嘴挡板型电液伺服阀的静、动态性能,采用双压电晶片及铍青铜制作出喷嘴挡板式压电阀的电-机械转换器.针对压电层和金属层的宽度、长度和厚度等结构参数对电-机械转换器静、动态性能的影响进行了理论、仿真及实验研究.结果表明：宽度对静、动态性能没有影响,输出位移同长度的平方成正比.长度增大时,幅频宽和基频减小;金属层厚度或压电层厚度增大时,输出位移减小,幅频宽和基频增大.最后对电-机械转换器的振型进行了仿真分析,结果表明满足设计要求.     

基于有限元的压电双晶片驱动模拟分析

在利用压电双晶片设计执行器时,需要考虑双晶片的驱动特性,分析自由端的挠度.利用有限元ANSYS软件和数学物理方法分析了压电双晶片在不同长厚比值K和不同电压载荷下的变形情况,以及自由端的挠度,并比较分析了两种方法的相对偏差和偏差存在的原因,结果显示最大相对偏差分别为2.4%和0.5%.通过比较分析,为利用有限元ANSYS软件精确分析双晶片类执行器提供了依据.     

压电双晶片致动器驱动电路研究

为了研究压电双晶片致动器性能,设计开发了其驱动电路.该电路采用高压运放式驱动方案,以美国APEX公司的PA85型运算放大器为核心构建.研究结果表明:前置放大器的引入有效地降低了电路的失调电压,两级放大环节构成的驱动电路能提供-190~+190V的驱动电压和200mA的驱动电流,最大电压频率响应能力可达3.5kHz;相位补偿、输入及限流保护、瞬态抑制等电路,提高了电路的稳定性和可靠性.     

变正压力式压电双晶片惯性直线驱动器

提出了以压电双晶片作为动力元件、通过控制移动机构和支撑面之间的正压力、利用摩擦力变化实现定向运动的新型惯性直线驱动器。分析了驱动器的工作原理,利用有限元分析软件对压电双晶片振子进行了模态分析,得到其动态特性。研制了惯性直线驱动器的样机并进行了性能测试,试验结果表明:该机构能够实现直线往复运动,频率为10 Hz时,最小稳定运动步长为0.7μm,最大移动速度为1.2 mm/s,最大承载能力为150 g。     

带整体开启阀的双腔串联压电薄膜泵

阐述了带整体开启阀的双腔串联压电薄膜泵的工作原理并给出结构设计。对整体开启阀的过流特性进行了理论推导,定性分析了影响其过流性能的因素,并用实验加以证明。对影响压电泵性能的因素,如腔体高度、阀的结构、阀的滞后性、空穴现象等进行了理论分析与实验测试,得出了其对压电泵输出性能的影响规律。所设计带整体开启阀的双腔串联压电薄膜泵样机具有自吸性,通过调整输入电压和频率可控制泵的流量与压力输出,工作性能稳定。在输入电压为200 V、工作频率为250 Hz左右时,最大输出流量和压力可分别达到950 mL/m in和75 kPa,自吸高度为0.285 m。     

压电双晶片型二维惯性冲击式精密驱动器

研制了一种以自由端带有集中质量的悬臂式压电双晶片为驱动单元、具有移动和旋转二自由度的惯性冲击式精密驱动器。对压电双晶片的动态特性进行了有限元法分析和实验测试,提出了定频调压的控制方法,并对该精密驱动器进行了移动和旋转性能测试。测试结果表明:该驱动器具有结构简单、行程大、驱动力强、分辨率高等特点,而且其成本低于传统惯性冲击式驱动器的百分之一。     

液压式压电驱动喷射点胶阀设计与实验

为了实现电子封装和SMT技术中的高精度非接触式点胶,设计了一种基于液压放大原理将压电叠堆输出位移放大的压电喷射点胶阀.首先通过建立喷射点胶模型,并利用FLUENT模拟分析影响撞针撞向喷嘴时产生的速度与压力分布的参数;然后通过改变不同边界条件n可得到撞击速度、胶液黏度与供胶压力等参数对喷射点胶的影响规律;最后搭建测试平台并实验结果表明喷射点胶精度与上述参数之间是密切相关的.实验选用黏度为500～3 500 MPa·s的环氧树脂分别进行点胶性能测试,结果显示当供胶气压为0.2 MPa,方波驱动电压为110V(高电平5 ms,低电平5 ms),胶液粘度为3 500 MPa·s时,采用该喷射点胶阀结构可喷射出最小胶点体积为0.24 μL,且胶点一致性可达6.62％.     

电磁驱动主动阀压电泵的设计及其性能

提出并设计了一种新型的主动阀压电泵。与被动阀压电泵通过流体流动开启阀片方式不同,该泵通过电磁驱动方式控制压电泵的进出口阀的开启、关闭,从而降低了阀在开启、关闭时压电泵腔内流体的能量损失。同时可以根据压电泵工作性能的需要,通过调整控制信号的占空比和相位控制阀的开启、关闭时间,这不仅可实现单一机械结构下对液体泵送方向的主动控制,而且对于流体的流量也可进行控制,为提高压电泵的性能提供了一种新的手段。试验表明:该泵在30 Hz的条件下工作时,最大输出流量为160 mL/min。     

液压滚切剪液压系统的换向冲击分析

液压滚切剪的剪切机构,建立了液压缸的力平衡方程。通过求解液压缸换向前后的两腔压力,比较对称阀控制非对称缸和非对称阀控制非对称缸两种形式的压力冲击。通过仿真软件模拟两种形式的液压缸换向冲击,可以看出非对称阀控制非对称缸的换向压力冲击较小,符合理论计算的结果。依据仿真结果设计合理的液压系统,有利于设备的安全运行。通过采集现场样机液压缸的两腔压力,证实了采用非对称阀控制非对称缸的方法能够有效地解决液压缸的换向冲击问题。     

基于压电陶瓷的轮胎压力监测系统设计

该文介绍了基于压电陶瓷发电的无源轮胎压力监测系统。它采用Freescale低功耗MC9S08QG8为处理器、SP12作为轮胎压力检测传感器、无线收发芯片MAX1472和MAX1473完成检测结果的数据传输,而整个轮胎内压力监测模块由微功率压电陶瓷发电模块提供电能,从而淘汰了电池,提高了监测模块数据发射的密度。经实验表明,轮胎内压力监测模块由微功率压电陶瓷发电模块提供电能是可行的。     

流量可调调节阀的设计及其特性研究

设计了一种流量可调调节阀,分析了其结构特性和流量特性。流量可调调节阀采用可插式,克服了调节阀流量特性固定的局限性。仿真结果表明,通过选用不同的流量模板,可改变其结构特性,进而改变其流量特性。该调节阀可灵活适用于不同工作要求,有效提高了调节阀的使用效率。     

液控单向阀动态特性浅析

着重分析了液控单向阀液压冲击的产生原因及过程，并通过实验分析对比了三种不同液控单向阀的压力冲击特性，最后提出改进意见及结论。