液压先导锥阀开启特性仿真分析.pdfVIP

学兔兔 第6期 (总第151期) 机 械 工 程 与 自动 化 NO．6 2008年12月 MECHANICAL ENGINEERING AUTOMATION Dec． 文章编号：1672—6413(2008)06—0015—03 液压先导锥阀开启特性的仿真分析 陈伦军，董炳坤，张 际，李洪涛 (贵州大学 机械工程学院，贵州 贵阳 550003) 摘要：液压先导锥阀是液压驱动系统的最基本控制部件，其开启特性的优劣直接影响系统的品质。在对先导锥 阀的结构及工作原理分析的基础上．建立了其等效单自由度振动模型，并借助MATLAB仿真出在不同参数下 锥阀芯开口程度随时间的变化规律曲线。通过对曲线的比较，从中得出针对不同的功能要求设计锥阀的依据。 关键词：先导锥阀；开启特性；振动；MATLAB 中图分类号：THl37．52 文献标识码：A O 引言 在振动问题中，整个液压装置或某个液压组件均 在液压系统中，各类阀是使系统能满足设计使用 可等效成具有一定质量、弹性和阻尼的振动系统，通 功能的基本液压单元，阀的良好性能是液压系统满足 常简化为单自由度简谐激振力作用下的强迫振动系 正常工作的必要前提。锥阀 是许多阀类的重要组成 统，锥阀的单自由度振动模型见图2。该振动系统的运 部分，多数阀类的工作最小单元就是锥阀，而开启特 动微分方程为： 性是所有阀类的重要指标。由于阀的工作状况决定了 z+2 z+ ：z—F／m 。 阀的加工精度要求较高，各个零件之间的加工尺寸的 式中：主，主， ——分别为系统加速度、速度、位移； 累积误差使得阀的特性显得极为敏感，不利于阀特性 ，72——系统质量； 的控制，只有合理运用和设计锥阀的芯部，才可以使 F——自振的作用力； 阀的特性达到使用要求，并能降低加工成本和获得较 1 好的通配性。 — — 阻尼比． 一+c／~／是 ，其中c为 锥阀的开启程度L2 ]不仅与油液压力、流量有关， 阻尼系数， 为弹簧刚度； 也和锥阀芯的外形有关，它主要的表现是开启程度与 — — 无阻尼固有频率，O)n一~／矗／ 。 压力的变化相关。当我们把锥阀作为先导控制单元时， 希望开启范围(当阀开启时压力到压力达到最大值)越 小越好，此类锥阀常采用高刚度弹性支撑和小角度锥 面设计，较小的开度意味着过阀流量的极小变化，这 样使得压力波动对过先导锥阀的次级压力和流量产生 较小的影响，从而使先导阀对受控单元进行稳定的预 先控制，避免了阀自振和受控单元的摆动。 本文在对锥阀的结构及工作原理分析的基础上， 建立 了其等效单 自由度振动模型，并借助 MATLAB[4．s]强大的仿真功能，得出在不同参数下锥 阀芯开口程度随时间的变化曲线，针对不同的功能要 求，确定合理的弹簧刚度、锥阀阀芯角度和合适的阻 1一阀芯；2--阀体；3--调压弹簧；4m调压手轮 尼系数。 图1 锥阀结构图 1 锥阀的结构 系统的特征方程为： 锥阀的结构见图1。 +2