[實(shí)用新型]一種交流閥的閥心渦動(dòng)研究用的實(shí)驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201920143498.5
• 申請(qǐng)日: 2019-01-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN209264186U
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈姍姍;章琳琳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號(hào): G01M1/12
• 分類號(hào): G01M1/12;G01M13/003
• 代理公司: 杭州云睿專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33254
• 代理人: 楊淑芳

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種交流閥的閥心渦動(dòng)研究用的實(shí)驗(yàn)裝置，包括底座、閥塊、蓄能器、變速器、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、液壓馬達(dá)、交流閥、閥底板、壓力傳感器、激光位移傳感器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、控制器、第一油箱和第二油箱，所述底座左上端的閥塊上方安裝有蓄能器；所述底座右上端的閥底板上方安裝有交流閥，交流閥右端的推桿同圓心的圓上等距置設(shè)于激光位移傳感器；所述交流閥左端的閥心軸上連接有變速器，變速器上端連接有液壓馬達(dá)，液壓馬達(dá)的輸出軸上安裝有轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器，液壓馬達(dá)通過(guò)油管連接有第二油箱；所述交流閥通過(guò)油管與閥塊、第一油箱相連接，油管上安裝有壓力傳感器。本實(shí)用新型能夠用于研究交流閥內(nèi)激振流動(dòng)誘發(fā)的閥心渦動(dòng)問(wèn)題。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本實(shí)用新型涉及交流閥的技術(shù)領(lǐng)域，特別是交流閥的閥心渦動(dòng)研究用的實(shí)驗(yàn)裝置的技術(shù)領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】

浙江工業(yè)大學(xué)阮健等提出了一種新型高頻電液激振器結(jié)構(gòu)用于大推力液壓振動(dòng)臺(tái)的激振，已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)了1000Hz的振動(dòng)頻率，并對(duì)于電液激振器的頻率特性、高頻信號(hào)的采集與幅值提取技術(shù)、典型激振波形的實(shí)現(xiàn)與控制進(jìn)行了研究。對(duì)上述高頻激振器的頻率特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究時(shí)，實(shí)驗(yàn)中暴露出的問(wèn)題是所用激振閥的閥心轉(zhuǎn)速超過(guò)6000r/min后，振動(dòng)頻率會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)幅度為幾十赫茲的跳變。因此，可以得出：由于激振閥的閥心重量輕且徑向開(kāi)有很多槽口，高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)受到外力的激勵(lì)作用，閥心出現(xiàn)了渦動(dòng)(閥心的幾何軸心偏離穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)軸心，閥心的幾何中心呈渦狀運(yùn)動(dòng))，閥心渦動(dòng)引起了閥心轉(zhuǎn)動(dòng)阻力矩出現(xiàn)波動(dòng)性變化，造成閥心轉(zhuǎn)速、閥口切換頻率變化，進(jìn)而使激振頻率不穩(wěn)定。由于閥口所在的臺(tái)肩與閥套的間隙很小，閥心渦動(dòng)后極易出現(xiàn)干摩擦，使閥心反向渦動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)發(fā)展成振蕩，不僅造成閥心轉(zhuǎn)矩增大、轉(zhuǎn)速下降，而且使元件表面磨損，引起非常嚴(yán)重的后果，實(shí)驗(yàn)閥的閥心表面觀測(cè)證實(shí)了這一點(diǎn)。

高頻電液顫振器的交流閥閥心轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)也會(huì)出現(xiàn)同樣的問(wèn)題，并且按附圖3所示閥口結(jié)構(gòu)，交流閥的換向頻率是閥心轉(zhuǎn)動(dòng)頻率的12倍，閥心轉(zhuǎn)速波動(dòng)對(duì)振動(dòng)頻率的影響更大，因此，必須解決交流閥的閥心渦動(dòng)問(wèn)題，改變目前按常規(guī)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)的閥心支承臺(tái)肩與閥套的配合結(jié)構(gòu)，提出新的油膜潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)，提高閥心的旋轉(zhuǎn)精度及閥心的臨界渦動(dòng)速度，否則就會(huì)引起高頻顫振器振動(dòng)頻率不穩(wěn)定。經(jīng)過(guò)分析認(rèn)為，如附圖4所示，當(dāng)閥心轉(zhuǎn)速足夠高時(shí)，閥心與閥套間形成非等間隙的環(huán)狀油膜，一對(duì)閥口開(kāi)閉時(shí)產(chǎn)生的液動(dòng)力會(huì)出現(xiàn)不平衡，在這種不平衡液動(dòng)力的激勵(lì)作用下，閥心的臨界渦動(dòng)轉(zhuǎn)速會(huì)相對(duì)降低。

