分析气动先导式电磁阀的自激振动

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1、学兔兔www.xuetutu.com第46卷第1期机械工程学报VO1．46NO．12010年1月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGJan．2010DoI：1O．3901／JME．2010．O1．115气动先导式电磁阀的自激振动叶奇防严诗杰陈江平陈芝久(上海交通大学机械与动力工程学院上海200240)摘要：电磁阀自激振动将造成气动系统工作不稳定，同时也是系统的主要噪声源之一。为了获得电磁阀在不同工作条件下白激振动特性，对气动先导式电磁阀自激振动进行数值与试验研究。建立电磁阀阀芯振动

2、与流体流动相耦合的动力学模型，模型得到试验验证。获得不同工作压力、工作流量时电磁阀工作状态，讨论电磁阀结构参数对自激振动的影响。结果表明，当工作压力、工作流量较小时，系统平衡点不稳定，电磁阀在经受任意微小扰动时就将产生“软自激振动”。随着工作压力、工作流量的增加，电磁阀将依次出现软自激振动、硬自激振动、稳定工作三种状态。增加电磁阀阀口直径巩、降低阀口直径、弹簧预压缩量和阀芯半锥角苷提高电磁阀的抗扰动能力，扩大电磁阀的稳定工作范围。关键词：动力学模型自激振动电磁阎中图分类号：TB123Self-excite

3、dVibrationinaPneumaticPil0t-0peratedSolenoidValveYEQifangYANShijieCHENJiangpingCHENZhijiu(SchoolofMechanicalEngineering，ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai200240)Abstract：Self-excitedvibrationinsolenoidvalveisoneofthenoisesourcesanditwillcauseunstablework

4、ingofpneumaticsystem．Inordertostudyself-excitedvibrationinsolenoidvalveunderdifferentworkingconditions，thevibrationisstudiednumericallyandexperimentally．Adynamicmodelcouplingvibrationofsolenoidvalvewithfluidflowinvalveisdeveloped．Themodelisvalidatedbyexpe

5、rimentalresults．Workingstateofthesystem，effectsofstructuralparametersarediscussed．Areviewofthenumericalresultsobtainedindicatesthatforlowworkingpressureandsmallworkingflowrate，theequilibriumpointofthesystemisunstable，“softself-excitedvibration”Occursdueto

6、infinitesimaldisturbances．Thesolenoidvalveundergoessoftself-excitedvibration，hardself-excitedvibration，withtheincreaseofsupplypressureorsupplyflowrateleadingtostableworking．Increaseinanddecreasein以，Z0，口willimproveanti—disturbancecapacityandenlargest~lewor

7、kingregionofthesolenoidvalve．Keywords：DynamicmodelSelf-excitedvibrationSolenoidvalve真方法进行研究u引。DASGUPTA等[1-2]采用键合0前言图方法对减压阀的动态响应进行了研究，获得了阀体结构参数对响应时间的影响。WATTONlJ建立了单级减压阀的传递函数，并分析了工作压力等参数电磁阀作为气动控制元件在动力系统中有广泛对阀件动力学特性的影响。DAVIESll建立了两级减的应用。然而在特定的工作条件下，电磁阀会出现压阀单

8、体的线性模型，研究了阀芯在不同工作条件工作不稳定现象，具体表现为：阀门频繁开启敲击下的振动特性。HAYASHI等【6】在对阀芯结构及阀前阀座，阀芯在阀内产生自激振动，造成阀前后管路管路大量简化的基础上，针对不可压缩流体系统建内流体速度压力波动L1J，整个系统不能正常工作，立了先导式减压阀非线性动力学模型，研究了不同严重时会造成设备的损坏。因此，对电磁阀在不同进口压力时阀芯振动特性。HAYASHI等提出，当工作条件下的自激振动研