基于20-Sim的电磁球阀的动态性能研究

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1、2014年10月机床与液压0ct．2014第42卷第19期MACHINET00L&HYDRAULICSVo1．42No．19DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．19．012基于20一Sim的电磁球阀的动态性能研究魏中良，廉自生，宋时莉(太原理工大学机械工程学院，山西太原030024)摘要：分析电磁球阀的工作原理，建立相应的功率键合图，并利用20．Sim软件进行建模分析，得出电磁球阀的动态性能曲线以及结构参数对其性能的影响。结果表明：设计的电磁球阀的响应时间快、超调量小、工作范围大，最大流量达12L／min；平衡回路上的阻尼孔

2、的尺寸、阀芯行程及弹簧刚度分别对电磁铁推力大小、阀的出口流量、阀的使用寿命影响较大。关键词：电磁球阀；功率键合图；20一Sim仿真；动态性能中图分类号：TD355+．3文献标识码：A文章编号：1001—3881(2014)19—046—4StudyofDynamicPerformanceofSolenoidBallValveBasedon20．SimWEIZhongliang，LIANZisheng，SONGShili(DepartmentofMechanicalEngineering，TaiyuanUniversityofTechnology，Taiyu

3、anShanxi030024，China)Abstract：Theworkingprincipleofsolenoidballvalvewasanalyzedtoestablishthecorrespondingpowerbondgraph．Dynamicperformancecurvesandthestructuralparametersaffectedaboutthesolenoidballvalvewereachievedbyusingthe20·Simsoftwareformodelinganalysis．Theresultsshowthatthe

4、designedsolenoidballvalvehasfastresponsetime，smallovershootandlargeworkingrange，andthemaximumoutputflowrateis12L／min．Inaddition，thesizeoftheorificeinthebalancingloop，thespoolstrokeandthespringstiffnesshavegreatimpactonthesolenoidpushingforce，theoutletflowandthelifeofthevalverespec

5、tively．Keywords：Solenoidballvalve；Powerbondgraph；20-Simsimulation；Dynamicperformance0前言图。目前，电液控制系统广泛使用于液压支架系统中。在电液控制系统中，由电磁先导阀控制的电液阀组是核心控制元件，而电磁先导阀阀芯部件的性能，直接决定相应的主阀的动作，从而影响着液压支架工作的响应速度与可靠性。电磁换向阀的阀芯结构有滑阀和球阀两种，球阀结构的电磁换向阀又称为电磁球阀。小流量的电磁球阀一般用作先导阀来控制主油路上的主阀，而大流量的电磁球阀可直接用于控制主油路的通断⋯。对于大吨位

6、的液压支架来说，先导阀流10987654321量越大，主阀动作就越迅速，液压支架响应也更快，l一顶杆卜平衡套卜回液阀套4一常开陶瓷球5一顶针这对提升整个采煤系统的工作效率具有重大的意义。6一中间阀套7一常闭陶瓷球8一弹簧座9一弹簧lO一阀体llm进液阔套l卜阻尼销目前，矿井下用作先导阀的常用的电磁球阀的流量是图1电磁球阀阀芯的结构1．6L／min，其值比较小，大流量的电磁球阀在国内外也无成熟产品，因此，研究电磁先导阀的动态特其工作原理是：右端电磁铁得电产生的电磁铁推性，对设计出一款实用的大流量的电磁先导换向阀具力作用于阀芯运动部件(1，2，4，5，7，8)

7、上，有重大意义。本文作者通过搭建电磁球阀的功率键合阀芯运动部件克服阻力向左运动，使4与6形成的常图，并用20-Sim软件对其阀芯的相关参数进行仿真开阀口逐渐关闭，6与7形成的常闭阀口逐渐开启，分析，研究其动态性能。从而使工作口A口与回油口T口断开，进油口P口1电磁先导阀的工作原理·与工作口A口连通，电磁先导阀开启，高压油通向图1为设计的一款大尺寸的电磁球阀阀芯的结构工作端；同理，当电磁铁失电时，在弹簧的弹力的作收稿日期：2013—08—26基金项目：十二五山西省重大科技专项项目(20111101025)作者简介：魏中良(1989一)，男，硕士研究生，研究方

8、向为机电液一体化。E—mail：weizh15271@126．co