高压容腔卸压曲线及卸压阀研究

发布时间：2017-03-20 08:01

  本文关键词：高压容腔卸压曲线及卸压阀研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：大型液压机工作压力很高,在运行的某些阶段,系统内会保持很高的油压。在保压阶段时,主工作缸和部分液压管路组成的高压容腔内的油液因压缩会达到最高压力、积聚相当大的液压能。保压阶段结束后,需要先释放出高压容腔内被压缩的油液才能进行快速回程阶段,此油液释放过程称为卸压过程。为了保证液压机运行时的稳定性和快速性,必须对卸压过程进行合理控制。卸压速度过快会形成巨大的液压冲击、引起系统振动,影响液压机的稳定性;卸压速度过慢则会延长设备运行周期、降低生产效率,影响液压机的快速性。因此,为了兼顾液压机对稳定性和快速性的需求,必须对卸压规律和方式进行深入全面的研究。本文首先对液压机常用的卸压回路进行了分析,大多卸压回路都是通过延长卸压时间来保证卸压过程的稳定性,没有兼顾快速性的需求;电液比例阀的应用可对卸压过程进行有效控制,但目前对卸压规律的研究不够深入,使得其开启曲线很难确定,同时该阀的成本较高、使用环境苛刻。现有卸压方式都不尽完美,只有从卸压冲击产生的机理着手研究,才能得出更合理的卸压规律来指导卸压过程。通过对卸压冲击机理的分析,指出卸压冲击产生的根本原因是油液释放过程中动量的突变和无规律变化。通过公式推导和计算,得出不引起冲击的最大动量变化率,并提出了一种使卸压过程中油液动量按最大动量变化率匀速增加的卸压规律。选取了某型号的液压机,按此卸压规律对其卸压过程进行具体的计算,得出卸压过程中容腔压力、阀芯开口面积、油液流量、时间等参数之间的变化规律。在卸压过程中使阀芯开口面积按计算的规律随容腔压力变化,即可使卸压过程快速且平稳的进行。基于对卸压规律的研究和计算,设计了一种新型的专用卸压阀。该阀采用轴向缝隙可变节流口,通过容腔剩余压力直接控制阀芯的动作来实时改变节流口面积,使得卸压过程能按计算的卸压规律快速平稳进行,实现快速无冲击卸压。该阀较电液比例阀有结构简单、成本低廉、开启曲线容易确定、对使用环境要求低等特点,适用性更强。同时设计了应用此卸压阀卸压的回路,并介绍了其组成和工作原理。通过AMESim软件组建了新型专用卸压阀的模型,搭建卸压回路进行了仿真分析,整个卸压过程能快速平稳的进行,压力变化时卸压阀阀芯也能快速响应;并比较分析了仿真曲线与理论曲线,验证了卸压规律的合理性和卸压阀设计的可行性。此外,对按此规律卸压时影响卸压时间的相关因素进行了分析,并就如何缩短卸压时间提出了一定的建议。
【关键词】：卸压规律 最大动量变化率 快速无冲击卸压 卸压阀 AMESim
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG315.4;TH137
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 选题背景、研究目的及意义11-12
• 1.1.1 选题背景11-12
• 1.1.2 研究目的12
• 1.1.3 研究意义12
• 1.2 液压机概述12-15
• 1.2.1 液压机的组成和工作原理12-13
• 1.2.2 液压机的特点和分类13-14
• 1.2.3 液压机的发展概况14-15
• 1.3 大型液压机卸压冲击研究综述15-18
• 1.3.1 液压冲击及其分类15
• 1.3.2 液压冲击产生的原因及防止措施15-16
• 1.3.3 大型液压机卸压研究现状16-18
• 1.4 本课题主要研究内容18-21
• 第二章 液压机卸压回路分析和卸压冲击机理研究21-31
• 2.1 引言21-22
• 2.2 液压机常用卸压回路及特点分析22-26
• 2.2.1 固定节流孔卸压回路22-23
• 2.2.2 顺序阀控制的卸压回路23
• 2.2.3 单向节流阀卸压回路23-24
• 2.2.4 大通径电液比例节流阀卸压回路24-26
• 2.3 液压机卸压冲击机理的研究26-29
• 2.3.1 卸压方式不当引起的液压冲击机理分析26
• 2.3.2 气穴现象引起的卸压冲击机理分析26-27
• 2.3.3 谐振现象引起的卸压冲击机理分析27-29
• 2.4 本章小结29-31
• 第三章 高压容腔快速无冲击卸压规律研究31-43
• 3.1 引言31
• 3.2 早期关于卸压规律的研究31-33
• 3.3 基于油液最大动量变化率的卸压曲线研究33-42
• 3.3.1 最大动量变化率33-34
• 3.3.2 高压容腔卸压过程油液动量匀速变化规律34-36
• 3.3.3 理想卸压曲线的计算36-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第四章 新型快速无冲击卸压阀的设计43-53
• 4.1 引言43
• 4.2 负载敏感技术43
• 4.3 卸压回路的设计43-44
• 4.4 专用卸压阀的设计44-51
• 4.4.1 工况设定45
• 4.4.2 液控单向阀设计45-47
• 4.4.3 卸压节流阀的具体设计47-51
• 4.5 卸压阀工作原理介绍51-52
• 4.6 本章小结52-53
• 第五章 卸压系统仿真分析和卸压时间影响因素研究53-65
• 5.1 引言53
• 5.2 AMESim软件介绍53
• 5.3 AMESim仿真步骤53-54
• 5.4 卸压系统AMESim仿真研究54-61
• 5.4.1 AMESim模型的建立54-58
• 5.4.2 仿真分析58-61
• 5.5 影响高压容腔卸压速度的因素分析61-64
• 5.5.1 容腔压力对卸压时间的影响61-62
• 5.5.2 容腔体积对卸压时间的影响62-63
• 5.5.3 油液参数对卸压时间的影响63-64
• 5.5.4 卸压时间影响因素总结64
• 5.6 本章小结64-65
• 第六章 总结与展望65-67
• 6.1 总结65-66
• 6.2 展望66-67
• 参考文献67-71
• 致谢71-73
• 攻读学位期间发表学术论文目录73

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本文编号：257401