离心调节器装置转速补偿系统仿真分析方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及离心调节器装置转速补偿系统仿真分析方法，包括：一、在CATIA软件环境下建立各零件模型，装配后转化为中性文件格式，导入到ADAMS软件中；二、对在实际运动过程中没有相对运动的零件进行布尔运算合并，简化仿真模型，添加各零件的材料属性；三、根据实际材料配置各零件质量，通过添加约束限定部件运动的自由度，添加运动驱动模拟离心调节器装置的机械运动过程；四、设置仿真参数，仿真计算后进入ADAMS软件中的Postprocess模块，得到仿真模拟下转速与阀芯位移的特性曲线；五、得到理论计算下转速与阀芯位移的特性曲线与仿真模拟下的特性曲线作比较和分析。本发明专利技术通过对离心调节器装置仿真建模，有利于实现对恒速传动装置修理的指导。

【技术实现步骤摘要】
离心调节器装置转速补偿系统仿真分析方法
本专利技术涉及离心调节器仿真方法
，具体的说是离心调节器装置转速补偿系统仿真分析方法。
技术介绍
恒速传动装置是飞机电源系统内一个重要的部件，用于将发动机输出的变化转速转变为恒定的转速。恒速传动装置长时间工作后，零件运动产生磨损、疲劳、变形等现象，造成转速补偿系统性能偏差，修理过程中需要纠正零件磨损老化产生的误差，使系统回归正常工装状态，但是，由于恒速传动装置结构复杂，影响系统正常工作的因素多，难以实现对恒速传动装置的故障排查、寻找故障原因，从而不利于修理。而离心调节器装置作为恒速传动装置的主要组成部件，其能够感受恒速传动装置实际输出转速并向液压机提供纠正偏差的控制压力信号，液压机接受产品输入转速和来自调节器的控制压力信号，向差动齿轮系提供补偿转速。因此，对离心调节器装置的结构和运动进行分析，对恒速传动装置具有重要的指导意义。
技术实现思路
为了避免和解决上述技术问题，本专利技术提出了离心调节器装置转速补偿系统仿真分析方法。本专利技术所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：离心调节器装置转速补偿系统仿真分析方法，包括以下步骤：步骤一：在CATIA软件环境下建立各零件模型，装配后转化为中性文件格式，导入到ADAMS软件中；步骤二：对在实际运动过程中没有相对运动的零件进行布尔运算合并，简化仿真模型，并添加各零件的材料属性；步骤三：根据实际材料配置各零件质量，通过添加约束限定部件运动的自由度，然后添加运动驱动模拟离心调节器装置的机械运动过程；步骤四：设置仿真参数离心块旋转时间和仿真步数，仿真计算后进入ADAMS软件中的Postprocess模块，得到仿真模拟下转速与阀芯位移的特性曲线。步骤五：根据离心调节器装置的技术标准和设计图纸，得到理论计算下转速与阀芯位移的特性曲线与仿真模拟下的特性曲线作比较和分析。进一步的，所述各零件模型包括涡轮、调节块、调节杆、调速弹簧、离心块、离心块座、旋转阀套、阀套、阀芯。进一步的，所述约束包括阀芯与轴承的固定副、旋转阀套与阀芯的滑动副、阀套与旋转阀套的转动副、轴承与离心块座的转动副、离心块与离心块座的固定副。进一步的，所述步骤三中还需添加虚拟副以还原真实的运动过程，对阀芯的位移主要靠弹簧的变形量来反映，故在固定弹簧的两个面的中心点分别创建两个Marker点，在两个Marker点间添加弹簧副。进一步的，所述运动驱动采用ADAMS提供的阶跃函数STEP来完成。进一步的，所述仿真参数离心块旋转时间设定为10s、仿真步数设定为100。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过对离心调节器装置仿真建模，得出不同转速与阀芯位移的变化关系，并能够有效验证仿真模拟结果的可靠性，有利于实现对恒速传动装置修理的指导，方便恒速传动装置中的故障排查和寻找故障点，提高经济效益。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1为本专利技术的结构组成框图；图2为本专利技术中离心调节器装置的结构组成示意图；图3为本专利技术中仿真模拟下阀芯位移与转速关系曲线图；图4为本专利技术中转速与阀芯位移仿真模拟结果与理论计算的对比图。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本专利技术进一步阐述。如图1至图4所示，离心调节器装置转速补偿系统仿真分析方法，包括以下步骤：步骤一：首先采用CATIA软件根据二维图纸建立离心调节器装置中各零件的三维模型，其主要部件的模型包括涡轮1、调节块2、调节杆3、调速弹簧8、离心块4、离心块座5、旋转阀套6、阀芯9、阀套7，创建正确的三维模型后，需将其保存为“x_t”格式的中性文件后，再导入ADAMS软件中；步骤二：完成ADAMS软件导入后，对各个零件进行重命名，对没有实际运动中没有相对运动的零件(如轴承内圈/轴承外圈及滚珠)进行布尔合并处理，使模型得到简化，完成合并以后，需要构件的名字进行修改，并添加材料属性，更改构件颜色；步骤三：对模型简化后，需要在ADAMS软件，根据实际材料配置各零件质量，如离心块4质量10g，离心块座5质量为6g，并通过添加约束来限定部件运动的自由度，从而达到模拟部件间真实的相对运动关系。