基于AMES im的螺纹插装式平衡阀动态特征的仿真分析-论文.pdf

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1、基于AMESim的螺纹插装式平衡阀动态特征的仿真分析苑兆腾郭津津陈盼盼王学同天津理工大学复杂系统控制理论及应用重点实验室天津300384摘要：介绍了螺纹插装式平衡阀的三维结构及其工作原理，利用仿真软件AMESim建立了液压平衡回路的仿真模型。进而针对液压缸负重、平衡阀弹簧刚度及预紧力、控制阻尼孔和阀VI锥角等主要参数对平衡阀及其平衡回路动态特性的影响进行了分析。对动态响应结果进行分析，为螺纹插装式平衡阀的优化设计提供了有力的依据。关键词：螺纹插装式平衡阀；平衡回路；动态特性；AMESim中图分类号：TM743文献标识码：A文

2、章编号：1001—0785(2014)09—0053—05Abstract：Thepaperintroducesthe3Dstructureofthethreadedcartridgebalancevalveanditsworkingprinciple，withthesimulationmodelbuiltforthehydraulicbalancecircuitusingthesimulationsoftwareAMESim．hencetoanalyzetheeffectofmainparameterssuchashydr

3、auliccylinderload，springrigidandpre—tensionofthebalancevalve，andcon—troldampingholeandvalvetapperangleonthedynamiccharacteristicsofthebalancecircuit．Furthermore，thedynamicresponseresultisanalyzed，whichcanprovidepowerfulbasisforoptimizationdesignofthethreadedcartrid

4、gebalancevalve．Keywords：threadedcartridgebalancevalve；balancecircuit；dynamiccharacteristics；AMESimO引言行了详细分析。1螺纹式插装平衡阀的结构及工作原理液压平衡回路在工程机械中应用广泛，平衡阀在回路中具有重要作用。平衡回路有3种工作螺纹插装式平衡阀结构如图1a所示，主要由状态：负载上升、负载静止、负载下行。当负载阀杆、弹簧座、单向阀阀芯、主阀芯、调压弹簧，下行时，负载方向和运动方向相同，负载易出现阀盖、调节螺母组件、调节螺钉、弹

5、簧挡块、复加速，系统会出现不稳定现象。在油管破裂或闭位弹簧等组成。平衡阀上有液压缸口(1)、阀口锁制动失效情况下，都需要平衡阀在回油回路中(2)和控制油口(3)，在平衡回路中分别连接液建立强大的背压，阻止失控负载的运动。负载所压缸、三位四通换向阀和控制油路，平衡阀的职产生的能量可能会使执行机构液压缸加速运动，能符号如图1b所示。当所需流量大于泵所供给的流量时，在液压缸内平衡阀主要可以实现以下3种功能：会产生气穴，使负载失去控制。平衡阀可以阻止1)液压缸上升工况时，油液从阀口(2)流运动机构的超速运动，使液压缸的运动得到控制，

6、向(1)，当油压较小时，可推动刚度很小的复位避免产生气穴，从而提高液压系统的稳定性、可弹簧，进而使单向阀阀芯向下运动，打开阀口，靠性和系统效率。可见液压平衡阀是液压回路中单向阀实现正向流动。可以看出插装平衡阀在液关键的元件，其性能直接影响着整个液压系统的压平衡回路中承担着单向阀的作用，在换向阀处平稳性和安全可靠性。于中间常规位置时，平衡阀可以阻止负载运动。本文利用仿真软件AMESim建立了带有该平2)当液压缸下行时，油液流动分为两个方衡阀的平衡回路的仿真模型，对液压缸负重及其向，其中一个方向流经先导口(3)，并作用于主平衡阀

7、的主要结构参数对系统动态特性的影响进阀芯的环形面积上，由于先导比的作用，先导油’《起重运输机械》2014(9)一53—2数学模型的建立插装式平衡阀性能主要由主阀芯、调压弹簧和控制油口等参数决定，主阀芯在运动过程中受到负载油压、控制口油压、弹簧腔油压等压力作用。液压平衡回路原理和插装平衡阀的连接回路分别如图2、图3所示。(a)1．阀杆2．弹簧座3．单向阀阀芯4．主阀芯5、6、10．调压弹簧7．阀盖8．调节螺母组件9．调节螺钉l0．弹簧挡块11．复位弹簧(a)平衡阀结构(b)平衡阀职能符号图1平衡阀结构及职能符号图图2液压平衡回

8、路可克服调压弹簧力和负载产生的作用力的差值，推动主阀芯向上移动。单向阀阀芯由于复位弹簧的作用，会随着主阀一起向上运动，当单向阀阀运动到上端面阀杆的限位装置时，停止运动，从而打开阀口。压力油的另一个方向实现从液压缸口(1)到阀口(2)的流动。平衡阀阀口开启所需的控制压力=(溢流压力一负载压力