負(fù)載敏感平衡閥的可視化分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、液壓平衡閥是一種重要的液壓元件，在許多工程機械、起重運輸機械等領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。為了防止負(fù)載下降時出現(xiàn)超速而發(fā)生危險，通常使用平衡閥來控制負(fù)載的下降速度。但傳統(tǒng)的平衡閥存在著不少缺點：負(fù)載較重時，容易出現(xiàn)低頻振動，致使工作平穩(wěn)性得不到保障，安全性較差；負(fù)載較輕時，控制壓力偏高，致使系統(tǒng)功率損失嚴(yán)重。針對以上普通平衡閥存在的普遍問題，文獻提出了一種新型的負(fù)載敏感平衡閥(該閥已申請發(fā)明專利，專利公開號：CN1945028)，該閥一改普通平衡閥

2、負(fù)載重時，閥口開度大，負(fù)載輕時，閥口開度小的普通閥芯的設(shè)計，而是閥口的開度隨負(fù)載的增加而減小，負(fù)載重時，閥口開度減小，使重物平穩(wěn)下降；負(fù)載輕時，閥口開度增大，從而產(chǎn)生與負(fù)載匹配的背壓，能使重物借助自身重力產(chǎn)生的壓力和較小的控制壓力而平穩(wěn)下降，使控制壓力基本保持不變，保證了在小負(fù)載時的功率損耗較小。該閥將液壓缸下腔的壓力信號反饋到閥體內(nèi)部，使閥芯的開口大小隨負(fù)載變化，從根本上解決了目前平衡閥存在的背壓不能隨負(fù)載動態(tài)變化的問題。
　　

3、 本文闡述了負(fù)載敏感平衡閥的原理，并對其結(jié)構(gòu)設(shè)計的不合理處進行了修正，特別是對該閥的關(guān)鍵零部件進行了詳細的計算和設(shè)計。通過對節(jié)流閥閥芯上小孔的設(shè)計計算，極大地改善了該閥的調(diào)節(jié)性能及控制性能，從而使整個平衡閥的結(jié)構(gòu)更加緊湊，設(shè)計更為合理，滿足性能要求。
　　 本文建立了此新型平衡閥的數(shù)學(xué)模型,借助于一種用來對動態(tài)系統(tǒng)進行建模、仿真和分析的軟件MATLAB/Simulink對其動態(tài)特性進行了計算機仿真,并通過在Simulink模塊

4、中調(diào)用MATLAB的優(yōu)化函數(shù)語句來實現(xiàn)對某些參數(shù)的優(yōu)化，證實了在穩(wěn)態(tài)方面，與其它平衡閥產(chǎn)品相比有明顯提高。考慮到閥芯受力的平衡問題，節(jié)流閥閥芯上的小孔經(jīng)過重新設(shè)計后，節(jié)流口實際面積與理論面積更為接近。在重新設(shè)計平衡閥節(jié)流閥芯的過程中，按照負(fù)載敏感平衡閥的設(shè)計參數(shù)，對平衡閥閥芯運動過程內(nèi)部流場變化特性進行了可視化分析。應(yīng)用Pro/E軟件建立了平衡閥內(nèi)節(jié)流閥芯的三維幾何模型，運用Fluent前處理軟件Gambit進行了網(wǎng)格的劃分。采用標(biāo)準(zhǔn)紊