海水液压比例调速阀静动态特性分析及试验研究

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海(淡)水液压传动技术是以海(淡)水作为能量转换、传递和控制介质的流体传动方式,是近二三十年来发展起来的具有绿色、经济、安全等优势的传动技术。随着电液比例控制技术的不断开发和发展,使工程系统的控制技术进入了现代控制工程的新行列,不同程度地确立了机电液一体化的优势。作为构成电液比例技术的液压元件——电液比例调速阀,其在采矿、冶金、军事等行业具有极好的应用前景。然而,目前对于电液比例调速阀的研究主要集中在油压上,以海(淡)水作为工作介质的海水液压比例调速阀的研究却鲜有报道。因此,本文以研制一台高压力、小流量的海水液压比例调速阀为目标,针对海(淡)水低粘度、高电导率等特殊理化特性给水压阀研制带来的泄漏、腐蚀等关键技术难题,展开了以下研究工作:  首先,本文概述了当前国内外油压比例调速阀的研究进展,了解了当前国内外油压比例调速阀的工作原理及主要特点,结合课题要求,提出了初步的设计方案。  其次,充分考虑海水粘度低、润滑性差、弹性模量大、汽化压力高、密度大等特性带来的易泄漏、易气蚀等问题,对海水液压比例调速阀本体进行了初步结构设计。  再次,基于AMESim软件分析了阀的主要结构参数对阀整体综合性能的影响并进行优化,并对海水液压比例调速阀的静、动态特性进行仿真研究。此外运用Fluent软件对改进前后阀口的流场进行仿真分析,根据仿真结果验证了结构改进的有效性。  然后,针对海水强腐蚀性引起材料化学、电化学腐蚀等问题,利用化学浸泡试验和电化学腐蚀试验研究了几种不锈钢的耐海水腐蚀特性,并考虑阀在工作过程中存在的拉丝、冲蚀等问题,最终确定了调速阀的加工材料。  最后,结合设计要求,确定了比例控制放大器以及比例电磁铁的类型,并加工出海水液压比例调速阀样机。基于实验室现有条件搭建试验系统,完成比例调速阀相关性能试验。通过对试验结果进行分析归纳,得到了比例调速阀的相关性能参数。此外,总结该阀中可能存在的问题并提出相应的改进方案。
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