双臂独立对称加载的弹性组件综合刚度测量方法的研究

作     者：陈建 

作者单位：哈尔滨工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王广林

授予年度：2021年

学科分类：08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 

主      题：弹性组件 综合刚度 双臂独立加载 双位移测量 

摘      要：电液伺服阀中弹性组件的刚度参数直接影响到伺服阀的控制性能。弹性组件由弹性元件弹簧管和反馈杆以及刚性元件挡板和衔铁组成,也被称为衔铁组件。现有弹性组件综合刚度测量装置是在反馈杆球头自由夹紧和衔铁两臂纯力偶加载下进行测量,但是由于传动间隙和传动摩擦的存在,使得测量精度较低,未能实用化。本文将改进弹性组件综合刚度的测量方法,提高测量系统的精度和效率,并适应多型号弹性组件的综合刚度测量要求。首先,本文提出了弹性组件有效综合刚度和测量综合刚度两种定义。基于力矩马达的受力状态推导了组件有效综合刚度的理论公式。根据衔铁变形分析,明确了弹性组件测量综合刚度与有效综合刚度的关系。通过仿真分析了反馈杆球头非自由夹紧和衔铁两臂非纯力偶加载对组件综合刚度测量的影响,确定了双臂独立对称加载的综合刚度测量方法。其次,本文对弹性组件的加载机构和定位夹紧机构进行了结构设计;选用平行梁式力传感器和差动电感式位移传感器对组件两臂的载荷和位移进行测量,完成了二次仪表电路的调试;并利用Labview软件进行输出信号的采集和综合刚度的计算。最后,搭建了新的综合刚度测量系统,通过传感器的标定保证两臂测量的对称性;进行了综合刚度测量的影响因素试验,确定了测量规范;并对两个不同型号组件进行综合刚度测量试验,评估了测量系统的性能;然后,通过衔铁变形试验验证了弹性组件测量综合刚度与有效综合刚度的关系。