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《一种电液控制阀先导阀的动态设计与仿真》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2007年5月机床与液压May2007第35卷第5期MACHINETOOL&HYDRAULICSVol35No5一种电液控制阀先导阀的动态设计与仿真韩向可,张河新,杨明杰,李建朝(河南科技大学机电学院,河南洛阳471003)摘要:在分析电液控制阀先导阀工作原理的基础上,建立了元件的数学模型,并运用Matlab/Simulink进行动态仿真,为元件的结构优化提供了准确的数学模型和理论依据。关键词:先导阀;液压建模;动态仿真中图分类号:TH137文献标识码:A文章编号:1001-3881(2007)5-133-2TheDynamicalDesig
2、nandSimulationofthePriorityValveofElectrohydraulicValveHANXiangke,ZHANGHexin,YANGMingjie,LIJianchao(HenanUniversityofScienceandTechnology,LuoyangHenan471003,China)Abstract:Themathematicmodelofthepriorityvalveofelectrohydraulicvalvewasbuiltbasedontheanalysisofitsworkingprinciplea
3、nddynamicalsimulationwascarriedoutbyusingMatlab/SimulinksoftwareItprovidesaccuratemathematicmodelandimportantgistforcomponentoptimumdesignKeywords:Priorityvalve;Hydraulicmodeling;Dynamicalsimulation0引言建立非线性数学模型,并进行仿真、分析。采煤支架用电液控制阀是采煤支架电液控制系统2开启过程的数学模型中的核心元件,安全性、可靠性要求很高,采用传统根据
4、实际情况,先导阀的设计方法已经不能满足要求,需要充分考虑其动态开启前上端球阀2常开,B特性。本文以电液控制阀先导阀为例,根据其工作原腔并没有完全充满油液;同理,建立先导阀的非线性数学模型,并进行了动态仿时,先导阀开启时间很短,真和分析。球阀1的流量也很小,所以1电液控制阀先导阀的工作原理在开启过程中可以认为B腔图1所示为电液控压力p2=0,球阀2没有流量制阀先导阀的结构图。通过;可简化为图2所示的图中1、2为两个陶瓷小形式。球,3为阻尼销,4为压21流量方程图2开启过程简化模型缩弹簧,5为弹簧座,6流量Q1流过阻尼销环形缝隙时的压力-流量方为顶针
5、,7为顶杆;P口程:为进油口,向先导阀提3d0h供恒定的压力ps;O口Q1=(ps-p1)(1)12l为回油口,与油箱相连;式中:为偏心环形缝隙修正系数,取=175;d0T口与主阀的液控端口为环形缝隙内径;h为半径方向上的缝隙值;为动相连,控制主阀的开启力粘度系数;l为缝隙长度。和关闭;力F为经杠杆球阀1的压力-流量方程:放大后的电磁推力。先x12导阀在不工作时,球阀Q2=Cddh0(p1-p2)(2)图1先导阀的结构图R!1在弹簧力和下端液压式中:Cd为流量系数;d为球阀孔直径;R为小球半力作用下处于关闭状态,球阀2常开;当电磁铁得电
6、22时产生电磁推力F,经由顶杆7推动小球2向下运径;h0=R-(d/2);!为油液密度;x1为球阀1动,关闭球阀2,同时,顶针6把球阀1顶开,高压位移。油先经过阻尼销3的环形缝隙进入A腔,然后由球同时,考虑到液体的压缩性,A腔的流量连续性阀1流入;当电磁力F撤去时,球阀2在液压力的推方程为:动下重新打开,从而使T口压力p降低,球阀1在弹V1dp1Q2=+Q1(3)簧力和压差的作用下向上运动,关闭球阀1。Edt因此,先导阀的工作过程可分为两个阶段:开启式中:V1为A腔体积;E为液体体积弹性模量;其过程和关闭过程。下面根据各个过程的实际情况分别它符号同上。!
7、134!机床与液压第35卷22运动过程力平衡方程x222Q3=Cddh0p2(11)dxR!F-p1A=M12+k(x01+x1)+Fv-Ft-Fs+F0(4)dt式中:x2为小球2位移量,其余符号同上。其中:F为电磁推力;p1A为球阀下端所受液压力;球阀2出口流量Q3为球阀1流入流量Q2和主阀M1为阀芯当量质量,为顶杆、顶针、两个小球、弹液控端流入流量Q之和,流量连续性方程为:簧座的质量和1/3弹簧质量之和;k为弹簧刚度系Q3=Q2+Q(12)数;x01为弹簧预压缩量;F0为库仑摩擦力,其值很式中p2、Q受主阀动态过程的影响,由于主阀动小可忽略;
8、Fv为阀芯粘性阻尼力态过程比较复杂,本文略;在此仅给出p2、Q随时间dx变化的动
