振动环境下直动式溢流阀的防压力波动可靠性分析

液压装备工作环境复杂,其中不乏存在振动、冲击等不利因素,这些因素与不确定性因素耦合极易引起溢流阀调定不当从而造成液压装备失效。针对此问题,考虑不确定性因素的影响,提出了一种直动式溢流阀防压力波动可靠性分析模型。通过适当简化建立了溢流阀在振动环境下的数学模型,并以调定压力波动幅值是否超过国标规定值为判别条件,构建了溢流阀压力波动失效的功能函数。考虑到功能函数为强非线性隐式,将MATLAB/Simulink仿真与主动学习Kriging模型相结合建立溢流阀防压力波动可靠性分析方法,并得到了振动环境下溢流阀压力波动失效概率。所得结果不仅为溢流阀的可靠性评估和设计优化提供了新的指导,还对发展液压相关元件可靠性技术具有一定的学术价值。

液压振动试验台直动式溢流阀异常泄露分析及优化

针对振动试验台测试时产生的振动影响直动式溢流阀异常泄露问题,通过建立振动环境下阀芯开口量数学模型,并结合MATLAB及控制变量法,分析振动与元件结构参数对泄漏量的影响规律。在研究各影响因素的基础上,以最小泄漏量为目标函数,基于遗传算法对溢流阀异常泄露影响因素进行优化,从而得到稳定性较高的试验台。优化结果显示:在满足各因素变化范围内经优化后,振动频率、振幅、质量分别下降35.25%、30.7%、18.75%;溢流阀弹簧刚度、粘性阻尼系数分别提升28.59%、30.85%,可使得异常泄漏量减少96.98%;所得结果为振动试验台设计及溢流阀结构优化提供重要参考理论依据。

先导式电液比例溢流阀静态特性仿真与试验

先导式电液比例溢流阀是用来控制系统中油液压力的压力控制阀,可根据工况要求以电信号控制电磁力从而实现对液压系统的压力控制,由先导阀、主阀和手调安全阀组成。由于控制阀口通流状态较为复杂,采用流量经验公式和传统的液动力公式难以准确计算阀口通流量和阀芯所受液动力,数学模型计算结果与试验存在较大差异。为了较为准确地获得溢流阀的静态特性,采用Fluent软件分别对主阀和先导阀进行流场仿真计算,获得不同阀口开度和压差下的阀芯受力和阀口通流量。利用插值方式得到阀芯受力和阀口通流量的插值模型,据此求解静态数学模型,得到溢流阀静态特性曲线。结果表明,采用插值模型求解所得静态特性曲线与试验曲线的吻合度更高。

复合磁-电弹簧直动式溢流阀设计与性能分析

为了解决传统机械弹簧因塑性变形、断裂等造成溢流阀工作性能劣化的问题,设计一种复合磁-电弹簧结构应用于直动式溢流阀调压弹簧中,以提高直动式溢流阀的响应速度,实现电控弹簧力。理论分析复合磁-电弹簧磁力特性,利用Maxwell软件对复合磁-电弹簧进行磁力特性仿真;采用AMESim软件对机械弹簧直动式溢流阀和复合磁-电弹簧直动式溢流阀进行动态特性仿真。对复合磁-电弹簧磁力特性及溢流阀的动态特性进行实验测试。结果表明:复合磁-电弹簧设计合理,复合磁-电弹簧直动式溢流阀动态响应特性优于现有机械弹簧直动式溢流阀。

圆环型弹性阀片变形模型及厚度对溢流阀开度影响分析

先导溢流阀是阻尼连续可变减振器的关键部件,使减振器具有阻尼连续可调能力,而圆环型弹性阀片是影响先导溢流阀的开度、压力等参数的关键零件。为查明圆环型弹性阀片变形规律与先导溢流阀开度的映射机制,推导了圆环型弹性阀片变形的数学模型,在先导阀开度为0~0.25 mm,阀片厚度为0.1~0.3 mm的情况下进行计算分析,验证了变形模型的准确性,并揭示了先导溢流阀开阀压力、入口压力、溢流阀阀口内外压差和溢流阀开度的变化规律,获取了溢流阀开阀压力、压差、开度与圆环型弹性阀片厚度的关系曲线,为先导溢流阀的高精密设计及减振器阻尼匹配、优化提供理论指导。