其中ADAMS中有相当丰富的功能可提供如转动副、移动副、球副等约束副来限制构件的相对运动，模拟真实的运动工况；根据对离心调节器装置运动过程原理及结构分析，所述约束包括阀芯9与轴承的固定副、旋转阀套6与阀芯9的滑动副、阀套7与旋转阀套6的转动副、轴承与离心块座5的转动副、离心块4与离心块座5的固定副，具体见表1所示；表1离心调节器装置各个部件间约束关系构件1构件2约束类型壳体大地固定副阀芯轴承固定副旋转阀套阀芯滑动副阀套旋转阀套转动副轴承离心块座转动副离心块离心块座固定副此外，还需要结构添加虚拟副，以更加真实还原整个运动过程，针对离心器调节装置，阀芯9的位移主要靠弹簧的变形量来反映，故首先在固定弹簧实物的两个面的中心点分别创建两个Marker点：Marker124和Marker125。在Marker124和Marker125间添加弹簧副，并设定弹簧副的属性。在完成运动副的添加后，需要对离心调节装置的驱动进行添加，由于离心调节器是通过恒速传动装置输出轴提供转速，并带动旋转阀套6转动，因此这里通过在阀套7与旋转阀套6的转动副上添加转动驱动。这里离心块4的运动驱动采用ADAMS提供的阶跃函数STEP来完成立柱的驱动，STEP函数的格式为STEP(A，x0，h0，x1，h1)。其中A以时间(time)作为自变量较常见，该函数是表示从x0(自变量的初始值)时的h0值(函数初始值)，跳跃到x1(自变量的最终值)时的h1(函数最终值)值，也就是通常说讲的阶跃函数。步骤四：设置完其上参数，前处理就已经基本结束，可以对整个模型进行仿真计算；仿真参数设置如下：仿真时间为离心块4旋转时间为10s，仿真步数为100。对离心器调节系统装置的动力学模型进行仿真测试，观察各部件之间的运动情况；完成仿真计算后，进入ADAMS中的Postprocess模块进行后处理，计算不同转速下，阀芯9的位移情况，得出相关的特性曲线。步骤五：根据离心调节器装置的技术标准和设计图纸，得出理论计算下转速与阀芯9位移的特性曲线与仿真模拟下的特性曲线作比较和分析。当设置转速在2400r/min-3600r/min区间范围内，离心块4在不同转速下与阀芯9之间的位移关系特性曲线如图3所示。由图3的特性曲线可得出：在转速达到2850r/min之前，阀芯9基本不产生位移，这主要是因为在产品结构中调速弹簧8本身就存在一定压缩量，只有当转速产生的离心力大于弹簧的预紧力时，调速弹簧8才会继续被压缩，进而阀芯9产生相应位移。此外，随着转速不断增加，离心力不断增大，弹簧压缩量也随之增大，阀芯9位移也呈现不断增长的趋势，并最终在3600r/min转速附近下停止。这主要是因为离心块4外的壳体10起到了限位作用，限制了离心块4转速的任意增加，并在超出一定转速后离心块4会与壳体10产生干涉，运动无法继续进行，由此可知，模拟结果与实际实验情况也十分相符。图4为理论计算结果与模拟结果对比，从图4中可以看出，两曲线的增长趋势及位移的变化基本一致，均在转速达到2850r/min之前，阀芯9基本不产生位移，并在3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.离心调节器装置转速补偿系统仿真分析方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：在CATIA软件环境下建立各零件模型，装配后转化为中性文件格式，导入到ADAMS软件中；步骤二：对在实际运动过程中没有相对运动的零件进行布尔运算合并，简化仿真模型，并添加各零件的材料属性；步骤三：根据实际材料配置各零件质量，通过添加约束限定部件运动的自由度，然后添加运动驱动模拟离心调节器装置的机械运动过程；步骤四：设置仿真参数离心块旋转时间和仿真步数，仿真计算后进入ADAMS软件中的Postprocess模块，得到仿真模拟下转速与阀芯位移的特性曲线。步骤五：根据离心调节器装置的技术标准和设计图纸，得到理论计算下转速与阀芯位移的特性曲线与仿真模拟下的特性曲线作比较和分析。

【技术特征摘要】
1.离心调节器装置转速补偿系统仿真分析方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：在CATIA软件环境下建立各零件模型，装配后转化为中性文件格式，导入到ADAMS软件中；步骤二：对在实际运动过程中没有相对运动的零件进行布尔运算合并，简化仿真模型，并添加各零件的材料属性；步骤三：根据实际材料配置各零件质量，通过添加约束限定部件运动的自由度，然后添加运动驱动模拟离心调节器装置的机械运动过程；步骤四：设置仿真参数离心块旋转时间和仿真步数，仿真计算后进入ADAMS软件中的Postprocess模块，得到仿真模拟下转速与阀芯位移的特性曲线。步骤五：根据离心调节器装置的技术标准和设计图纸，得到理论计算下转速与阀芯位移的特性曲线与仿真模拟下的特性曲线作比较和分析。2.根据权利要求1所述的离心调节器装置转速补偿系统仿真分析方法，其特征在于：所述各零件模型包括涡轮、调节块、调节杆、调速...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡沛军，钱福平，王悦，罗雁，彭杰，
申请(专利权)人：芜湖天航装备技术有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34