振动环境下电液伺服阀特性研究.pdf

同济大学机械工程学院硕士学位论文振动环境下电液伺服阀特性研究姓名：李长明申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：訚耀保20090301摘要电液伺服阀是电液伺服系统的核心元件在航天工业中应用十分广泛。火本文介绍了电液伺服阀的发展背景国内外各研究机构、主要生产单位的关键词：电液伺服阀振动冲击离心牵连运动抗振箭、导弹等飞行器的控制系统多采用电液伺服系统电液伺服阀很大程度上决定了伺服系统的性能和航天器飞行任务的成败。如何提高电液伺服阀的可靠性至关重要。飞行器飞行过程中不可避免地会遭遇到振动、冲击、离心等恶劣工况本文研究了力反馈式两级电液伺服阀在振动等各种工况下的分析方法。电液伺服阀研究和应用现状重点分析了航天领域电液伺服阀工作的极限环境和振动环境下容易出现的故障。本文将平动式牵连运动分析方法引入到电液伺服阀分析过程中分析振动、冲击工况下电液伺服阀阀芯、衔铁挡板组件等部件所受的加速度得出振动环境下各部件的受力情况得到了振动环境下的电液伺服阀数学模型。通过数学计算和仿真得出了电液伺服阀各结构参数和工作条件对伺服阀特征点位移的影响、特征频率。提出了电液伺服阀设计时可考虑的制振措施如降低衔铁挡板组件质量、减小衔铁挡板组件质心与弹簧管旋转中心的距离和增大弹簧管刚度等关键措施。本文将转动式牵连运动方法引入到电液伺服阀分析过程中分析离心条件下电液伺服阀阀芯、衔铁挡板组件等部件所受的加速度得出离心环境下各部件的受力情况得到了离心环境下的电液伺服阀数学模型。通过数学分析和计算得出电液伺服阀的特征点位移偏移量与离心加速度之间的关系。提出了电液伺服阀在整机布置时的耐振布置方案如采用主阀芯与离心运动角速度垂直可以减小离心环境对电液伺服阀性能的影响。’．．．瓵琫—甌甋—猦’甀疭．疭．瓻·篍—琧．．猦李收胡泸。旯学位论文版权使用授权书本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。学位论文作者签名：李长明旯乱摇Ｔ同济大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：第滦髀引言目前在导弹舵面控制与火箭的姿态控制中液压舵机缫核欧梗靠性要求极高。例如分配到伺服子系统单机的可靠性指标要求接近电液伺服阀发端于上世纪年代是结合了机械、电子和液压技术的高度精密部件其工作的好坏影响甚至决定整个电液伺服系统的性能是电液伺服系统中的关键元件。由于其体积小重量轻控制精度高响应速度快等一系列优点在航空航天系统中得到了极为广泛的应用’。由电液伺服阀控缸组成的液压执行机构蚓ǘ雀摺⑾煊欤谥小⒋蠊β实导弹和液体运载火箭控制系统中得到普遍应用。例如导弹液压舵机由燃气发生器带动燃气涡轮驱动液压泵提供弹上液压能源；电液伺服机构接受自动驾驶仪发送来的信号控制舵面偏转从而控制导弹的飞行方向使导弹按一定轨道稳定飞行或者将导弹引向目标。同理运载火箭姿控系统控制火箭飞行时的绕质心运动┭觥⑵:凸龆以保证火箭按规定的姿态飞行。在导弹和火箭的发射和飞行过程中都不可避免地要遭遇各种振动、冲击、离心等工况。这就要求液压伺服系统不但必须承受得起飞行器发射和发动机工作时的振动、冲击、离心等极限环境的考核还必须在飞行负载变化及全弹箭耦合与星箭耦合振动、随机振动、分离冲击、俯仰、