2D电液高速开关阀是采用具有双运动自由度阀芯的两级高速开关阀,该阀利用旋转电磁铁和拨杆拨叉机构驱动阀芯作旋转运动,实现导阀功能,由油液压力差推动阀芯作轴向移动,实现阀口的高速开启与关闭。为提高阀的动态特性,旋转电磁铁转子设计成3个52°叶片环形均布结构形式,拨杆拨叉对旋转电磁铁的输出转矩放大5倍。为测试2D高速开关阀的动态特性,设计了双摆轮和旋转电磁铁驱动2D高速开关阀两种实验方案。在建立数学模型和制作样机的基础上,对其动态特性进行了数字仿真和实验研究,仿真与实验研究结果吻合,2D高速开关阀的液压伺服螺旋机构具有很高的频响,当用旋转电磁铁驱动时,在28 MPa工作压力下,阀芯轴向行程为0.8 mm,开启时间约为18 ms,6 mm通径阀流量高达60 L/min。

针对传统2-D数字阀用电-机械转换器转动惯量大、动态响应低的不足,研制了一种空心杯转子结构的低惯量旋转电磁铁。通过磁路解析讨论了电磁铁结构和运行参数对输出力矩的影响;基于Ansoft/Maxwell 3-D平台对其矩角特性进行了有限元模拟。试验结果和仿真结果基本一致,该低惯量旋转电磁铁具有较大的静力矩,其矩角特性近似于正弦波形,可用作高频2-D数字阀的电-机械转换器。

研制了一种新型空心杯转子结构的低惯量旋转电磁铁。首先建立了旋转电磁铁的数学模型,仿真分析了其频率响应和阶跃响应,其仿真频宽约为230Hz/-3dB和240Hz/-90°,上升时间约为4.3ms。为了验证理论分析的正确性,搭建了旋转电磁铁的试验平台对其进行了研究。研究结果表明,该旋转电磁铁具有良好的动态性能,其试验频宽达到220Hz/-3dB和220Hz/-90°,上升时间约为5.6ms。试验结果和仿真结果基本一致,表明该旋转电磁铁适合用作高频2D数字阀的电-机械转换器。

旋转电磁铁的输出特性极大程度上影响着二维电液换向阀的动态特性。提出一种新的湿式旋转电磁铁以改善二维电液换向阀用旋转电磁铁的输出特性。在介绍新型湿式旋转电磁铁的结构及工作原理的基础上,基于电磁学及动力学方程推导该电磁铁数学模型,并通过仿真分析不同的安匝数以及不同形态的工作间隙对于新型湿式旋转电磁铁输出特性的影响。最后,测试了新型湿式旋转电磁铁样机的性能,试验结果与仿真结果基本一致,证明了所提出电磁铁具有良好的输出特性。

阐述了脉冲控制机械反馈式步进液压马达的工作原理、构成、技术指标、技术关键与工程应用情况。

新型2D液压阀上的旋转电磁铁出现了输出扭矩偏小,合格率较低的情况。该文针对此问题对扭矩偏小的具体原因进行了分析,是由于旋转电磁铁中软磁合金零件真空热处理后进行的机械加工工序导致零件磁性能降低造成的,并针对此问题对旋转电磁铁的加工工艺路线进行了优化,优化后的工艺路线不仅解决电磁铁扭矩合格率低的问题,提高加工效率,降低加工成本,同时有效地提高2D液压阀的可靠性。

针对传统2-D数字阀用电-机械转换器转动惯量大、动态响应低的不足研制了一种空心杯转子结构的低惯量旋转电磁铁。通过磁路解析讨论了电磁铁结构和运行参数对输出力矩的影响;基于Ansoft/Maxwell 3-D平台对其矩角特性进行了有限元模拟。试验结果和仿真结果基本一致该低惯量旋转电磁铁具有较大的静力矩其矩角特性近似于正弦波形可用作高频2-D数字阀的电-机械转换器。