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1、學(xué)兔兔www.xuetutu.com快速泄放閥的運(yùn)動(dòng)特性分析Movementcharacteristicanalysisforrapidreleasedvalve張永彬，姚進(jìn)，余德平，肖蒙，蔣正茂ZHANGYong．bin，YA0Jin，YUDe．ping，XlAOMeng，JIANGZheng．mao(四川大學(xué)制造科學(xué)與工程學(xué)院，成都610065)擒要：提出了一種快速泄放閥，其響應(yīng)時(shí)間在1ms左右，并且闡述了該閥門(mén)的結(jié)構(gòu)和工作原理。建立了閥門(mén)的虛擬樣機(jī)模型，對(duì)閥門(mén)的快速響應(yīng)性能進(jìn)行仿真分析。同時(shí)建立了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)測(cè)量了閥門(mén)的響應(yīng)特性和放氣過(guò)程中壓力變化，將
2、仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比分析，仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)總體趨勢(shì)能夠較好吻合。此外，還對(duì)閥門(mén)在不同氣壓下的響應(yīng)特性進(jìn)行了測(cè)量和分析。關(guān)鍵詞t泄放閥；快速響應(yīng)；仿真對(duì)比；響應(yīng)特性中田分類(lèi)號(hào)：TH113文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-0134(2015)10(下)一0106-04Ooi：10．3969／J．Issn．1009-0134．2015．20．310引言?shī)A緊裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)閥桿夾緊和放松。夾緊裝置中設(shè)計(jì)有兩某些重大的實(shí)驗(yàn)要求實(shí)驗(yàn)過(guò)程安全可靠地進(jìn)行。當(dāng)對(duì)壓電晶體，當(dāng)給壓電晶體施加IOOV電壓時(shí)，壓電晶反應(yīng)出現(xiàn)突發(fā)意外時(shí)，要向反應(yīng)裝置系統(tǒng)中快速地注入體
3、會(huì)伸長(zhǎng)并且產(chǎn)生力。閥門(mén)有一個(gè)體積為80cm的儲(chǔ)氣惰性氣體，制止實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，防止發(fā)生破壞性實(shí)驗(yàn)，保室，出氣口的面積為2．Olcm。。閥門(mén)設(shè)計(jì)有碟簧，當(dāng)給護(hù)實(shí)驗(yàn)裝置和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)人員的安全。為了保證實(shí)驗(yàn)安全壓電晶體斷電時(shí)，在碟簧作用力下閥桿會(huì)快速的回彈。的進(jìn)行，就需要一個(gè)快速響應(yīng)閥門(mén)，當(dāng)實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)突發(fā)狀此外在閥門(mén)上端設(shè)計(jì)有緩沖裝置，緩沖裝置能夠吸震，況時(shí)候，可以通過(guò)閥門(mén)快速的向裝置中注入惰性氣體。其作用是減少閥桿的震蕩。由于裝置中的實(shí)驗(yàn)迅速劇烈，所以閥門(mén)的響應(yīng)時(shí)間應(yīng)當(dāng)1．2工作原理小于實(shí)驗(yàn)預(yù)測(cè)時(shí)間，要求閥門(mén)響應(yīng)時(shí)間在lms左右。文閥門(mén)的工作原理：當(dāng)閥門(mén)上端輸入壓縮
4、氣體時(shí)，獻(xiàn)【1】中提出的一種快速響應(yīng)閥門(mén)，其響應(yīng)時(shí)間為4ms，氣體通過(guò)薄膜驅(qū)動(dòng)閥桿向下移動(dòng)閥桿帶動(dòng)閥芯向下移不滿足我們的使用要求。文獻(xiàn)【2忡提出的快速響應(yīng)閥，動(dòng)；當(dāng)閥芯與密封面實(shí)現(xiàn)密封后，這時(shí)給壓電晶體施加存在由于空氣阻力存在較大延遲的問(wèn)題，并且由于電磁的作用會(huì)對(duì)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生較大的機(jī)械力。文獻(xiàn)【3】提到的快速閥由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，具有摩擦阻力大影響響應(yīng)時(shí)間?，F(xiàn)有文獻(xiàn)【1～5】中提到的閥門(mén)都不滿足我們使用要求，所以為了能夠保證實(shí)驗(yàn)安全的進(jìn)行，設(shè)計(jì)一個(gè)響應(yīng)速度快放氣迅速的閥門(mén)是有必要的。為了解決快速響應(yīng)問(wèn)題，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)快速泄放閥，其響應(yīng)時(shí)間在lms左右。本文介紹了
