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《基于液壓微位移放大結(jié)構(gòu)的新型壓電陶瓷直接驅(qū)動(dòng)閥設(shè)計(jì)及仿真》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、學(xué)兔兔www.xuetutu.com第49卷第2期機(jī)械工程學(xué)報(bào)Vo1．49NO．22013年1月JOURNAL0FMECHANICALENGINEERINGJan．2013DoI：1O．3901／JM【E．2013．02．151基于液壓微位移放大結(jié)構(gòu)的新型壓電陶瓷直接驅(qū)動(dòng)閥設(shè)計(jì)及仿真木俞軍濤焦宗夏吳帥(北京航空航天大學(xué)電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院北京100191)摘要：研制一種基于液壓微位移放大結(jié)構(gòu)的壓電陶瓷直接驅(qū)動(dòng)伺服閥，實(shí)現(xiàn)大流量高頻響的要求。針對(duì)壓電陶瓷輸出力大但輸出位移小的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出一種新型的
2、液壓微位移放大結(jié)構(gòu)，由柔性鉸鏈膜片式大活塞、密閉容腔、小活塞及壓力調(diào)節(jié)和測(cè)量裝置構(gòu)成。采用疊堆式壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)大活塞，改變密閉容腔內(nèi)油液的體積形態(tài)，放大小活塞端輸出位移，驅(qū)動(dòng)滑閥閥芯運(yùn)動(dòng)。大活塞采用膜片結(jié)構(gòu)，降低壓電陶瓷疊堆的負(fù)載，提高密封性能。針對(duì)剛性膜片剛度和強(qiáng)度矛盾的問(wèn)題，設(shè)計(jì)柔性鉸鏈膜片，對(duì)該膜片結(jié)構(gòu)的剛度進(jìn)行理論分析和數(shù)值計(jì)算驗(yàn)證。應(yīng)用有限元方法對(duì)結(jié)構(gòu)及各參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并對(duì)最終結(jié)構(gòu)進(jìn)行剛度和強(qiáng)度分析?；谠囍圃順訖C(jī)參數(shù)，建模仿真表明液壓位移放大倍數(shù)9倍，閥芯位置控制誤差小于1％。頻
3、寬超過(guò)550Hz。試驗(yàn)測(cè)得流量曲線，7MPa壓力下，控制流量達(dá)到17L／min。關(guān)鍵詞：壓電陶瓷液壓位移放大直接驅(qū)動(dòng)閥柔性鉸鏈有限元法中圖分類號(hào)：TH137DesignandSimulationStudyonNewServoValveDirectDrivenbyPiezoelectricActuatorUsingHydraulicAmplificationYUJuntaoJIAOZongxiaWUShuai(SchoolofAutomationScienceandElectricalEngine
4、ering，BeihangUniversity,Beijing100191)Abstract：Aservovalvedirectdrivenbypiezoelectricactuatorusinghydraulicamplificationisresearched．Ittakesadvantageofthehigherbandwidthandlargerflowrate．Anewhydraulicdisplacementamplifierstructureisproposedtoaimatthe
5、smallerdisplacementoutputandlargerforceoutputofpiezoelectric(PZT)．Thestructureiscomposedofinputpistonwithlargerarea，outputpistonwithsmallerareaandhermeticchamber．Thelargerstrokemultilayerpiezoelectricactuatorisservedasthedriveelementthatdrivestheinpu
6、tpistonwitl1largerareaofthehydraulicamplification．Thechangeofpressureandvolumedrivestheoutputpistondirectlyconnectedtothespooltoproduceamplifieddisplacement，whichdrivethespooltomove．Tosatisfythedemandofsealingandlowload，adiaphragmwithflexurehingestru
7、ctureisusedforthepistonwithlargerarea．Thestructureandparameterisoptimizedbyfiniteelementmethod．Piezoelectricdirectdriveservovalveprototypeistrial-manufacturedandtested．Thesimulationresultsshowthatthedisplacementmagnificationtimesis9，thegoverningerror
8、ofvalvespoolislessthan1％，thebandwidthisupto550Hz．TheflowcurveobtainedbyexperimentshowtheflowrateCanreachto17L／minatpressureof7MPa．Keywords：PiezoelectricceramicHydraulicamplificationDirectdriveservo—valveFlexurehingeFiniteelementmethod閥作為電液伺服系統(tǒng)中的核心控制元
