【JX123】立式内孔表面珩磨机的总体设计[KT+FY]【2A0】
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【JX123】立式内孔表面珩磨机的总体设计[KT+FY]【2A0】,jx123,立式,表面,珩磨机,总体,整体,设计,kt,fy,a0
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磁流体对伺服阀力矩马达动态特性的影响 摘要 ： 本论文的目的是探讨影响磁性流体 动态特性的液压伺服阀力矩马达。 在本文作为一种功能材料 ,磁性液体被填入 有 工作差距的 液压伺服阀力矩马达 中 。 对于磁性流体 力 在转矩电动机 中 进行了研究。 动态 力矩 电机 数学模型的介绍与磁 性 液体之 后 的动态特性力矩电机用磁性流体进行了分析和测试。 磁性液体不应用于电动机分析和实验 进行 研究比较 。 关键词 :磁性液体 ;液压伺服阀力矩马达 ;液压控制系统 1 前言 当他们暴露于磁场作为磁性液体显示更高的饱和 磁化， 他们广泛应用于区域的密封、轴承、研磨、扬声器 、阻尼等 1,2。调查 3 - 5表明 , 磁性液体被暴露于磁场时磁场强度影响磁流体的粘度。 因为更高的磁导率 磁性液体 的应用，所以 磁性液体的应用在电动马达 中 也 被 研究 分析 6。 最近 磁性液体的应用在液压伺服阀 中 进行了研究 7。液压伺服阀门在 液 压控制 系统 中 是必要的组件 。 液压伺服阀性能的特点显著影响液压控制系统。随着机电机制 通过 电气信号在液压伺服阀 中 的应用 ,转矩马达 应 用于中风阀门。如果力矩电机动态特性可以被修改 ,液压伺服阀的性能 也 是 可以改进的。 命名法 a 电磁力矩的力臂长度 铁运动方向 的 磁流体与衔铁的有效接触面积 1F,2磁性流体 抵抗力 , 中间长度 ,衔铁端部摆动位移量 H 马达工作间隙中的磁场强度 h 衔铁处于零位时力矩马达工作间隙高度 马达常数 ,力矩马达磁弹簧刚度 磁性流体的 弹簧常数、磁性流体的转矩常数 0 磁动势 马达线圈匝数 1度引起的负载转矩 2 0没有磁场时磁性流体 粘度 磁场时磁流体粘度 力矩马达衔铁转动角度 0i 力矩马达输入电流 1p,2p由磁流体引起在电枢缺口压力 1 和 2 如果施工参数 选择 不正确 ,由于穴蚀现象和剪切层不稳定 ,所以 片状喷嘴或射流管伺服阀是自激振荡 出现高频噪声和压力非常频繁的一个流场见 8。自激振荡的压力会刺激振荡的力矩马达衔铁和线轴的伺服阀 ,防止伺服阀 失去稳定。当他们暴露于磁场，作为磁性液体有一个更高的饱和磁化强度和较大的粘度 ,磁性 液体可以 通过 有 工作差距的 液压伺服阀力矩马达引入阻尼到电动机和伺服阀中 。 本文介绍磁液体在 液压伺服阀力矩马达 中的 应用。力的数学模型由于磁性液体在转矩电动机 中 也进行了研究。当磁性液体应用于电动机 时 ， 对力矩电机 动态液压伺服阀的特性进行了模拟和测试 。 2 磁性液体液压伺服阀力矩马达的构造 添加磁流体的伺服阀力矩马达结构如图 1所 示。 一个液压伺服阀通常可以分为 伺服 阀部分 ， 片状喷嘴部分和转矩电动机。阀门部分包括线轴和阀体。铰链喷嘴部分包括一个苍蝇拍和两个喷嘴。转矩电动机通常由一个电枢支持弹簧管 ， 两个线圈和两个永磁体。舌形和电枢是相互关联的 ， 因此有时命名为 “ 电枢苍蝇拍组件 ” 。 图 1力矩马达 动态特性 实验原理图 图 2 力矩马达磁力线分布图 磁流体电枢可以增加 核和工作之间的间距 。 