先导腔动压反馈比例溢流阀设计与性能分析
发布时间：2021-11-12 08:48
普通比例溢流阀在高压、大流量工作时,其调压偏差大、压力波动大,同时会引起调压弹簧疲劳,产生振动和噪声,降低了使用寿命及可靠性。针对以上问题,基于G型π桥液阻网络原理,设计了一种先导腔动压反馈电液比例溢流阀,提出采用液压刚度（活塞式）替代先导阀弹簧刚度的设计方法,以提升先导阀芯响应速度和整体稳定性。对溢流阀进行了结构设计、原理分析、数学建模及仿真分析,并根据优化后的结构参数进行设计和实验验证。结果表明,该溢流阀高压时调压偏差低,在压力26. 25 MPa时比普通阀降低了72%,最低为0. 53 MPa;动态特性良好,超调最低为0. 94%,阀芯振动减小,工作平稳。将溢流阀用于ZL50G型装载机上,代替原有的动臂油路上溢流阀和背压用电磁溢流阀,分析了空载状态下溢流阀对工作装置动作的影响,仿真分析结果表明,溢流阀压力波动降低了70%,系统工作稳定性得到提高。
【文章来源】：农业机械学报. 2020,51(03)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
电液溢流阀结构简图
根据上述先导腔动压反馈溢流阀结构及工作原理，运用AMESim软件对其进行仿真建模，模型如图3所示。其中电液换向阀部分对中弹簧的作用是在电磁铁不通电的情况下使得电液换向阀的阀芯处于中位;主阀沿用传统先导式溢流阀的结构，在主阀芯上增加一个阻尼孔;先导阀的阀芯为活塞式结构。负载系统由液压缸带动外负载提供，以便研究该溢流阀的动态特性。仿真中液压缸设定1 000 N的外负载，泵源输入流量为200 L/min。结合上节数学模型分析，溢流阀性能主要受阻尼孔R1、R2、R3、R4、先导腔面积、主阀芯、先导阀芯半锥角和阀芯直径等影响。实现该电液比例溢流阀调压偏差最低化为设计目标，通过仿真分析确定本文电液溢流阀优化后的结构参数如表1所示。
溢流阀设计平台主要由液压系统部分和计算机辅助测试部分组成。液压测试原理图如图4所示，在被测溢流阀的进油口处安装1个压力传感器和1个流量传感器。实验按照国家标准的压力控制阀实验方法要求进行，溢流阀作为系统的安全阀，最高溢流压力大于被测阀的溢流压力，同样变量泵的流量也需大于被测阀的工作流量，单向阀是防止系统油液经变量泵倒流回油箱，而且能防止系统的压力冲击影响变量泵的正常工作，通过调节节流阀的通流面积改变流经被测阀的流量，测实被测阀的负载特性，压力传感器和流量传感器通过数据采集卡，将数据传输到计算机，进行分析处理，实物图如图5所示。图5 比例溢流阀实验平台
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模糊PID自适应控制的动力卡盘动态扭矩加载研究[J]. 邓剑,潘尚峰. 机床与液压. 2019(03)
[2]溢流阀阀体结构优化中均匀设计试验法的应用[J]. 杨旭,李淑智,冯永保,杨波波. 机床与液压. 2019(03)
[3]配合间隙对溢流阀稳态液动力的影响[J]. 瞿道海,周云山,罗威,刘云峰,傅兵. 中国机械工程. 2018(08)
[4]采用软溢流模糊PID控制器的液压垫压边力控制[J]. 张强,魏建华,时文卓. 浙江大学学报(工学版). 2017(06)
[5]渔船拖网绞车张力自动控制系统设计及试验[J]. 王志勇,汤涛林,徐志强,倪汉华. 农业工程学报. 2017(01)
[6]比例溢流阀式半主动悬挂系统仿真研究[J]. 李忠继,戴焕云,田合强. 中国铁道科学. 2012(03)
[7]Pressure Control of a Large-scale Hydraulic Power Unit Using π Bridge Network[J]. FENG Bin,GONG Guofang,and YANG Huayong The State Key Lab of Fluid Power Transmission and Control,Zhejiang University,Hangzhou 310027,China. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2011(03)
