先导腔动压反馈比例溢流阀设计与性能分析

普通比例溢流阀在高压、大流量工作时,其调压偏差大、压力波动大,同时会引起调压弹簧疲劳,产生振动和噪声,降低了使用寿命及可靠性。针对以上问题,基于G型π桥液阻网络原理,设计了一种先导腔动压反馈电液比例溢流阀,提出采用液压刚度(活塞式)替代先导阀弹簧刚度的设计方法,以提升先导阀芯响应速度和整体稳定性。对溢流阀进行了结构设计、原理分析、数学建模及仿真分析,并根据优化后的结构参数进行设计和实验验证。结果表明,该溢流阀高压时调压偏差低,在压力26. 25 MPa时比普通阀降低了72%,最低为0. 53 MPa;动态特性良好,超调最低为0. 94%,阀芯振动减小,工作平稳。将溢流阀用于ZL50G型装载机上,代替原有的动臂油路上溢流阀和背压用电磁溢流阀,分析了空载状态下溢流阀对工作装置动作的影响,仿真分析结果表明,溢流阀压力波动降低了70%,系统工作稳定性得到提高。     

永磁压缩弹簧式溢流阀的设计与试验研究

针对螺旋压缩弹簧在液压元件使用过程中的疲劳断裂、氢脆断裂、腐蚀断裂、松弛、塑性变形、永久变形等失效模式,提出了非接触式永磁压缩弹簧式液压阀的设计理念,对永磁压缩弹簧式溢流阀的基本结构、工作原理、电磁力、刚度特性进行了研究,通过解析法和试验验证法对永磁压缩弹簧进行了设计,充分利用磁场力优于螺旋压缩机械弹簧的特性段,设计出了永磁压缩弹簧式溢流阀,并对设计出的溢流阀进行了试验验证.结果表明,当永磁阀芯与永磁底座之间的间隙为0.4～1.2 mm时,磁场力保持70±5 N基本不变;在溢流阀的阶跃响应试验中,永磁压缩弹簧式溢流阀的压力波动比为11.7%,小于螺旋压缩机械弹簧式溢流阀压力波动比22.8%;在相同技术指标的条件下,永磁压缩弹簧式溢流阀的体积较螺旋压缩弹簧式溢流阀小37.5%.因此,可以充分利用永磁压缩弹簧的优势在液压阀设计方面进行深入研究.     

浅谈溢流阀的工作原理及用途

<正>1溢流阀的结构和工作原理直动式溢流阀是依靠系统中的压力油直接作用在阀芯上与弹簧力等相平衡,以控制阀芯的启闭动作,图1(a)所示是一种低压直动式溢流阀结构图,P是进油口,T是回油口,进口压力油经阀芯3中间的阻尼孔作用在阀芯的底部端面上,当进油压力较小时,阀芯在弹簧2的作用下处于下端位置,将P和T两油口隔开。当油压力升高,在阀芯下端所产生的作用力超过弹簧的压紧力F。此时,阀芯上升,阀口被     

考虑间隙影响的汽车转向机构稳健优化设计

应用具有正态分布的设计参数与噪声因素的稳健设计理论，对汽车转向机构进行了稳健优化设计。以转向过程中转向机构14个位置的运动误差为目标函数，以主销中心距、轴距、转向梯形底角和转向梯形臂长度为设计变量，以各运动副间隙为噪声因素，以最小传动角及最大转角误差等为约束条件，建立了含间隙影响的转向机构稳健优化数学模型。设计结果表明，在运动副存在间隙或间隙变化时，此设计方法能有效保证转向机构的运动精度。     

微波真空膨化浆果脆片工艺优化研究

为了优化微波真空膨化浆果脆片工艺参数,采用中心组合试验设计对影响膨化率的因素水平进行了综合研究,优化膨化工艺参数。以加工量、初始含水率、膨化时间和真空压强为影响因素,以膨化率为响应指标,确定了最佳膨化条件。经实验验证,误差在合理范围内,应用响应面分析法优化浆果微波真空膨化工艺参数是可行的。     

先导式电液比例阀的特性研究

液压阀是控制液流的压力、流量和方向的控制元件。目前在液压领域的流量控制阀主要原理是采用阀芯运动改变节流面积进而改变流量的。基于先导式溢流阀的原理,设计一款先导阀芯与主阀芯同轴配合的液压阀,提出基于CFD仿真的液压阀流量性能控制设计方法,比较主阀芯的结构形式。建立基于先导式电液比例阀结构的数学模型,并利用MATLAB进行建模仿真分析。为验证阀的动、静态流量性能,建立MATLAB模型,确定阀芯的面积—位移特性实现比例流量控制,并在试验台进行试验,验证其静态和动态流量性能。结果显示,采用矩形空心缓冲头阀芯具有良好的小流量比例特性,电液比例阀电压与流量的曲线线性度系数为0.983,流量的动态阶跃效应超调量为7%,调整时间为0.02 s。     