作为一个液压伺服阀力矩马达是在永久磁铁和电动磁铁的合作下工作的 ,由于永磁体在力矩马达工作的间隙，所以总会有磁场 ,即使电力的力矩马达是关闭的。因此磁性液体应用 后总是呆在工作缝隙内。当电枢的旋转角很小且电枢旋转时，磁性液体很难从缺口分散。 在永磁铁的工作下，当电源的线圈关闭时 ， 转矩电动机将呆在中间的位置。如果这四个工作差距几乎是相同的尺寸 ， 磁场分布是相同的在四个工作差距。从理论上讲 ,不会有任何输出转矩，因为这时电机的力矩达到了平衡。然后液压伺服阀将工作在中间位置。 如果 开启电力线圈 ， 力矩马达在电磁铁和永久磁铁合作下工作 ， 显示在图 2中 ， 磁通密度在工作差距 1和 3中 将会增加 ， 并大于其他两个工作差距 2和 4。 伺服阀力矩马达提供 输出转矩。 转矩电动机电枢旋转 并 驱动襟翼引入压力 影响双方的线轴。 由于线轴运动反馈杆有了反馈力矩因此 线轴将移动到一个新的位置 ,直到 电机的 输出转矩等于在弹簧管上的负载转矩之和。卷轴的位移量与力矩马达输入电流成正比。 当磁性液体暴露在有磁场的力矩马达的工作间隙 时 ，会显示更高的饱和磁化和较大的粘度，由于 磁性液体的 特殊性能，大阻尼力或电阻会在转矩电动机电枢中产生 。阻尼力或电阻将有助于改善力矩电机和伺服阀动态性能 ， 尤其是稳定性。 3 磁性液体产生的力 在图 3中显示气隙转矩电动机 磁性液体的工作状态。我们可以看到，电枢的截面被磁液体完全包围。由于 磁性液体 饱和磁化，因此有 力 存 在电枢的工作表面的上行和下行。 由于 磁性液体 粘度，有阻尼力工作在电枢的左侧和右侧 。 流体的粘度产生的力 图 3 图 4 如果电枢沿着磁通在气隙磁场横截面被磁性液体完全包围 ， 见图 3， 当电枢旋转时，由于磁性液体 粘度，将会有力工作在电枢 上 。由于磁流体的粘度电枢上的力显示在图 4。 力工作于电枢的旋转形成阻尼。它可以计算如下 ： 1 m f m （ 1） 假设沿 y 轴 旋转速度分布均匀 ， 旋转速度的梯度做 以简化为做 0电枢的旋转速度 可以写为 0w =d 。 因此公式 (1)可以写成 ： 1 hm f m fA （ 2） 磁液体粘度和磁场强度之间的关系的研究如 它表明 ,当 工作的磁性液体 磁场强度增加时，磁性液体的粘度逐渐增大。 磁流体的粘度在磁场以磁性液体粘度命名 。 磁性液体粘度 是 磁场强度的函数。 由于磁性的非牛顿流体特性， 所以它也是 函数剪切速率或电枢旋转速度。为了简化仿真 ， 所以 磁性液体就 必须是饱和 的 ，在本文中 以 磁性流体的 磁性液体粘度 作为 常数。 性液体的磁化产生的力 见 9， 当磁性液体暴露在一个磁场中 ， 在电枢上 磁性液体的磁性粘度作用的 是压力。我们知道从 10研制的 磁液压力可以写为： 21p d （ 3） 当 磁性液体饱和磁化强度几乎是 常数时 ， 公式 (3)可简化为 ： 21 （ 4） 如果力矩马达的磁场强度 和 工作间隙被认为是无处不在的， 那么 相同的和最低的 外表面磁性液体的 磁场强度 几乎 是可以忽略不计的 ， 公 式 (4)可以写成 ：p S H 由于磁性液体饱和磁化，力21 ， 分别在缺口1和 2可以计算： 2 1 1 g 1 1p M H A ( 5 ) 2 2 2 g 1 2p M H A ( 6 ) 磁场强度 H 在转矩电动机气隙是一个不同与当前的力矩马达线圈 i 和旋转角度的电枢 函数。