一种射流管伺服阀中磨损对其性能影响的分析方法技术

一种射流管伺服阀中磨损对其性能影响的分析方法，它有五大步骤：一、利用G.Sundarajan塑变模型求得径向间隙处的磨损体积并求出径向间隙的时间函数方程；二、利用冲蚀模求得工作棱边的磨损量并求出棱边圆角的时间函数方程；三、利用冲蚀模求得接收口处的磨损量并求出射流口到接收口的间距的时间函数方程；四、根据流体力学知识及阀口的流动遵循质量、动量守恒方程，求得滑阀流量方程；五、根据喷嘴接受器油液流动示意图和流体力学知识求出射流流体流束作用到两个接收孔上的力，从而，得到射流管伺服阀中的磨损对其性能的影响程度。本发明专利技术构思科学，计算简便，在航空航天射流管伺服阀技术领域里具有实用价值和广阔地应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，具体涉及磨损对射流管伺服阀几何尺寸的影响分析方法和几何尺寸变化对伺服阀性能的影响分析方法，属于航空航天射流管伺服阀

技术介绍
近几十年来，航空航天领域的发展需要有高可靠、抗污染能力强的伺服阀，目前广泛使用的喷挡型伺服阀虽然具有动态性高、响应快等优点，但是由于抗污染能力差，可靠性相对较低，不适合应用在需要高可靠性的航空航天产品中。在航空航天产品中开始采用抗污染能力强、可靠性高的射流管伺服阀。射流管伺服阀在使用过程中，由于油液污染的作用，伺服阀的性能退化机理中，磨损机理起重要的作用。目前，对射流管伺服阀性能的分析，大部分是对伺服阀制造的工艺误差对性能影响的分析；利用CFD、AMESim等仿真软件对伺服阀内部流场进行分析，研究伺服阀的结构参数对流场特性的影响，分析伺服阀的流量特性、压力特性和压力-流量综合特性。通过分析伺服阀内部磨损影响伺服阀的几何尺寸，利用几何尺寸变化分析伺服阀性能的变化的方法没有，所以本专利技术提供了。
技术实现思路
1、目的本专利技术的目的是提供。该方法简便的计算出磨损对伺服阀几何尺寸的影响，进而分析出磨损对伺服阀性能的影响。2、技术方案本专利技术，具体包括(1)射流管伺服阀内部磨损对其几何尺寸的影响的分析方法射流管伺服阀发生磨损的部位主要包括阀芯和阀套径向间隙、滑阀工作棱边圆角和射流管伺服阀的前置级三个部位。射流管伺服阀的阀芯和阀套两个表面在一定厚度的油膜状况下作相对运动，硬质颗粒随着传动介质和零件的运动进入元件运动副间隙引起表面磨损，使间隙扩大。从而较大的颗粒得以进入间隙，加剧表面磨损，使间隙进一步扩大。如此循环，造成磨损的链式反应，直至完全失效。因此，阀芯和阀套之间形成三体磨粒磨损。利用G. Simdarajan的塑变模型F = /{α χ 民 χ χ }计算得到磨损体积V' =2V。式中β是仰角大于临界值的磨粒所占的比例；L是磨程；μ是摩擦系数；e是应变；η是应变强化指数是应力常数；Τ。是开氏温度；C是流变应力的温度系数；A是流变应力的相关参数；e。是表面临界应变。磨损后阀芯和阀套构成一个同心圆柱，假设磨损后的径向间隙为Δ，可求的磨损 体积权利要求1. ，其特征在于该方法具体步骤如下步骤一利用G. Sundarajan塑变模型全文摘要，它有五大步骤一、利用G.Sundarajan塑变模型求得径向间隙处的磨损体积并求出径向间隙的时间函数方程；二、利用冲蚀模求得工作棱边的磨损量并求出棱边圆角的时间函数方程；三、利用冲蚀模求得接收口处的磨损量并求出射流口到接收口的间距的时间函数方程；四、根据流体力学知识及阀口的流动遵循质量、动量守恒方程，求得滑阀流量方程；五、根据喷嘴接受器油液流动示意图和流体力学知识求出射流流体流束作用到两个接收孔上的力，从而，得到射流管伺服阀中的磨损对其性能的影响程度。本专利技术构思科学，计算简便，在航空航天射流管伺服阀