车辆换挡系统调压阀优化设计与试验

针对车辆换挡充油过程中离合器充油压力曲线的实际值与理想值之间存在偏差的问题,建立了包含供油单元、电磁换向阀、调压阀和离合器的换挡系统仿真模型,采用AMESim对充油过程进行仿真分析。以充油压力为优化目标,应用误差积分准则确定优化函数,通过Pareto图得到调压阀中影响充油压力的关键参数为阀口开度、弹簧预紧力和阻尼孔直径。分别采用二次拉格朗日非线性规划算法(Non-linear programming by quadratic Lagrangian,NLPQL)和遗传算法(Genetic algorithms,GA)对上述参数进行优化。对比优化后的仿真充油曲线与理想充油曲线,可知遗传算法为最优算法,并确定了调压阀的最优结构参数。根据控制变量法设计试验方案,结果表明,采用遗传算法优化后,换挡系统的稳定性在一定程度上得到提高,其充油过程更加符合理想充油过程,换挡品质得到改善。     

阀芯运动过程液压锥阀流场的CFD计算与分析

应用CFD方法对阀芯运动状态下流体在锥阀内的流动状态进行了可视化计算和分析研究。参照实际锥阀的结构和参数，用CAD软件Pro／E建立了阀内流道的三维几何模型。应用前处理软件Gambit进行了网格的划分、细化，用自定义函数UDF确定了阀芯运动速度。应用Fluent中动网格技术进行了计算研究，获得了阀芯开启、关闭过程受到的瞬态液动力、流量系数与通过阀流量、阀开口度之间的定量关系。     

压电型电液伺服阀控制参数优

根据伺服阀工作特点、设计及调试的需要,以积分分离PID作为控制算法,优选了伺服阀伺服控制系统的控制参数,构建了数字控制器。通过实验对控制效果进行了验证,分析了控制器控制参数对其性能的影响,给出了选择原则。通过试凑法,当取比例系数为5.3、积分时间常数为0.35、微分时间常数为3.0时,阀芯位移的上升时间小于6ms,得到较好的控制效果。     

压电型电液伺服阀控制参数优化

根据伺服阀工作特点、设计及调试的需要,以积分分离PID作为控制算法,优选了伺服阀伺服控制系统的控制参数,构建了数字控制器.通过实验对控制效果进行了验证,分析了控制器控制参数对其性能的影响,给出了选择原则.通过试凑法,当取比例系数为5.3、积分时间常数为0.35、微分时间常数为3.0时,阀芯位移的上升时间小于6 ms,得到较好的控制效果.     

隔膜计量泵的改良设计与汽蚀性能的提高

针对应用于石油化工装置上的进口隔膜计量泵容易产生的汽蚀问题，对隔膜泵复合隔膜、柱塞密封副、液压平衡与补偿阀结构进行了改良设计，采用较大承载能力的机座、独特阶梯式活塞、加大直径的活塞、PTFE＋NBR复合隔膜，改良放气安全阀及油浸没式补偿系统等方法，提高了隔膜计量泵的汽蚀性能；通过对改造的隔膜计量泵与原有的计量泵进行的汽蚀试验对比，给出了隔膜计量泵性能与现场使用的最佳匹配工况。改良的结构设计和新型材料的选用大大提高了计量泵的汽蚀性能。     

长距离重力输水管路水锤特性及其防护措施

进行水锤特性分析和采取合理的水锤防护措施，对于保证输水工程的安全可靠性和降低管路工程造价具有重要意义。结合工程实例阐述了长距离重力输水工程管路中关阀水锤特征，探讨了多功能井和手动泄压阀的功能原理及有关参数确定方法，建立了多功能井和泄压阀的边界条件数学模型，并对各种工况下的关开阀程序进行了优化计算。通过大量计算分析，结果表明多功能井和泄压阀可以有效地控制管路水锤。     

大型灌溉管网减压阀特性数模分析与试验研究

为了探求大型灌溉管网中适用性更强的减压阀型式,提出了一种新型减压阀结构设计方案,阐述了其结构组成和工作原理.运用Gambit和CFX软件建立了阀瓣在5个开度工况下整体结构的三维模型,对阀体进行了数值模拟,分析得到了阀体的静态特性.探明了不同进口流量条件下,减压阀进出口压差变化规律和阀瓣所受驱动力变化规律,同时分析了阀体及特殊截面的压强和速度分布云图.通过模型试验测得阀瓣开度分别固定在1.0,1.6,2.4 cm时,不同进口流量条件下进出口压差值,结果表明:试验与数模结果偏差在2.8%~7.9%,数值模拟和物理模型试验结果证明结构改进设计方案是合理的.为减压阀阀体结构设计提供了理论指导,并为今后同类产品开发提供了参考依据.     

