直动式水压溢流阀阀口压力特性研究.pdfVIP

学兔兔 第2期 (总第l 53期) 机 械 工 程 与 自动 化 No．2 2009年 4月 MECHANICAL ENGINEERING ＆ AUTOMATION Apr． 文章编号：1672—6413(2009)02—0048—03 直动式水压溢流阀阀口压力特性研究 黄雪峰，刘桓龙，柯 坚 (西南交通大学先进驱动节能技术教育部X-程研究中JL，四川 成都 610031) 摘要：建立了4种直动式水压溢流阀的数学模型．运用MATLAB中的Simulink对阀口进行了仿真分析对比· 研究了阀结构各参数对溢流阀动态性能的影响。 关键词：溢流闯；阀口；压力特性 中图分类号：TH137．52 1 文献标识码：A 0 引言 K广 阀口液动力刚度，K5—2CdZCdCOS~，其中， 纯水作为液压传动介质具有价格低廉、环境友好、 C 为阀口流量系数， 为阀口射流角，训 阻燃性好、清洁无毒、传动效率高等优点，因此成为液 为阀口面积梯度，锥阀叫一~Dsina，滑阀 压技术发展的新方向之一。直动式溢流阀作为水压传 叫一rrD，球阀 一7rD矗0x／R，平板阀rOy： 动的关键元件，因其结构简单，工作可靠，因而在水 7rD，其中，a为锥阀半锥角，h。为球阀球 液压系统中有广泛的应用。溢流阀阀口有多种形式，应 芯偏离高度，尺为球阀的球半径； 用各有特点，常见的有4种阀口形式，本文应用 声——受控腔压力。 MATI AB中的Simulink对其进行建模分析，得出各 参数对各阀口特性的影响。 1 4种阀口的动态数学模型 水压溢流阀常见的阀口结构见图1。为简化分析， 作如下假设：①阀芯自重不计；②运动过程只考虑粘 性阻尼力；③不考虑泄漏。 1．1 阀芯运动微分方程 A，I，c， 阀芯运动微分方程为： (a)锥阀 Ap ：=： d2x+B等十K( + )十Ksxp。…… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … (1) 式中： ——阀芯底端受力面积，rn。，A一7cD ／4，其 中，D为敏感腔直径； P ——敏感腔压力，Pa； m——阀芯质量+1／3弹簧质量，kg； B——粘性阻尼系数，N·s／m，B—t~DL／#， 其中， 为阀芯与阀套的接触长度， 为 (c)球阀 f d)平板阀 水的动力黏度系数， 一1．31×10 m。／ 图1 4种阈1：3结构 S， 为阀体与阀套的间隙； 1．2 溢流阀口流量方程 K——调压弹簧刚度，N／m； 溢流阀VI流量方程为： — — 调压弹簧预压缩