一种补油溢流阀压力超调特性分析及结构参数优化

带有活塞杆控制的先导式带补油功能溢流阀具有响应快、通流量大等特点,在工程机械液压系统中应用广泛,但压力超调量较大。为了揭示影响压力超调量的关键因素,以某型先导式补油溢流阀为研究对象,利用AMESim搭建仿真模型,研究其结构参数对压力超调的影响规律。仿真表明:当主阀芯半锥角、先导阻尼孔径和进油口直径逐渐增大时,其主阀口压力超调量均逐渐减小;当阀芯阻尼孔径逐渐增大时,其主阀口压力超调逐渐增大;当主阀芯半锥角、阀芯阻尼孔径、先导阻尼孔径以及进油口直径分别从25°,4.2 mm,4.10 mm,13.0 mm调整为40°,4.8 mm,4.16 mm,13.5 mm时,其主阀口压力超调量从57.1%降至19.4%,结构参数优化后的补油溢流阀超调较之前有显著降低。此外,改进后的补油溢流阀在补油工况下开启压力0.13 MPa,压差随补油流量增加缓慢,性能较之前相比有较大的提升。为阀的优化提供理论指导,并且对同类型产品的相关研究有一定的参考价值。

插装式溢流阀校验用接头设计

结合插装式溢流阀结构特点、使用工况以及安全阀校验装置特点,根据校验用规程和标准要求,设计了一种插装式溢流阀校验用接头。采用插装式溢流阀和校验装置对接头进行性能检测。结果表明:该接头满足校验工艺要求,并能精准校验插装式溢流阀的整定压力和密封性。

直动式溢流阀流场特性分析与实验研究

为分析阀座锥角对流场空化特性的影响规律,以某直动式溢流阀为研究对象,基于运动微分方程建立直动式溢流阀理论模型,利用CFD软件对不同阀座锥角下的气液两相流特性进行仿真。理论计算结果、仿真模拟结果与实验测试结果吻合度较好,理论计算误差为1.88%、仿真误差为3.06%。研究结果表明:流体在阀座锥角处会形成局部空化,诱导直动式溢流阀产生噪声,通过改变阀座锥角角度可以有效改善空化现象。相关研究成果可为直动式溢流阀中阀座锥角的设计提供参考。

基于AMESim的高压溢流阀特性分析

先导式高压溢流阀作为轴向柱塞变量泵或轴向柱塞变量马达的安全阀,其工作性能将直接关系到轴向柱塞变量泵、轴向柱塞变量马达及系统的安全性与可靠性。针对某型高压溢流阀,对其进行工作原理介绍以及数学计算,并通过AMESim建立仿真模型,探究节流孔直径、先导弹簧预紧力和主阀弹簧预紧力对高压溢流阀的开启压力、压力超调量、压力超调稳定时间及卸荷时间的影响,对高压溢流阀的设计具有指导意义。

高压螺纹插装式溢流阀综合性能优化

针对影响高压螺纹插装式溢流阀不同性能间的结构参数存在耦合、难以进行综合性能优化的问题,提出一种多目标粒子群算法对其综合性能进行结构优化。基于高压螺纹插装式溢流阀的结构特征建立启闭特性、调压偏差和稳定性数学模型,基于一阶灵敏度分析结构参数对其动态响应的影响规律,根据结构与性能间映射关系,以开启率、调压偏差、稳定性、动态响应性性能提升为优化目标,以耦合结构参数为变量,建立综合性能优化模型,通过粒子群算法以Pareto集的形式得到耦合结构参数最优解。实验结果表明:优化后的高压螺纹插装式溢流阀压力振摆降低22.7%、开启率提高1.5%、压力流量梯度降低14.58%、阀前压力超调量降低14.1%、响应时间缩短9.52%。

一种反比例螺纹插装溢流阀的静态特性研究

论文介绍了一种反比例螺纹插装溢流阀的结构与工作原理,针对同类产品普遍存在的问题,使用MATLAB对反比例螺纹插装溢流阀进行静态建模及仿真分析,研究各结构参数对阀静态特性的影响。并通过试验验证了仿真模型与结果的有效性,为进一步提高该类阀的性能提供了参考。

浅谈溢流阀理实一体课常见问题及解决措施

溢流阀是液压传动系统中控制系统油液压力的元件,为了在讲授中取得良好的教学效果,通常采用理实一体的教学方式,使学生通过溢流阀的识别、拆装及基本回路组装,来激发学生学习兴趣,巩固理论知识,提升实践动手能力,为今后从事专业技术工作奠定基础。

基于AMESim的溢流阀仿真建模与静态特性研究

溢流阀的静态特性对阀件性能优化及整个液压系统可靠性的提高均有重要意义,拟从阀件结构参数方面研究静态特性的影响因素。利用AMESim根据溢流阀原理建立其静态特性仿真模型,并通过性能指标试验验证其准确性,仿真分析各结构参数对阀件静态特性的影响规律。结果表明:主阀节流孔直径及阀芯锥半角对溢流阀静态特性影响较大,主阀节流孔直径越大或阀芯锥半角越小,调压偏差及启闭特性越差;弹簧刚度及预紧力对静态特性无明显影响。

