负载敏感平衡阀的研究

发布时间：2020-06-08 10:16

【摘要】： 液压平衡阀是平衡回路中的关键元件，在现代工程机械特别是起重运输机械中应用广泛。其性能的好坏直接影响整机的性能，如果设计的不合理，将使设备的作业受到限制，同时给整机的稳定性、动臂及机架的刚性带来不良影响。传统的平衡阀存在着许多缺点，如低频抖动，控制压力偏高，工作平稳性差以及系统功率损失严重等，特别是其调定背压是固定不变的，当负载产生的压力比平衡阀调定的压力高(大负载)的时候，系统的低频抖动不能完全消除，当负载产生的压力比平衡阀调定的压力低(小负载)时，存在控制压力过高，功率损耗大的问题。针对这些缺陷，本文提出了一种新型的负载敏感平衡阀。 本文中负载敏感平衡阀是在总结传统平衡阀设计经验，分析平衡阀最新发展成果的基础上设计出的一种新型的平衡阀。该平衡阀应用了负载敏感原理，将油缸下腔压力信号反馈到阀内，使阀芯的开口大小随负载变化，，从而根本上解决目前平衡阀存在背压不能随负载动态变化的问题。 本文对负载敏感平衡阀的原理进行了深入阐述，对其结构进行了全面设计，特别是对该阀的关键零部件进行了详细的计算。通过对阀口的设计计算，对平衡弹簧的设计计算，提出采用双弹簧以适应非线性阀口的不同区段的负载，从而极大地改善了该阀的调节性能及控制性能。设计中将给出不同弹簧作用下阀芯位移与节流阀芯开口量的函数关系图线以及节流口实际面积与理论面积的对比图。 采用Matlab／Simulink软件对该平衡阀进行了动静态仿真分析。仿真结果表明，输入为阶跃负载信号和阶跃流量信号时，系统均在1s左右达到稳态，与其它平衡阀产品(如文献轻载1.5s，重载2.1s)相比有明显提高。 本文最后结合该阀的特点设计出了一套完整的试验方案。 本文的创新点在于提出了一种全新原理的平衡阀(该阀已申请发明专利，申请号：200610102007.X)，并对该阀进行了比较全面的分析。
【图文】：

奢奢 奢...1尸 lll科科 }}}}HHH又又 图1一1单向顺序阀平衡回路图l一2液控顺序阀平街回路图1一3液控单向阀平衡回路Fig.1一 1ThebalaneedloopFig.1一 2ThebalaneedloopFig.1一 3Thebalaneedloop ofonewayseaueneevalveofse口 ueneevalveofnon一 returnvalvec)采用液控单向阀的平衡回路图1一3所示的是用液控单向阀组成的平衡回路。由于液控单向阀是锥面密封，泄漏小，故其闭锁性能好。回油路上的单向节流阀用于保证活塞向下运动时的平稳性。假如回油路上没有节流阀，活塞下行时，液控单向阀将被控制油路打开，回油腔无背压，活塞会加速下降，使液压缸上腔供油不足，液控单向阀会因控制油路失压而关闭。但关闭后控制油路又建立起压力，又将液控单向阀打开，致使液控单向阀时开时闭，活塞下行时很不平稳，产生振动或冲击。1.2.1.2基本液压平衡回路中存在的问题上述液压平衡回路广泛存在于各种液压产品中，但是，由于其原理上的缺陷，在使用中都不可避免的存在一些问题

太原理工大学硕士研究生学位论文图1一4为具有安全阀功能的直动式平衡阀，图示为外控方式(也可作为内控方式)。外控油口通过下盖中阻尼孔作用在阀芯柱塞上，达到阀的设定压力时，阀芯才开启，阀下腔油液经C口至P口，负载下行。 lllll {{{{{黝 黝盆 盆盆欺先:爹2一丁丁1一阻尼孔2一阀座3一阀芯4一调压弹簧5一单向阀图1一4具有安全阀功能的平衡阀fig.1一 4Thebalaneedvalvewiththefunetionofsafetyvalve阀芯为锥阀结构，泄漏量很小，活塞能够被锁定在停止位置上，所以这种阀也称为锁定阀。阀座的面积比阀芯的端面积稍大些，即做成差动式，当C口压力超过一定值时，阀芯可自动开启，起过载保护作用，所以这种阀还具有安全阀的功能，安全阀的设定压力可调。该阀的原理与图1一2中1相同
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH137.52

【引证文献】

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本文编号：2702929