比例多路阀主阀芯结构设计和性能探究

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1、比例多路阀主阀芯结构设计和性能探究　　摘要：比例多路换向阀，主要用于工程机械控制系统到执行机构去的流量，已达到控制执行机构的速度，输入不同的电流有对应的流量输出，而且每路比例方向控制阀均带有独立的压力补偿装置，因此流量调节与负载无关（即负载跟踪），输出口带安全压力保护。本文以18通径液压阀为例，介绍比例多路换向阀的主阀芯结构设计与性能方面的研究。根据提供的多路阀液压性能参数，对阀体进行设计。包括几何尺寸的确定，受力计算和性能计算。关键词：比例;多路阀;压力补偿;流量调节;负载跟踪;主阀芯中图分类号：TB482.2文献标识码：A换向阀

2、的计算包括几何尺寸的确定、受力计算、性能计算和强度计算，计算是围绕设计要求而进行的。几何尺寸确定时除应满足有关设计要求外，要尽量在保证强度的条件下，减小阀的外形尺寸；受力计算主要是通过对各种作用力的计算保证换向阀的动作可靠；性能计算是对设计要求中提出的性能指标进行验算，以保证设计要求。一几何尺寸的确定（1）进、出油口直径5根据式（cm）（1）式中——公称流量，=80；——进、出油口直径处油液流速，一般可取=6（m/sec）。所以，1.69，取d=1.8（cm）=18（mm）。（2）阀芯台肩大直径和小直径根据式（2）取=2.0（cm）

3、=20（mm）根据式（3）（mm）取（mm）（3）滑阀阀口最大开口量根据式（4）取（mm）二受力计算（1）阀芯运动阻力、、、对于恒定速度和恒定温度的平均条件，阀芯运动阻力（也称粘滞阻尼力）可用下面近似关系式表达（kgf）（5）式中—阀芯台肩大直径（cm）；—阀芯与阀体孔接触长度（cm）；—阀芯运动速度（cm/sec）；—油液动力粘度（）；5—阀芯与阀体孔的单边配合间隙（cm）。取L=2（cm），，阀芯与阀体孔的单边配合间隙下限。则====（kgf）（2）稳态液动力、、、当阀芯对中打开阀口时（取），（式6），取：上稠30-1号液压油，

4、在油温50、油压为380（）时，（）;;则当阀芯换向打开阀口时（），M型滑阀机能有两个阀口处得稳态液动力不利于阀芯换向，故（3）液压卡紧阻力、根据式（7），取摩擦系数；液压卡紧系数。则三性能计算（1）压力损失根据式（8）可计算油液流过换向阀的压力损失，当油液为或流动时式中为进出口管道的水力直径，对管道即为管道内径，按公称流量，选取=1.8（cm）。为计算沿程压力损失的管道长度，根据有关试验标准的规定，压力表到进出油口的距离为，现取为管道内的油液平均流速5为进出口管道内油液流动时的沿程摩擦阻力系数，可这样确定：雷诺数，，所以管道内油液

5、流动状态为层流到稳流的过渡区，可从《液压阀设计与计算》图1-12中查得。为滑阀阀口局部阻力系数，可取=5。为滑阀阀口局部压力损失的计算流速，即阀口处平均流速（cm/sec）将上述值代入压力损失计算公式得当油液由流动时式中为阀体铸造回油流道的水力直径，，是铸造流道截面积（），是铸造流道湿周（=6cm）,所以为铸造流道内的油液流速，为铸造流道长度，=12（cm）。为铸造流道内油液流动时的沿程摩擦阻力系数，可这样确定：雷诺数，，所以管道内油液流动状态为层流到稳流的过渡区，可从《液压阀设计与计算》图1-12中查得。将上述值代入式得。（2）内

6、泄漏量根据式（9）参考文献5[1]宋鸿尧，丁忠尧.液压阀设计与计算.北京：机械工业出版社，2007.[2]章宏甲.液压与气压传动.北京：机械工业出版社，2005.[3]张利平.液压阀原理、使用与维护.北京：化学工业出版社，2005.[4]成大先.机械设计手册.北京：化学工业出版社.[5]路甬祥.流体传动与控制技术的历史进展与展望，机械工程学报．2001(10)：1[6]马忠．液压阀的选型与替代，液压与气动，1995（4）[7]R.Kimpel.ProportionalValveCircdits’;PiovideExactingMet

7、cringCapabilities,Hydraulics&Pnumatics,1992(10)[8]陈启松主编．液压传动与控制手册，上海：上海科学技术出版社，2006.5