水液压溢流阀的设计及研究

发布时间：2017-05-02 01:01

  本文关键词：水液压溢流阀的设计及研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：水具有含量丰富、环保安全等诸多优点。从而以水介质作为液压系统的中介成为未来发展的一大方向。而溢流阀是在液压系统中不可或缺的原件。可做溢流、安全阀、卸荷阀等使用。而矿物油相异于水的物理以及化学性质。因此对其结构要求和性能影响的液压元件将是不同的。为了长远发展以及社会需求，水液压技术已经进入了新的快速发展阶段。 针对水液压技术，提出研制出一台结构紧凑、重量轻、体积小、高效水压溢流阀。该阀工作最高压力为14MPa。额定流量为10L/min。采用阀座运动的直动式结构，初步拟用纯水作为介质。并论证以上设计的实用性以及科学性。具体如下： 首先比较分析了水介质不同于矿物油的性能，，由于其不同的物理与化学性能，在水液压阀的应用中产生的各种技术难题。如气蚀、振动、磨损、泄漏与密封，以及液动力的问题。然后根据现有直动式溢流阀与先导式溢流阀的结构特点，为了克服水液压的技术难题，分析了二级节流阀口结构以及液动力补偿的方法。 然后根据水液压溢流阀的设计要求，就水液压溢流阀存在的关键技术难题，进行了溢流阀的结构设计以及尺寸确定，如采取了二级节流结构分压，减小气蚀影响；使阀芯固定而使阀座运动，可以补偿一部分液动力，提高溢流阀的响应性能。通过两端受压使弹簧刚度降低，以提高阀座运动的灵敏度。另外由于阀座前后两端作用液压力，以及弹簧刚度减小，因此当在阀座后端接卸荷孔时，只需克服较小弹簧力，就能使阀座有很大开度，实现卸荷功能等。 其次探讨了溢流阀存在的性能指标，包括静态性能指标和动态性能指标。然后简单介绍了Matlab与Simulink软件工具，以软件为基础将数学模型用机器语言的方框图模型进行表达，通过建立的模型进行了溢流阀的静动态特性分析。包括入口容积、两级节流口的密封问题以及阻尼对流场的影响等。并建立了溢流阀的卸荷性能分析模型并得到压力与阀口开启量的仿真结果。进而对溢流阀的结构参数进行设计优化。 最后论述了溢流阀MTBF的试验方案。以加速寿命试验和等效样本法，根据故障树分析，建立试验系统，得到溢流阀的失效样本，通过统计分析学基础最终求得MTBF。
【关键词】：水液压 溢流阀 液动力 设计仿真
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH134
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 1 绪论12-20
• 1.1 水液压技术概述12-13
• 1.2 水液压技术的特点及应用13-16
• 1.2.1 水液压技术的特点13-14
• 1.2.2 水液压技术的应用14-16
• 1.3 国内外研究现状16-19
• 1.3.1 国外研究现状16-17
• 1.3.2 国内现状17-19
• 1.4 课题研究概况19-20
• 1.4.1 课题来源19
• 1.4.2 课题研究内容19-20
• 2 水液压溢流阀的分析和结构确定20-29
• 2.1 水液压传动面临的关键技术难题20-22
• 2.2 溢流阀工作原理和结构形式22-25
• 2.3 溢流阀结构形式分析25-28
• 2.3.1 液动力与阀座运动形式25-26
• 2.3.2 节流口形式26-28
• 2.4 本章小结28-29
• 3 溢流阀的结构设计29-37
• 3.1 溢流阀的设计要求29
• 3.2 溢流阀总体结构及特点29-31
• 3.2.1 结构工作原理29-31
• 3.2.2 结构特点31
• 3.3 主要结构尺寸计算31-35
• 3.3.1 阀体基本结构参数31-34
• 3.3.2 弹簧设计34-35
• 3.4 材料选择35-36
• 3.5 本章小结36-37
• 4 基于 matlab 的溢流阀特性分析37-56
• 4.1 溢流阀的性能指标37-39
• 4.1.1 静态特性37-38
• 4.1.2 动态特性38-39
• 4.2 Matlab 和 Simulink 简介39-40
• 4.2.1 Matlab 简介39-40
• 4.2.2 Simulink 简介40
• 4.3 静态特性分析40-42
• 4.4 动态特性仿真42-50
• 4.4.1 数学模型建立42-44
• 4.4.2 方框图模型建立和仿真分析44-50
• 4.5 溢流阀的卸荷性能分析50-54
• 4.5.1 电磁换向阀的设计50-52
• 4.5.2 电磁溢流阀卸荷性能动态仿真52-54
• 4.6 本章小结54-56
• 5 溢流阀 MTBF 计算试验研究56-62
• 5.1 MTBF 简介56
• 5.2 加速寿命试验和等效样本法56-57
• 5.3 水液压溢流阀故障分析57-58
• 5.4 试验系统研制58-60
• 5.5 MTBF 计算流程60-61
• 5.5.1 数据采集60
• 5.5.2 绘制散点图60-61
• 5.5.3 参数估计61
• 5.5.4 检验模型61
• 5.6 本章小结61-62
• 6 全文总结和工作展望62-63
• 6.1 全文总结62
• 6.2 工作展望62-63
• 参考文献63-67
• 致谢67-68
• 个人简历68-69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘庆和;徐发姶;;双级溢流阀静态、动态特性的理论分析与试验研究[J];机床与液压;1981年02期

2 杨华勇,沙道航,张祺;纯水液压传动的应用与研究新进展[J];机床与液压;1998年04期

3 杨曙东,李壮云;水压传动的发展及其关键基础技术[J];机床与液压;2000年05期

4 弓永军,谢伟,周华,杨华勇;纯水卸荷溢流阀的实验研究[J];机床与液压;2005年09期

5 袁桂锋;赵连春;王传礼;;直动式纯水溢流阀的动态特性仿真[J];机床与液压;2006年06期

6 朱华兴;高性能新型溢流阀的设计研究[J];机床与液压;1995年01期

7 汤志勇，曹秉刚，史维祥;液压控制阀稳态波动力补偿方法的探讨──阀套运动法[J];机床与液压;1995年02期

8 王安敏,李国胜,王子初;溢流阀的过去和未来发展[J];机械工程师;1997年03期

9 贺小峰;何海洋;刘银水;李壮云;王学兵;;先导式水压溢流阀动态特性的仿真[J];机械工程学报;2006年01期

10 朱小明;;我国液压行业技术创新现状与分析[J];流体传动与控制;2011年05期

  本文关键词：水液压溢流阀的设计及研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：339949