基于amesim的压力-流量复合阀静特性研究

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1、第1期(总第158期)机械工程与自动化No．12010年2月MECHANICALENGINEERING＆AUTOMAT10NFeb．文章编号：1672—6413(2010)01—0084—03基于AMESim的压力一流量复合阀静特性研究王飞(内蒙古工业大学机械学院，内蒙古呼和浩特010051)摘要：介绍了一种压力一流量复合阎，它应用压差式溢流阀稳定主阀工作状态，采用可变阻尼器与固定阻尼器串联而成的半桥式结构控制负载流量和压力。通过AMESim建模、仿真，结果表明，该闻的流量、压力控制特性良好，结构简单，其压力、流

2、量与阎芯位移线性相关性较好。关键词：AMESim；压力一流量复合阀；静特性中图分类号：TP137．52文献标识码：A0引言P的目的。根据负载大小情况的不同，该阀分别工作卷纸机卷纸过程是依靠液压系统控制次级臂使母于流量、压力控制状态。卷与卷纸缸之间产生线压力，这个卷纸过程属于压力控制；当卷纸结束时，液压系统控制次级臂使母卷快速运行到终端位置，而后快速回位进行下一个卷纸，这个过程属于流量控制。在引进的卷纸机中，液压控制系统采用了电液伺服阀，由于伺服控制阀的特点和价，格问题导致卷纸机价格不菲。基于此，选择数字式压力一流

3、量复合阀和电液换向阀组成控制系统代替伺服控制系统就显得很有意义。然而，压力一流量复合阀的特性却成为关键问题。本文选择了一种数字式压力一流量复合阀，采用AMESim软件对其进行建模和仿真，研究其是否具有良好的压力和流量控制特性，是否满足卷纸机控制的要求。为了简化问题，研究中没有考虑阀的电一机转换装置，直接对阀主体进行建模和仿真。l一阀体；2一流量阀芯；3～定差溢流阀1直动式压力一流量阀图1直动式压力～流量阀的阀体结构示意图压力一流量复合阀是由定差式溢流阀与滑阀式流量阀复合而成，如图l所示。定差式溢流阀的压差值由弹簧

4、预压缩量调定，保证进油口P与工作口A的压差稳定为常值。该阀的P口与液压泵连接，A口与执行元件(液压缸)连接；T口是溢流阀的溢流口，与油箱连接。其中A、P口之间通过阀体上的固定阻尼器DT连通，A、T口之间由阀芯上的可变阻尼器D连通，D、D之间组成串联半桥，直动式压力一流量阀的液压原理图见图2。P口压力值为P，，通过D的流量为q，通过D的流量为q，右侧阀口打开时所通过的流图2直动式压力一流量阀的液压原理图量为q，通过流量阀口的流量为q。直动式压力一流由短孔流量公式可知通过固定阻尼器的流量q。量阀通过阀芯的位移达到调节

5、负载腔流量q和压力为：收稿日期：2009—05—04；修回日期：2009—09—04作者简介：王飞(1983～)，男．山西平陆人，在读硕士研究生，主要从事卷纸机压紧力控制研究。2010年第1期王飞：基于AMESim的压力一流量复合阀静特性研究·85·／9移从0mm～6Into时的压力控制曲线如图4所示。q1=CdA'I·／、／d,a(户P一户^)。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1)其中：为孔口流量系数；lD为液压油密度；，为固定阻尼器D的通流截面积。由细长孔流量公式可知通过可变阻尼器的流量q。为：nd4pz．q2一——⋯⋯⋯⋯

6、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯g2一—128—~l。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(2Z)其中：d为可变阻尼器D。的水力直径；为摩擦系数z为可变阻尼器D的作用长度。高负载情况下，该阀处于压力控制状态，执行元件运动速度接近于0，负载流量口也接近为0，由于g1=q2+叽≈g2，得到：128~CaAT(pe-pL)办一——．，⋯⋯⋯⋯⋯f、pI’‘⋯窖4^为／常巾数，’在LL压上止力／J控工幽JlJ：J’状、态心下I，阀芯向左移动，可变阻尼器D。的作用长度变长，负VariableFrierionSpool载压力升高，且压力变化与阀芯位

7、移线性相关。低负载情况下，该阀处于流量控制状态，此时负图3压力控制仿真方案载流量q．为：钆：CeA√(户p-P)+c√一rrd4pL——⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯—128—／d。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(L4)J其中：A为右侧阀口打开的通流截面积。在流量控制状态下，阀芯向左移动，左侧可变阻尼器D。关闭，右侧阀口打开，负载流量升高，且流量变化与右侧阀口打开通流截面积线性相关。2特性仿真为了对该直动式压力一流量阀的压力、流量控制特性有更加准确、直观的认识，采用AMESim对于该图4位移为01Tim～6m

8、m时的压力控制曲线阀压力控制和流量控制过程分别进行建模、仿真，并由图4可以看出，滑阀式流量阀阀芯位移为对仿真所得的压力、流量特性曲线进行特性分析，总0mm～6mm时，压力控制曲线具有极高的线性度。而结符合实际工程应用的使用方式。当位移超过6．8mm时，可变阻尼器开口长度过小，负仿真过程中，阀芯由右向左移动。初始位置时，可变载腔压力迅速升高，严重影响压力控制曲线线性度。阻尼