水壓三通減壓閥理論分析與實驗研究.pdf

1、水液壓傳動技術(shù)采用地球上易獲取的海（淡）水為工作介質(zhì)，相對于液壓油而言，該工作介質(zhì)具有不易燃燒、綠色環(huán)保等優(yōu)勢，因此日益受到國內(nèi)外液壓傳動與控制領(lǐng)域的重視，其發(fā)展也日新月異。但是相對成熟而又豐富多樣的油壓元件而言，水液壓元件品種需要不斷研發(fā)與補充。
　　本文所研究的水壓三通減壓閥是“水壓平面環(huán)形縫隙泄漏特性實驗臺”中一個重要的壓力控制元件，其主要性能指標為：入口最高壓力12MPa，額定流量18L/min，出口壓力調(diào)節(jié)范圍2MPa～

2、5.5MPa。本文對該閥進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計、動態(tài)特性仿真和優(yōu)化以及實驗研究。
　　首先根據(jù)水壓基礎(chǔ)實驗系統(tǒng)的需求和三通減壓閥的工作原理設(shè)計了閥的整體結(jié)構(gòu)，初步計算了該閥的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)，并確定了零部件的材料和工藝。
　　為掌握水壓三通減壓閥的動態(tài)性能，本文建立了動態(tài)特性的數(shù)學模型，對其動態(tài)性能進行了仿真。運用基于遺傳算法的AMESim與MATLAB聯(lián)合仿真對閥進行了優(yōu)化。優(yōu)化結(jié)果表明，通過合理配置通流面積、阻尼孔直徑和彈簧腔體積可

3、以提高閥的動態(tài)響應特性。
　　根據(jù)設(shè)計和理論分析結(jié)果，本文研制了水壓三通減壓閥樣機，對優(yōu)化前后閥的樣機分別進行了動、靜態(tài)特性實驗。實驗結(jié)果表明：優(yōu)化前后閥的靜態(tài)性能基本保持不變。其出口壓力調(diào)節(jié)范圍約為1.3MPa～6MPa；出口壓力變化值小于0.5％；額定流量下的調(diào)壓偏差約為0.7MPa。優(yōu)化后閥的動態(tài)特性有顯著提升。優(yōu)化后閥的過渡時間約為10ms，超調(diào)量約為4%；而優(yōu)化前閥在2MPa調(diào)定壓力下的過渡時間達到了146.4ms，超調(diào)