基于FluidSim可調(diào)節(jié)流閥性能的研究

楊旭 楊曉華

摘 要： 針對節(jié)流閥閥口面積大小的調(diào)節(jié)對液壓缸運(yùn)動速度的控制，研究其他參數(shù)對液壓缸運(yùn)動速度的影響。利用液壓仿真軟件FluidSim3.6，通過不同外力、壓力和流量分別作用對節(jié)流閥控制液壓缸的運(yùn)動速度進(jìn)行測驗。結(jié)果表明，外力和壓力的作用下，節(jié)流閥的開口率小于70%，隨外部力和壓力的增加液壓缸運(yùn)動的速度曲線率越陡峭，節(jié)流閥的開口率大于70%，液壓缸的速度是一個定值。當(dāng)流量恒定，節(jié)流閥開口度比小于70%時，液壓缸的運(yùn)動速度平緩上升；節(jié)流閥開口度比大于70%時，隨著流量的增加，液壓缸的速度加快。

關(guān)鍵詞： FluidSim； 節(jié)流閥； 開口比例； 性能

中圖分類號： TH 137 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號： 1671-2153（2018）02-0085-03

0 引 言

在液壓傳動中，流量控制是靠改變控制口大小來改變執(zhí)行元件運(yùn)動速度。本文以負(fù)載為輸入、無桿腔為輸出建立數(shù)學(xué)模型，修正液壓元件額定壓力選擇公式[1]。以實例為說明節(jié)流調(diào)速的效果[2]。節(jié)流閥結(jié)構(gòu)、性能及應(yīng)用分析表明速度與負(fù)載關(guān)系特性呈軟性調(diào)速[3]。對節(jié)流閥進(jìn)油調(diào)速回路速度負(fù)載特性進(jìn)行了研究，指出適用條件[4]。對節(jié)流閥性能的深入研究有助于更深入了解其他的外因?qū)λ俣鹊挠绊?。本研究對?jié)流閥閥口大小的調(diào)整要求和使用場合提供一定參考，具有一定的實際意義。

1 實 驗

1.1 條件

本文主要從外作用力、壓力和流量3個方面與節(jié)流閥開口大小設(shè)置對液壓缸運(yùn)動速度的影響進(jìn)行研究。

（1） 作用力和節(jié)流閥口對速度的影響。已知液壓泵的工作壓力為P1=10 MPa，流量為q1=2 L/min，液壓缸最大行程200 mm，液壓缸活塞面積A1=2.01 cm2，活塞環(huán)面積A2=1.23 cm2，在回油腔上安裝一個被壓溢流閥壓力P2=0.5 MPa，流量為q2=1 L/min。

（2） 壓力和節(jié)流閥口對速度的影響。已知流量為q1=1 L/min，F(xiàn)=0 N，液壓缸最大行程200 mm，液壓缸活塞面積A1=2.01 cm2，活塞環(huán)面積A2=1.23 cm2，回路中直接回油箱。

（3） 流量和節(jié)流閥口對速度的影響。已知液壓泵的工作壓力為P1=10 MPa，F(xiàn)=0 N，液壓缸最大行程200 mm，液壓缸活塞面積A1=2.01 cm2，活塞環(huán)面積A2=1.23 cm2，回路中直接回油箱。

1.2 方 法

運(yùn)用液壓仿真軟件FluidSim3.6進(jìn)行測試。不同外作用力、壓力和流量作用下，改變節(jié)流閥閥口比例大小，記錄相關(guān)液壓缸運(yùn)動速度參數(shù)，對參數(shù)進(jìn)行分析。實驗參數(shù)如表1所示。

2 結(jié)果與討論

2.1 作用力與節(jié)流閥開口對液壓缸運(yùn)動的影響

圖1為進(jìn)油口節(jié)流調(diào)速回路。圖1中，當(dāng)1YT得電時，3YT不得電，調(diào)整節(jié)流閥的開口比例就可以達(dá)到控制液壓缸運(yùn)動的速度；當(dāng)2YT和3YT同時得電時，液壓缸就退回，因此作用力F=0 N。

圖2為5種外作用力作用下對缸運(yùn)動速度的影響；表2為改變節(jié)流閥開口大?。?0%～100%）測試液壓缸運(yùn)動速度。仿真結(jié)果表明，在不同外作用力下，當(dāng)節(jié)流閥開口小于70%時，液壓缸運(yùn)動速度成一定線性緩慢上升；節(jié)流閥開口大于70%，液壓缸運(yùn)動速度是一恒定值。

2.2 壓力與節(jié)流閥開口對液壓缸運(yùn)動的影響

圖3為5種不同壓力作用下對液壓缸運(yùn)動速度的影響；表3為5種壓力與節(jié)流口不同比例液壓缸運(yùn)動的速度。仿真結(jié)果表明：在一定壓力下，當(dāng)節(jié)流閥開口小于70%時，液壓缸運(yùn)動速度成一定線性緩慢上升；節(jié)流閥開口大于70%，液壓缸運(yùn)動速度是一恒定值。

2.3 流量與節(jié)流閥開口對液壓缸運(yùn)動的影響

圖4為5種不同流量作用下對液壓缸運(yùn)動速度的影響；表4為5種不同流量與節(jié)流口不同比例液壓缸運(yùn)動的速度。仿真結(jié)果表明：在不同流量下，當(dāng)節(jié)流閥開口比例在10%～70%時，液壓缸運(yùn)動速度是一樣；節(jié)流閥開口比例大于70%時，液壓缸運(yùn)動速度變化越大。

3 結(jié) 論

本研究基于液壓仿真軟件FluidSim3.6測試了節(jié)流閥口大小對液壓缸運(yùn)動速度的影響。在不同外力、壓力作用下閥口小于70%時，隨外力或壓力增大其速度曲線越陡，當(dāng)開口率大于70%時，其運(yùn)動速度是一恒定值，與作用力、壓力和流量大小無關(guān)。在不同流量作用下節(jié)流閥閥口小于70%時，其液壓缸的運(yùn)動速度曲線平緩；當(dāng)閥口大于70%時，液壓缸運(yùn)動速度曲線變化較大。

實驗證明節(jié)流閥閥口對流量的影響，維持較小流量是節(jié)流閥的一個重要性能，該值越小表明節(jié)流閥穩(wěn)定性越好。節(jié)流閥調(diào)速有一定范圍，所以適合于小范圍調(diào)速。此研究對今后在液壓傳動中節(jié)流閥的使用具有一定的參考價值。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李志紅，陳繼文. 基于節(jié)流閥的進(jìn)口節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)特性研究[J]. 廣西工學(xué)院學(xué)報.2010，21（2）：86-90.

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[4] 李碩，邵丹軍. 用節(jié)流閥和調(diào)速閥的進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路速度-負(fù)載特性研究[J]. 液壓氣動與密封，2010（11）：13-15.

[5] 黃慧. 節(jié)流閥式節(jié)流調(diào)速回路研究[J]. 中國科技信息，2012（22）：103-103.