[8]阀口动压反馈低压溢流阀的研究[J]. 刘春生,刘元林. 机床与液压. 2006(11)
[9]电-气比例/伺服技术现状及其发展[J]. 彭太江,杨志刚,阚君武,程光明. 农业机械学报. 2005(06)
本文编号：3490569
【文章来源】：农业机械学报. 2020,51(03)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
电液溢流阀结构简图
根据上述先导腔动压反馈溢流阀结构及工作原理，运用AMESim软件对其进行仿真建模，模型如图3所示。其中电液换向阀部分对中弹簧的作用是在电磁铁不通电的情况下使得电液换向阀的阀芯处于中位;主阀沿用传统先导式溢流阀的结构，在主阀芯上增加一个阻尼孔;先导阀的阀芯为活塞式结构。负载系统由液压缸带动外负载提供，以便研究该溢流阀的动态特性。仿真中液压缸设定1 000 N的外负载，泵源输入流量为200 L/min。结合上节数学模型分析，溢流阀性能主要受阻尼孔R1、R2、R3、R4、先导腔面积、主阀芯、先导阀芯半锥角和阀芯直径等影响。实现该电液比例溢流阀调压偏差最低化为设计目标，通过仿真分析确定本文电液溢流阀优化后的结构参数如表1所示。
溢流阀设计平台主要由液压系统部分和计算机辅助测试部分组成。液压测试原理图如图4所示，在被测溢流阀的进油口处安装1个压力传感器和1个流量传感器。实验按照国家标准的压力控制阀实验方法要求进行，溢流阀作为系统的安全阀，最高溢流压力大于被测阀的溢流压力，同样变量泵的流量也需大于被测阀的工作流量，单向阀是防止系统油液经变量泵倒流回油箱，而且能防止系统的压力冲击影响变量泵的正常工作，通过调节节流阀的通流面积改变流经被测阀的流量，测实被测阀的负载特性，压力传感器和流量传感器通过数据采集卡，将数据传输到计算机，进行分析处理，实物图如图5所示。图5 比例溢流阀实验平台
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模糊PID自适应控制的动力卡盘动态扭矩加载研究[J]. 邓剑,潘尚峰. 机床与液压. 2019(03)
[2]溢流阀阀体结构优化中均匀设计试验法的应用[J]. 杨旭,李淑智,冯永保,杨波波. 机床与液压. 2019(03)
[3]配合间隙对溢流阀稳态液动力的影响[J]. 瞿道海,周云山,罗威,刘云峰,傅兵. 中国机械工程. 2018(08)
[4]采用软溢流模糊PID控制器的液压垫压边力控制[J]. 张强,魏建华,时文卓. 浙江大学学报(工学版). 2017(06)
[5]渔船拖网绞车张力自动控制系统设计及试验[J]. 王志勇,汤涛林,徐志强,倪汉华. 农业工程学报. 2017(01)
[6]比例溢流阀式半主动悬挂系统仿真研究[J]. 李忠继,戴焕云,田合强. 中国铁道科学. 2012(03)
[7]Pressure Control of a Large-scale Hydraulic Power Unit Using π Bridge Network[J]. FENG Bin,GONG Guofang,and YANG Huayong The State Key Lab of Fluid Power Transmission and Control,Zhejiang University,Hangzhou 310027,China. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2011(03)
[8]阀口动压反馈低压溢流阀的研究[J]. 刘春生,刘元林. 机床与液压. 2006(11)
[9]电-气比例/伺服技术现状及其发展[J]. 彭太江,杨志刚,阚君武,程光明. 农业机械学报. 2005(06)
本文编号：3490569
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