无填料永磁传动阀

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1、维普资讯http://www.cqvip.com厂／3r／17(I)，阀门1997年第1期上一十无填永磁传动阀Z二抚啊石油学院王玉良丁『罗牛摘要无填料永磁传动闯是一种新型阀门，它解决了期卅函存在的磨损泄漏问悬·文章叙速了它的特点与应用，介龆其结构与工作原理．对其关键部件——<黛传动嚣，提出用离散变量优化方法进行设计，井蛤出详尽的敷学模型及优化结秉。标准分享网www.bzfxw.com免费下载维普资讯http://www.cqvip.coml997年簟1弼阀门实理最大的传动扭矩。为保证磁传动器传动成功，则必须满足Tc—KT(1)式中～防脱开安全系数，与磁性材料性能的不均匀性、工作

2、温度、向位角的变化和转动惯量等因素有关71～阀门启闭时所需最大力矩，Nm71c一计算扭矩Tc()。H_R，Nm(2)丑，一磁性材料的表面剩磁，GsH一气隙磁场强度，OeS一磁极总面积，cR～内磁块的外半径，cl'p_式(2)实际是校核公式，如已知传动器的几何参数即可计算出传动扭矩。但磁件的几何参数很多，要试凑出合理的磁件参数常规算法十分繁复，用优化方法可一次获得成功优化设计是利用数学规划的方法，借助电子计算机自动寻优的一种现代设计方法。关键要建立准确的数学模型，设计变量、目标函数和约束条件是数图1无填料磁力传动截止阀1．阀盖2．外磁转子3．隔离套4．内磁转于学模型的三要素。5．

3、阀杆螺母6．阀杆7．滑麈8．阀瓣9阀体1．设计变量内外磁体间的气隙工，大小直接影响传动扭矩值，它取决于隔离套厚度，而隔离套厚度由介质压力和材料的许用应力，按压力容器设计标准确定，再适当考虑两侧间隙即可定出工值，工值在优化前做为常量处理。这样设计变量可确定为X一12弛x456(3)一(RHlH2ZL,M3。舢∞式中Hl一内磁块厚度，cmH：一外磁块厚度，cm图2磁传动工作原理z一每排中磁极对数其传动力矩T—z(+)。厶一磁块轴向长度，clll隔离套是一非磁化部件，位于内外磁体之M一磁块排数间，起静密封作用，防止阀内介质泄漏2．目标函数三、磁传动器的设计计算磁性材料价格较贵，传动一

4、定扭矩，不同方案耗用材料差异很大，设计中要求磁性材料质磁传动器设计目的在于以最优的几何尺寸量的极小化。磁性材料的质量为标准分享网www.bzfxw.com免费下载维普资讯http://www.cqvip.com阀门1997年第1期W=，r1一(1一2))5z6P1的设计是属于有6个设计变量、10个不等式约+[(zl+Lf+如)束的整型或离散变量的优化问题·计算程序由一(zl+工f)。]z5z6P：(4)3部分组成(图3)。式中一内磁体密度，g／cm一外磁体密度，g／cm为改善目标函数形态，采用尺度变换策略加快收敛速度，提高计算的稳定性，使单位扭矩约柬非觇性{昆台离散变量用磁性材

5、料为最小傲为目标函数，即优化通用程序M)0Drain，(X)一／?1c(5)l3．约束条件用户自编数学攥疆子程序安装空间要求，外磁体外径小于D、长度小亚Jn陋FI~ET(X．F)SUBROt．rIINECONST(X．G)于L，根据螺母外径与内转子轮毂尺寸要求内磁体内径大于d，可得以下3个约束条件n图3计算程序总体结构}匡图G(1)一rI+如+L，一等≤0(6)实例：设计一无填料磁力截止阀，公称压G(2)一z5z6一工≤0(7)力PⅣ=4．0MPa，通径DN一100mm，工作温G(3)=d一0I—z2)≤0(8)度<300"C。给出不同初始点XO与上下限XU、传动扭矩约束XL，

6、输出的4种优化方案见表。G(4)一KT—Tc≤0(9)表DNIO0、PN4．0截止阎的磁路参数优化解磁块轴向长度考虑制造工艺，限制尺寸范方——碧略优化优化目标围为b≤zs≤b。，弧度不能过大，每周至少6案R2(mm)(mm)h2(mm)zL(mm)M(kg)块，可得3个约束条件l7477l81675．5027695181865．23G(5)一5一b2≤0(1O)37376I6I5853447367161775，41G(6)一61一zs≤0．(11)G(7)一6一z4≤0(12)t方案2为最优解．另外强度要求磁块厚度最小为5mm、排数四、结论取正值，可得3个约束条件G(8)=一≤

7、0n3)1．无壤料永磁传动阀是一种先进的阀门，G(9)一O．5一≤0(14)比其他形式阀门更加安全可靠。G(1O)一O．5一z3≤0(15)2．文中实例计算结果可为工程设计采用，于是数学模型综合为箕设计方法通用于其他类型各种规格阀门。x一[I2⋯⋯6]3．开发这一新型阀门将会取得明显的经济~'nin，(X)=W／Tc与社会效益。．7’．G。(X)≤0(“=1，2，⋯lO)参考文献4．计算程序与实例1王玉良．封闭型传动综述．机触科学与技术·1990(2)考虑制造工艺要求，R、H、日、厶几何尺2