振动幅值的大小与复合盐雾试验箱阀芯的旋转

　　新型电液振动台采用具有双自由度的2D高频激振阀作为电液激振器,其驱动装置采用大功率、大扭矩的液压马达驱动阀芯的径向旋转,阀芯的轴向滑动用电机通过偏心轮机构来驱动.作者对高频激振阀阀口面积波形进行分析,根据已建立的数学模型采用分段积分的方法求解出振动波形的分段表达式,由此振动波

　　２０１０年７月 第３８卷第１３期 机床与液压 ＭＡＣＨＩＮＥ ＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳ Ｊｕｌ．２０１０ Ｖ０１．３８ Ｎｏ．１３ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—３８８１．２０１０．１３．００３ 新型电液振动台振动参数的分析 任燕，阮健，贾文昂 （浙江工业大学机械制造及自动化教育部重点实验室，浙江杭州３１００１４） 摘要：新型电液振动台采用具有双自由度的２Ｄ高频激振阀作为电液激振器，其驱动装置采用大功率、大扭矩的液压 马达驱动阀芯的径向旋转，阀芯的轴向滑动用电机通过偏心轮机构来驱动。作者对高频激振阀阀口面积波形进行分析，根 据已建立的数学模型采用分段积分的方法求解出振动波形的分段表达式，由此振动波形的解析解推导出振动幅值、工作频 率、阀芯轴向位移以及阀芯转速之间的相互关系，在电液振动台上进行疲劳试验以验证解析结果的正确性。研究结果表 明：加载模式以弹性负载为主的条件下，振动幅值的大小与阀芯的旋转速度成反比，与阀芯的轴向位移成正比，但是当阀 芯位移达到某一临界值时，振幅由于压力饱和而不再继续增大，同时工作频率越大，考虑到实际机械设计及加工，振动波 形越不容易出现饱和现象。 关键词：２Ｄ高频激振阀；分段积分；阀芯轴向位移；波形饱和 中图分类号：ＴＨｌ３７ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｏｎ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１—３８８１（２０１０）１３—００７—３ ａ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ Ｎｅｗ Ｅｌｅｃｔｒｏ—ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｓｈａｋｉｎｇ Ｔａｂｌｅ ＲＥＮ Ｙａｎ。ＲＵＡＮ Ｊｉａｎ，ＪＩＡ Ｗｅｎａｎｇ （Ｔｈｅ ＭＯＥ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ． Ｚｈｅｊｉａｎｇ ｓｈａｋｉｎｇ ａｎｄ ａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ ｖａｌｖｅ（ｃａｌｌｅｄ ａｓ Ｚｈｅｊｉａｎｇ ３１００１４，Ｃｈｉｎａ） ａ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｔｗｏ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ２Ｄ ｕｓｅｓ ｖａｌｖｅ）ｗｈｉｃｈ ａ ｈａｓ ｔｗｏ ｄｅｇｒｅｅｓ ｏｆ ｆｒｅｅｄｏｍ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｉｎ ａｃｔｕａｔｏｒ ｔｏ ｎｅｗ ｅｌｅｃｔｒｏ－ｈ）７ｄｒａｕｌｉｃ ｔａｂｌｅ鹪ａ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｅｘｃｉｔｅｒ，ｉｔｓ ｄｒｉｖｅ ｄｅｖｉｃｅ ｈｉｇｈ－ｐｏｗｅｒ ａｎｄ ｌａｒｇｅ ｔｏｒｑｕｅ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｄｒｉｖｅ ｔｈｅ ｓｐｏｏｌ ｒｏｔａｔｉｎｇ ｗｅｒｅ ｍｏｔｏｒ ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅ ｓｐｏｏｌ ｓｈａｆｔｉｎｇ．Ｔｈｅ ｖａｌｖｅ ｐｏｒｔｓ Ｏｎ ａ３ｒｅａ Ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ，复合盐雾试验箱ｔｈｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｓ ｏｆ ｅｘｃｉｔｅｄ ｗａｖｅｆｏｒｍｓ ｓｏｌｖｅｄ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｓｕｂｓｅｃｔｉｏｎ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｂａｓｅｄ ｔｈｅ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｄｅｄｕｃｉｎｇ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ，ｗｏｒｋｉｎｇ ｆｉｅ－ ｗｅｒｅ ｑｕｅｎｅｙ，ｔｈｅ ｖａｌｖｅ’ｓ ａｘｉａｌ ｏｐｅｎｉｎｇ ａｎｄ ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ ｓｐｅｅｄ ｏｆ ｔｈｅ ｄｒａｕｌｉｃ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｆａｔｉｇｕｅ ｉｎｇ ｕｎｔｉｌ ｉｔ ｒｅａｃｈｅｓ ｌａｓｔｉｃ ａｎｄ ａ ｓｐ００１．Ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｒｅｓｕｌｔｓ ｖａｌｉｄａｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏ－ｈｙ? ｔｅｓｔ．Ｔｈｅ ｍｓａｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｏｆ ｔｈｅ ｅｘｃｉｔｅｄ ｗａｖｅｆｏｒｍ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｌｉｎｅａｒｌｙ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｖａｌｖｅ＇ｓ ａｘｉａｌ ｏｐｅｎ－ ｏｆ ｓｐｏｏｌ ｉｓ ｍｃｒｅａｓｅｄ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｌｏａｄ ｍｏｄｅ ｏｃｃｕｒｓ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｖａｌｕｅ ａｎｄ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ ａｓ ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ ｓｐｅｅｄ ｂｅｉｎｇ ｅ－ ｌｏａｄ．Ｗｈｅｎ ｗｏｒｋｉｎｇ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｓ ｈｉｇｈｅｒ．ｔｈｅ ｓａｔｕｒａｔｅｄ ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ ｎｏｔ ａｆｇｕｒｅ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｌｙ ｂｅｃａｕｓｅ ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ｃａｎ ｍｅｅｔｉｎｇ ｔｈｅ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｖａｌｕｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：２Ｄ ｖａｌｖｅ；Ｓｕｂｓｅｃｔｉｏｎ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ；Ｖａｌｖｅ’Ｓ ａｘｉａｌ ｏｐｅｎｉｎｇ；Ｓａｔｕｒａｔｅｄ ｗａｖｅｆｏｒｍ 振动试验是通过模拟试件受载情况，来研究载荷 对加载对象的影响，以对其性能进行分析，所以它是 现代工程技术领域的一项基本试验，广泛应用于结构 动力特性测试、机械设状态监测、复合盐雾试验箱仪器故障诊断以 及重大工程设施强震安全检测等…。振动台作为振动 试验的关键设，其性能的好坏将直接影响振动试验 的效果，其中电液式振动台以其激振力大、承载能力 强的特点较机械式振动台或电磁式振动台具有较大的 优势，因此对其振动参数进行研究，对电液振动台在 振动试验的应用具有一定的理论指导以及工程实际意 义。复合盐雾试验箱 新型电液振动台是以具有双自由度的２Ｄ高频激 振阀旧１（简称２Ｄ阀）作为激振器，阀芯的径向旋转 采用大功率、大扭矩的液压马达来驱动，阀芯的轴向 位移由电机通过偏心轮机构来驱动。对于输出波形的 解析，浙江大学的魏燕定¨。建立了超低频标准振动台 的动力学方程，并求出了其近似解析解；燕山大学的 李宪奎等”１采用分段函数法构造了非正弦振动波形； 在液压系统中，由于流量与压力之间的非线性关
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