如果 忽略 漏磁这个误 差 ， 磁场强度通过缺口 1和 2可以表示为： 011 2 ( ) iH (7) 012 2 ( ) iH (8) 其中 x 当旋转角度的电枢 是 将会 增加高度的两个缺口 2和 4， 那么 其他两个缺口 1和 3将会减少。因此 ， 磁场强度11和 3的距离将会增加。磁场强度12和 4的距离将减少。 4 磁性液体产生的力矩 负载转矩 由于磁流体的粘度 对电枢可以表示为： m f m d t (9) 由于饱和磁化的磁性液体 ， 负载转矩工作在电枢可以计算为 ： 00m 2 2 1 2 22 ( ) ( ) g M N i M N F a M A a g x g x (10) 通常 ， 为 了简 化 仿真 液 压伺 服阀 力 矩电 机 的输 出转 矩 线性 化 为 i K 当条件 13是满足的 8。在这种情况下 ， 转矩电机工作在平衡点。 因此 ， 线性化是可以接受的。 同样的原因 ，由于磁性液体的饱和磁化， 负载转矩也可以简化为2m f t i K ， 在常数 功能和 0M 、 g 、 a 的时一样的。 5 转矩电动机 的 动态数学模型 力矩电机的运动方程可以写成 ： 2d a a B K Td t d t (11) 当转矩电动机不安装 液压伺服阀 ， 粘性系数由于机械摩擦的支持和粘性摩擦的空气通常可以忽略不计。如果磁性液体不在力矩马达的工作间隙内 ， 负 载转矩果磁性液体应用于转矩电机、负载转矩2L m f m T。 6 磁性液体 作用下力 矩电机动态特性 磁性液体作用下 力矩电机动态特性使用 真软件进行了分析。力矩马达结构参数如表 1所示。 表 1 力矩马达的结构参数 参数 数值 枢的宽度的厚度间长度 g 磁力矩的力臂长度 a 16 线圈转动 4000 矩马达输入电流 i 矩马达 性流体的转矩常数 性流体的磁弹簧常数 性液体的饱和磁化的00 性液体的粘度 在0没有磁场时是 磁性液体得到饱和，磁性液体的粘度暴露在力矩马达的工作间隙的磁场中为 3.0 个分析 力矩马达的动态特性作为波德图显示在图 5。 有磁性液体的力矩马达的动态特性使用光学位移传感器测试。当提供给力矩电机的频率信号不同时，电枢位移在不同频率时记录正弦信号不同。转矩电动机电枢的动态幅度 响应如图 6。 图 5 力矩马达动态特性伯德图 图 6 力矩马达动态幅频特性测试曲线 图 5显示了当磁性液体被应用或不是用力矩电机时，一种液压力矩马达的模拟谐振频率约 900赫兹。图 6表明 ， 当磁性液体应用或不是用力矩电机时，测试力矩电机的共振频率约为 1000赫兹。在本文中，模拟和测试之间的共振频率的应用是可以接受，虽然大约有 10%的他们之间的错误。自激振动和测试模拟共振之间的频率差异是最可能引起仿真和实验的误差。力矩马达的一些因素不能包括正确的仿真模型 。 例如 ， 磁通量泄漏和噪声造成仿真错误。 当实验完成后， 频率 (10 z )也可能以某种方式贡献实验误差。模拟和测试之间的共振频率很难量化错误。当磁性液体填充到力矩马达，在磁性液体作用下，由于电枢阻尼力，共振峰值明显降低。阻尼力与磁性液体和力矩马达的阻尼比有关，它可以从共振峰那计算。表 5和 6显示，由于磁流体的粘度，阻尼力相同的影响趋势。 它也可以看到 ,当磁流体应用时，电动机获得的转矩是稍微降低了。 这是因为磁性液体还说明了扭矩马达的阻力和负载扭矩。 7 总结 根据分析和
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