电液伺服机构溢流阀节流口制造参数优化分析

电液伺服机构工作压力由溢流阀调定,其配套的溢流阀性能合格、稳定性对伺服机构整机性能有重要影响。针对溢流阀在研制过程中存在的压力超调、波动大和自振问题,为保证阀门开口稳定性,对节流口制造工艺参数展开优化分析。采用计算流体力学(CFD)计算流体力学的研究方法,建立圆形、方形节流口形式结构的溢流阀模型,采用航空液压油单相体系,选用Reynolds应用模型,分析阀芯内的流场静态特性,检测到方形节流口处流体压力分布均匀。同时使用阀门综合试验台,对2种结构的启动压力和关闭流量进行试验研究。结果表明:槽宽0.3 mm的节流口结构为方孔形式,有效地改善了溢流阀开启特性,确保伺服机构的工作压力平稳,性能稳定。

先导级带环形间隙阻尼的水压溢流阀的开发

针对水液压传动中水介质黏度低、水压溢流阀阀芯和阀套之间难以形成有效润滑膜的特点,设计一种先导级带有环形间隙阻尼的水压溢流阀新结构。通过阐述新开发水压溢流阀的结构方案、工作原理,建立和推导了水压溢流阀的动态数学模型和传递函数。由基于数学模型的仿真分析得知所设计的阀是不稳定的,为此设计了输出反馈补偿来使阀得到稳定的输出压力,一方面通过仿真优化了阀的补偿参数,另一方面通过分析补偿的实现和特征,发现所设计的补偿是一个动压反馈补偿,它可以阻止主阀和先导阀之间的高频压力脉动传递。

基于Fluent的纯水溢流阀结构设计及优化

针对纯水溢流阀阀芯与阀套存在的气蚀、冲蚀问题,设计一种具备高压引流孔与多级串联阀口结构的阀芯。介绍阀芯与阀套关键配合尺寸的设计思路,利用Fluent简要分析了微射流与冲蚀的发生机制,并推导多级串联阀芯的抗气蚀原理;依据改进阀芯的实际结构推导建立纯水溢流阀的数学模型。为验证改进式阀芯的抗气蚀、冲蚀性能,建立两种阀芯的Fluent流体仿真模型,探究高压引流口与多级串联阀口对气蚀、冲蚀现象的影响机制。仿真结果表明:同等压力等级下,新式阀芯的射束流速更低、气蚀现象更轻,有助于纯水溢流阀长期稳定的运行。

比例溢流阀调速和负载敏感控制算法研究

现有的比例调速阀通过压力补偿阀或数字补偿器,已具有良好的负载敏感特性。但调速阀结构复杂,制造成本高,同时回路会产生较大的节流功率损失,效率低。针对上述问题,使用比例溢流阀控制调速回路,通过PID和神经网络逆模型两种控制方法,实现负载敏感和实时调速功能。利用AMESim与MATLAB/Simulink搭建联合仿真模型,对该回路进行动态特性分析。仿真结果表明:两种控制方法都能使回路具备负载敏感和实时调速的能力。在负载敏感特性方面,神经网络逆模型控制优于PID控制,当负载突变时,响应速度快,转速超调小,有更高的抗负载干扰能力。在实时调速方面,PID控制优于神经网络逆模型控制,响应速度更快。

基于溢流阀物理模型的电控压力切断控制策略研究

电控压力切断功能可以根据不同的工况模式灵活地改变压力切断的限值,不仅能够有效地保护液压元件,而且能够最大化的起到节能降耗的作用。该文介绍了液压系统当前采用的几种压力切断方法,并在电控挖掘机回转控制中进行了普通PID闭环压力切断控制方法的应用尝试。根据这种控制方法存在的不足,提出了一种基于溢流阀物理模型的压力切断控制策略。在整车上的测试实践证明,基于模型的压力切断控制在保证操控性的前提下,响应更快、节能效果更明显。

溢流阀在辊压机液压系统中的应用

介绍了辊压机液压系统的主要结构及工作原理,辊压机液压系统中常用溢流阀的功能、安装位置、结构形式、安装形式及工作原理。提出了辊压机液压系统中溢流阀故障的判断方法、维修要点及维修注意事项。

水利工程启闭设备试验平台液压加载系统的研究

针对水利工程启闭设备安装使用前无法通过模拟设计工况下的试运行来判断设备安全性的问题,本文提出了一种用于对启闭设备试运行过程中负载力模拟的液压加载系统。该系统采用比例溢流阀对加载力进行调节,能够满足不同启闭设备类型、不同启闭工况的负载力模拟需求。经过现场试验,确定出了不同启闭设备在不同工况下比例溢流阀调节加载力的准确度,对今后启闭设备试验的开展具有一定的指导意义。通过模拟试验可以及时发现启闭机存在的问题,从而提前有针对性的采取相应措施,使启闭机安全健康运行。