5、該閥門(mén)的設(shè)計(jì)和工作原理以及對(duì)閥門(mén)快速響應(yīng)作了分析和進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)測(cè)定。1閥門(mén)結(jié)構(gòu)和原理1．1閥門(mén)結(jié)構(gòu)圖l是本閥門(mén)的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖，閥門(mén)上端設(shè)計(jì)有薄膜，上端輸送的壓縮氣體通過(guò)薄膜驅(qū)動(dòng)閥門(mén)運(yùn)動(dòng)件動(dòng)作。閥門(mén)運(yùn)動(dòng)件包括有：閥桿和閥芯。閥門(mén)設(shè)計(jì)有夾緊裝置，圖1閥門(mén)結(jié)構(gòu)圖收稿日囊：2015-05-20基盒硬目：四川省科技廳應(yīng)用基礎(chǔ)計(jì)劃項(xiàng)目(2012JY0085)作者簧介：張永彬(1989一)，男，天津?qū)幒尤?，碩士研究生，研究方向?yàn)楦邷馗邏洪y門(mén)的設(shè)計(jì)。【106l第37卷第1O期2015—10(下)學(xué)兔兔www.xuetutu.com學(xué)兔兔www.xuetutu.com從仿真結(jié)
6、果可以看出閥門(mén)的響應(yīng)時(shí)間在0．5ms左右，閥芯上升的最大位移大約在4．2mm。3實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)3．1實(shí)驗(yàn)設(shè)備為了測(cè)量閥門(mén)響應(yīng)時(shí)間，我們實(shí)驗(yàn)室建立了測(cè)量閥門(mén)響應(yīng)時(shí)間的實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)裝置由氣動(dòng)控制系統(tǒng)、電路控制系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)三個(gè)部分組成。氣動(dòng)控制系統(tǒng)由氣瓶、減壓閥、電磁閥、壓力表、壓力傳感器和一些輔助器件組成，氣動(dòng)控制系統(tǒng)給閥門(mén)輸送壓縮氣體和工作圖7儲(chǔ)氣室壓力變化曲線氣體。電路控制系統(tǒng)由壓電晶體控制箱和程序控制箱組成，電路控制系統(tǒng)控制壓電晶體和電磁閥的動(dòng)作。檢測(cè)從圖中可以看出仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)總體趨于一致，系統(tǒng)由檢測(cè)程序、磁柵尺傳感器、采集卡和一臺(tái)電腦組由于在A
7、dams仿真中沒(méi)有考慮電路系統(tǒng)和壓電晶體的電成，檢測(cè)系統(tǒng)的作用是檢測(cè)閥芯的響應(yīng)曲線。檢測(cè)原理流反應(yīng)時(shí)間，可以看出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比仿真結(jié)果大約延遲是在閥芯上安裝磁柵尺傳感器，將閥芯的動(dòng)作信號(hào)通過(guò)0．3ms，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)曲線開(kāi)始有些抖動(dòng)是由于閥桿接觸到傳感器傳遞給電腦，這時(shí)檢測(cè)程序就會(huì)將閥芯的動(dòng)作曲緩沖裝置所產(chǎn)生的反彈造成的。線繪制出來(lái)。采集卡負(fù)責(zé)采集放氣過(guò)程中工作氣體的壓力變化。圖5是實(shí)驗(yàn)裝置的實(shí)物圖。一圖5實(shí)驗(yàn)裝置圖在響應(yīng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)中，閥門(mén)上端壓縮氣體的壓力為0．8Mpa，閥門(mén)儲(chǔ)氣室中工作氣體的壓力為4Mpa。當(dāng)壓圖8實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與仿真結(jié)果對(duì)比圖電晶體斷電后，閥芯向上運(yùn)
8、動(dòng)，通過(guò)安裝在閥芯上的磁柵尺來(lái)檢測(cè)閥門(mén)響應(yīng)特性，通過(guò)采集卡采集儲(chǔ)氣室中的3．3不