空气罐与超压泄压阀联合水锤防护特性

提出了一种空气罐与超压泄压阀联合设置的停泵水锤防护方案,并基于瞬变流计算的特征线法建立了空气罐、液控蝶阀、超压泄压阀等边界条件的数学模型,模拟了停泵工况下系统的压力变化过程.结合工程实例,对比分析了空气罐单独防护、空气罐与两阶段关闭泵后液控蝶阀联合防护以及空气罐与超压泄压阀联合防护对停泵水锤的影响.在空气罐体型一定时,对超压泄压阀的启闭规律进行了敏感性分析.计算结果表明,空气罐与两阶段关闭泵后液控蝶阀联合防护方案对输水系统正负水锤防护均不利;而空气罐与超压泄压阀联合防护方案对输水系统正负水锤均有较好的防护效果,与空气罐单独防护方案相比,泵后高压管段最高压应力由1.343 MPa降至1.087 MPa,在满足承压标准1.2 MPa的基础上安全裕度提高了9.4%,空气罐体型也由200 m³缩减至160 m³.超压泄压阀应在5 s内开启至全开度,且开启后持续时间应接近1个相长.     

基于O形密封圈磨损过程的不同工况下溢流阀寿命预测方法

为了对不同工况下的某溢流阀进行寿命预测,通过寿命试验与ANSYS仿真相结合的手段,基于溢流阀内O形圈磨损过程,首先进行溢流阀的寿命试验,通过溢流阀寿命试验得出溢流阀在标准环境下的寿命信息,然后进行O形圈磨损过程的ANSYS仿真,建立仿真模型,模拟O形圈在标准环境下溢流阀中的受力状态和材料属性,得到O形圈所受接触压力小于工作压力时的O形圈失效当量半径,该当量半径与试验所得寿命信息可视为同一点,通过Archard磨损模型计算得到该元件的磨损率,并根据O形圈不同温度下的材料常数在ANSYS仿真模型中测得该工况下的失效半径,计算出这一工况下的寿命信息,通过不同工作压力和工作温度下的多次仿真,利用所得寿命信息,建立了溢流阀在不同工况下的寿命响应面,该方法可以应用到不同工况下的溢流阀寿命预测领域,为不同工况下液压元件寿命预测提供了参考.     

微型自动排气阀的工作机理与排气特性

为研究某微型自动排气阀的工作机理和排气特性,并为性能预测和优化设计提供理论基础,采用CFD计算方法对其内部流动和排气特性进行数值模拟研究并进行试验验证.建立了排气阀完整的CFD分析模型并进行三维流场计算,获得了排气和排油状态下的内部流场结构和相应的截止压力.分析了阀瓣位置、流道尺寸对球体升力和阀门截止压力等参数的影响,比较了CFD计算结果和通用理论公式计算结果.建立了排气阀排气特性的测试装置,对排油和排气工况下的截止压力进行测量.研究结果表明:基于CFD分析的截止压力预测结果与试验结果吻合较好;在油介质条件下,通用理论公式计算结果相对CFD预测结果存在较大误差,在空气介质下,两者吻合较好;阀瓣1/2腔高位置的计算结果较为合适;该类型排气阀在结构等比例放大后可保持截止压力不变;所得计算方法及排气特性分析结果可应用于微型排气阀的设计与优化.     

提高上海50拖拉机液压悬挂系统工作可靠性

分析了上海50拖拉机液压悬挂系统油路存在的问题并提出改进措施。在保证工艺装备不变前提下，在提升油路上串联了手轮控制的液压锁和油缸安全阀。对原机的系统安全阀、控制阀等液压元件在结构上进行改进，以解决长期存在的农具静沉降大并增大迅速、控制阀易卡滞及系统安全阀早期损坏等薄弱环节，提高了液压悬挂系统的工作可靠性和寿命。     

基于Flowmaster的不同阀门开度对供水管网优化

为了进一步提高供水管网的优化性能,利用 Flowmaster仿真软件,给出了管道、闸阀、阀门开度控制器等原件的建模过程,研究了阀门在不同程度下开启度对优化供水管网系统的影响,并建立多组对比模型参数进行仿真且着重分析了在阀门不同开启度下系统中管道阻力系数的变化.首先以流体管路系统为研究对象,对系统整体进行建模,其次对闸阀、管道的阻力损失规律进行优化分析,最后针对不同供水工况分别探究了阀门开启度对管道阻力损失的影响,得出最佳阀门开启度.结果表明,当供水管网系统分别处于大、小流量运行工况时,此时应根据用户实际用水需求量、阀门阻力系数、管道损失系数等方面因素综合调节各阀门开度,从而可以适当降低管网中的水力阻力损失,优化供水管网系统.     

液体粘性调速离合器专用转速调节阀研究

介绍了液体粘性传动(HVD)装置的基本工作原理和结构;分析了造成HVD装置开环转速平稳性不良的主要原因是作为HVD系统转速调节阀的常规比例溢流阀在小流量低压工况下压力调节线性度和压力稳定性不够;研究开发的一种新型HVD转速调节阀,具有优良的压力调节线性度和压力稳定性,能够显著提高HVD装置在开环工况下输出转速的平稳性,满足工业实际需要。