轉(zhuǎn)子渦動(dòng)是工程中的一種自激振動(dòng)問(wèn)題，Z L Guo,R G Kirk給出了滑動(dòng)軸承穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)的邊界條件。哈爾濱工業(yè)大學(xué)的胡超等采用短軸承理論，對(duì)轉(zhuǎn)子非線性振動(dòng)的穩(wěn)定性進(jìn)行了分析研究，采用局部線性化方法，分析判斷了轉(zhuǎn)子渦動(dòng)方程零解和自激振動(dòng)極限環(huán)的穩(wěn)定性。西安交通大學(xué)的張青雷等等利用透明軸承試驗(yàn)臺(tái)觀察了軸頸同期渦動(dòng)和軸承座激振對(duì)油膜層流失穩(wěn)的影響。清華大學(xué)的陳左一論述了流體激振的振蕩流體力學(xué)原理并總結(jié)了軸承油膜流激振的研究成果。清華大學(xué)的丁文鏡對(duì)轉(zhuǎn)子渦動(dòng)原動(dòng)力進(jìn)行了分析并提出了半周油膜力的線性解析方法。目前，國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)均未有高速轉(zhuǎn)閥內(nèi)渦動(dòng)研究的相關(guān)報(bào)道。

交流閥的閥心與普通轉(zhuǎn)子不同，本身并不承受載荷，所受的外部激勵(lì)是閥口的不平衡液動(dòng)力。國(guó)內(nèi)外對(duì)于閥口液動(dòng)力的研究很多，R.Amirante等對(duì)液壓方向比例閥的槽口結(jié)構(gòu)、開(kāi)度大小與液動(dòng)力的關(guān)系進(jìn)行了分析研究，并對(duì)穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力的補(bǔ)償設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討。Valdes等對(duì)一種液壓比例閥的穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力進(jìn)行流場(chǎng)仿真和理論分析，修正了此類液壓閥傳統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力計(jì)算模型。ShoheiRyu等對(duì)建筑機(jī)械中的液壓節(jié)流控制閥穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力進(jìn)行了試驗(yàn)分析和流場(chǎng)仿真研究。曹秉剛等對(duì)內(nèi)流式錐閥液動(dòng)力進(jìn)行了理論分析、流場(chǎng)仿真及試驗(yàn)研究，并對(duì)錐閥的液動(dòng)力補(bǔ)償方法進(jìn)行了研究。燕山大學(xué)高殿榮對(duì)液壓技術(shù)中復(fù)雜流道流場(chǎng)的數(shù)值模擬與可視化進(jìn)行了研究。浙江大學(xué)周盛等對(duì)高速開(kāi)關(guān)閥液動(dòng)力補(bǔ)償進(jìn)行了研究。目前，關(guān)于液動(dòng)力的研究大都集中在閥心處于固定開(kāi)口、穩(wěn)定狀態(tài)下的滑閥、錐閥，以及軸向作用的穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力上，僅有少數(shù)學(xué)者用流場(chǎng)仿真或試驗(yàn)方法研究了流場(chǎng)瞬態(tài)液動(dòng)力，如太原理工大學(xué)的權(quán)龍教授等對(duì)閥芯運(yùn)動(dòng)過(guò)程中液壓錐閥內(nèi)部的流場(chǎng)變化以及瞬態(tài)液動(dòng)力進(jìn)行了初步計(jì)算研究。目前，還沒(méi)有對(duì)于高速轉(zhuǎn)閥的液動(dòng)力研究的相關(guān)文獻(xiàn)。