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《基于电磁换向阀换向时的液动力研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第16卷第1期湖南工程学院学报Vo1.16.No.12006年3月JournalofHunanInstituteofEngineeringMar.2006基于电磁换向阀换向时的液动力研究X皮益霞,刘明伟,王先安(湖南工程学院机械工程系,湖南湘潭411101)摘要:通过对电磁换向阀换向工作时稳态和瞬间液动力的理论分析,建立了稳态和瞬间液动力的理论公式,并进行了定性分析,探讨了液动力对系统的影响,并认为液动力是影响换向失灵、烧毁等现象的重要因素.说明设计系统时应考虑液动力,以使系统设计完善.关键词:电磁换向阀;稳态液动力;瞬间液动力+中图分类号:TH1
2、37.521文献标识码:A文章编号:1671-119X(2006)01-0036-03态转到另一稳定状态产生的力.以液体1为研究对0引言象,则作用在液体1左侧的作用力F即流体作用于阀芯右侧面力F右:F=F右.随着液压技术正在向高速、高压、大功率和高精流体作用于阀芯左侧力度与智能化方向发展,电磁换向阀在液压系统中变F左=P1A(1)得越来越重要,并且成为不可缺少的重要组成元件以液体1为研究对象,考虑力平衡有:之一,尤其在高压、高精度和大功率自动化生产线系P1A-F-ρ(β2q2V2cosφ2-β1q1V1cosφ1)=0(2)统中,电磁阀常有换向失灵
3、、烧毁等现象,严重影响式中:q1,q2—流量,φ1,φ2—进油口速度及回油速系统正常运行,因此,研究和分析换向阀换向时产生度与水平线夹角;故障的原因,即液动力影响,以减少或消除非安全因β1,β2———进、回油的动量修正系数;素,意义重大.ρ—体密度;V1,V2—流过截面A的流体进、回油的平均速度;1稳态液动力分析P1,P2—进油压力和回油压力.对式(2),取β1=β2=1,φ2=θ,φ1=0°据文献[1]-[4],要使换向阀阀芯在阀套内运且因为V2mV1故可设V1=0动,操纵力需克服作用在阀芯上的瞬间液动力、稳态∴F=F右=P1A-ρq2V2cos
4、θ液动力、运动部分惯性力、粘性摩擦力和弹性力,其故液体对阀芯作用力即稳态液动力△F=F左中液动力是影响系统正常安全运行的主要原因之-F右一.如图1所示,换向阀阀芯分析稳态液动力计算并即△F=ρ·q2V2cosθ(设向左为正)液体对阀芯作用力即稳态液动力等于△F,方向向左,其方向始终指向阀口关闭方向,它产生原因在于压力差,但不能完全认为它的方向是固定不变的,应根据具体情况分析.由于稳态液动力存在,不利阀的运动,在设计时需考虑.2瞬间液动力分析图1换向阀阀芯对系统的影响,所谓稳态液动力指阀由一种稳定状如图2所示,二位四通阀为例进行分析说明,这X收稿日期
5、:2005-09-08作者简介:皮益霞(1964-),女,硕士,讲师,研究方向:机械原理、机械零件和液压.第1期皮益霞等:电磁换向阀换向时的液动力研究37种阀一般为三台肩结构,有四个主要通油口P、0、间液动力阻止阀芯按原来运动方向运动,取正值,反A、B.常态时,P、B相通,A、0相通,在驱动力作用之取负值,即瞬间液动力分为对阀芯起稳定作用的下使P、A通,B、0通.当阀芯开口量x变化时,通和不稳定作用的两种力.如果阀腔内L长的环状液过它的窗口的流量将发生变化,从而使阀腔内液流流由于加速而作用在阀芯的反作用力与驱动阀芯的速度(即动量)发生变化即产生加速
6、度,这时流速变力相同,则瞬间液动力起不稳定作用,液动力取负化对阀芯产生的反作用力即瞬间液动力其大小Fs:值,反之起稳定作用,液动力为正值.dVdq图2中,阀口3、4起作用,阀口4起正阻尼作Fs=ρ·A·L=ρ·L(4)dtdt用,3起负阻尼作用,如阀口开口量相等,整个阀芯的瞬间液动力相等,由式⑥知整个阀芯瞬间液动力为Fk:1dxFk=ρ(L1-L2)Cd·ω(Ps-PLρdt(L1-L2)Cd·ω·xd(Ps-PL)+(7)1dt(Ps-PL)ρ式中:L1,L2—阀腔内液流的长度.一般认为:只要阀腔长度L1=L2,其液动力为图2二位四通阀零,对式⑥
7、和⑦,第二项认为阀芯开口量很小,一般式中:A—阀芯有效面积;不计.其实,为使换向阀稳定工作,应使L1>L2,但V—阀腔内液流速度;不能完全利用L1-L2来补偿其稳定性,且式⑥、⑦L—阀腔内液流实际长度;第二项必须考虑,不能忽略不计.ρ—液体密度由式⑦可知,瞬间液动力与阀芯运动速度和压q—流过滑阀口流量;力变化成正比.在设计换向阀时往往忽视压力变化t—时间对液动力影响,使得换向阀不能正常工作.事实上,如果不考虑阀腔内油的泄漏和压缩性由节流公液压系统中换向阀工作时压力变化很大,甚至出现式可得流过阀口流量:液压冲击,如取图示2切换后Ⅳ阀腔△B厚液体分2△
8、Pq1=q2=q3=q4=Cd·ω·x·析(如图3).那么在△P作用下△B段液体密度由ρρ变为ρ+△ρ,因阀体壁厚很大,可