里具有实用价值和广阔地应用前景。文档编号G06F19/00GK102375939SQ20111033938公开日2012年3月14日 申请日期2011年11月1日 优先权日2011年11月1日专利技术者姚金勇, 张坤, 毕煌鑫 申请人:北京航空航天大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种射流管伺服阀中磨损对其性能影响的分析方法，其特征在于：该方法具体步骤如下：步骤一：利用Ｇ．Ｓｕｎｄａｒａｊａｎ塑变模型＊＊＊求得径向间隙处的磨损体积Ｖ，假设径向间隙误差，求出磨损体积＊＊＊根据方程Ｖ′＝２Ｖ求出径向间隙的时间函数方程Δ＝ｆ（ｔ）；式中，β是仰角大于临界值的磨粒所占的比例；Ｌ是磨程；ｅ是应变；ｎ是应变强化指数；Ｓｅ是应力常数；Ｔｃ是开氏温度；Ｃ是流变应力的温度系数；Ａ是流变应力的相关参数；μ是摩擦系数；ｅｃ是表面临界应变；Ｖ′为磨损体积；Ｄ为阀套内直径；ｄ为阀芯直径；ｌ为磨损长度；Δ为径向间隙大小；Δ０初始径向间隙的大小；步骤二：利用冲蚀模型求得工作棱边的磨损量ｍ′＝ＥＡｔ，假设工作棱边圆角，求出磨损体积＊＊＊根据方程ＥＡｔ＝ρＶ″求出棱边圆角的时间函数方程ｒ＝ｆ（ｔ）；式中，Ｅ为磨损率，ｋｇ／（ｍ２·ｓ）；Ｋ为取决于被冲蚀材料的常数；ｍｐ为颗粒的冲蚀速率，ｍ／ｓ；Ａ为被冲蚀材料的面积，介于０和１之间；Ｖｐ为颗粒的冲蚀速率，ｍ／ｓ；α为颗粒的冲蚀角；Ｆ（α）为取决于材料的颗粒冲击角函数；ｎ为为指数常数，大小取决于材料；ｒ为磨损后的圆角半径；Ｒ为阀芯半径；ρ为油液密度；步骤三：利用冲蚀模型求得接收口处的磨损量ｍ′＝ＥＡｔ，假设射流口到接收口的间距，求出磨损体积根据方程ＥＡｔ＝ρＶ″′求出射流口到接收口的间距的时间函数方程ｌｃ＝ｆ（ｔ）；式中，ｌｃ０为喷嘴到接收孔初始距离；ｘ＝ｌｃ－ｌｃ０；ｄｎ为两接收孔半径；步骤四：流管伺服阀的滑阀级工作过程中同时存在工作棱边圆角和径向间隙，根据流体在阀口的流动遵循质量守恒方程和动量守恒方程，求得滑阀流量方程：＊＊＊从而求出滑阀中磨损对流量性能的影响；式中Ｃｄ为流量系数，０．６０－０．７０，对滑阀来说，推荐值为０．６８；Ａ′为节流口过流面积，Ｂ为节流口宽度，对于滑阀来说为方孔等效宽度，Ｂ＝Ｄａｒｃｓｉｎ（ｂ／Ｄ），ｂ为阀套矩形窗口宽度，Ｄ为阀芯直径，Ｓ为滑阀开口量大小；ｐ１为供油压力；ｐ２为回油压力；ｒ为工作棱边圆角，Δ为径向间隙；Ｋ’为流量增益，＊＊＊步骤五：根据喷嘴接受器油液流动示意图，求出射流流体流束作用到两个接收孔上的力式中ρ为油液密度；ｆＲ为接收孔的截面积；ｆｊ１和ｆｊ２为喷嘴和左右接受孔的重叠面积；λ为喷嘴到接收器的距离与喷嘴半径的比值，λ＝ｌｃ／ｒｊ；为喷嘴出口的射流束流型系数，由实验确定；ｖＲ１，ｖＲ１为两接收孔内液流流速，计算中设ｖＲ１≈ｖＲ１；ｖ０１，ｖ０２为两个接收孔内反向流出液流的速度；因此两接收口的压力差为射流管放大器的负载流量的平均值为将ΔＰ和ｑＬＲ以线性化的形式表达之＊＊＊式中ε为喷嘴偏移量；计算可得射流放大器的压力增益其流量增益为式中μｊ为喷嘴流量系数；ＰＳ为供油压力；ｒｊ为喷嘴半径；ｒＲ为接受孔半径；ｆ０为喷嘴偏移量为０时喷嘴和左右接受孔的重叠面积；ｆｊ为喷嘴截面积。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姚金勇，毕煌鑫，张坤，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11