基于FluidSim可調節流閥性能的研究

2018-05-14 16:31:33楊旭楊曉華

寧波職業技術學院學報 2018年2期

楊旭楊曉華

摘要：針對節流閥閥口面積大小的調節對液壓缸運動速度的控制，研究其他參數對液壓缸運動速度的影響。利用液壓仿真軟件FluidSim3.6，通過不同外力、壓力和流量分別作用對節流閥控制液壓缸的運動速度進行測驗。結果表明，外力和壓力的作用下，節流閥的開口率小于70%，隨外部力和壓力的增加液壓缸運動的速度曲線率越陡峭，節流閥的開口率大于70%，液壓缸的速度是一個定值。當流量恒定，節流閥開口度比小于70%時，液壓缸的運動速度平緩上升；節流閥開口度比大于70%時，隨著流量的增加，液壓缸的速度加快。

關鍵詞： FluidSim；節流閥；開口比例；性能

中圖分類號： TH 137 文獻標志碼： A 文章編號： 1671-2153（2018）02-0085-03

0 引言

在液壓傳動中，流量控制是靠改變控制口大小來改變執行元件運動速度。本文以負載為輸入、無桿腔為輸出建立數學模型，修正液壓元件額定壓力選擇公式[1]。以實例為說明節流調速的效果[2]。節流閥結構、性能及應用分析表明速度與負載關系特性呈軟性調速[3]。對節流閥進油調速回路速度負載特性進行了研究，指出適用條件[4]。對節流閥性能的深入研究有助于更深入了解其他的外因對速度的影響。本研究對節流閥閥口大小的調整要求和使用場合提供一定參考，具有一定的實際意義。

1 實驗

1.1 條件

本文主要從外作用力、壓力和流量3個方面與節流閥開口大小設置對液壓缸運動速度的影響進行研究。

（1）作用力和節流閥口對速度的影響。已知液壓泵的工作壓力為P1=10 MPa，流量為q1=2 L/min，液壓缸最大行程200 mm，液壓缸活塞面積A1=2.01 cm2，活塞環面積A2=1.23 cm2，在回油腔上安裝一個被壓溢流閥壓力P2=0.5 MPa，流量為q2=1 L/min。

（2）壓力和節流閥口對速度的影響。已知流量為q1=1 L/min，F=0 N，液壓缸最大行程200 mm，液壓缸活塞面積A1=2.01 cm2，活塞環面積A2=1.23 cm2，回路中直接回油箱。

（3）流量和節流閥口對速度的影響。已知液壓泵的工作壓力為P1=10 MPa，F=0 N，液壓缸最大行程200 mm，液壓缸活塞面積A1=2.01 cm2，活塞環面積A2=1.23 cm2，回路中直接回油箱。

1.2 方法

運用液壓仿真軟件FluidSim3.6進行測試。不同外作用力、壓力和流量作用下，改變節流閥閥口比例大小，記錄相關液壓缸運動速度參數，對參數進行分析。實驗參數如表1所示。

2 結果與討論

2.1 作用力與節流閥開口對液壓缸運動的影響

圖1為進油口節流調速回路。圖1中，當1YT得電時，3YT不得電，調整節流閥的開口比例就可以達到控制液壓缸運動的速度；當2YT和3YT同時得電時，液壓缸就退回，因此作用力F=0 N。

圖2為5種外作用力作用下對缸運動速度的影響；表2為改變節流閥開口大小（10%～100%）測試液壓缸運動速度。仿真結果表明，在不同外作用力下，當節流閥開口小于70%時，液壓缸運動速度成一定線性緩慢上升；節流閥開口大于70%，液壓缸運動速度是一恒定值。

2.2 壓力與節流閥開口對液壓缸運動的影響

圖3為5種不同壓力作用下對液壓缸運動速度的影響；表3為5種壓力與節流口不同比例液壓缸運動的速度。仿真結果表明：在一定壓力下，當節流閥開口小于70%時，液壓缸運動速度成一定線性緩慢上升；節流閥開口大于70%，液壓缸運動速度是一恒定值。

2.3 流量與節流閥開口對液壓缸運動的影響

圖4為5種不同流量作用下對液壓缸運動速度的影響；表4為5種不同流量與節流口不同比例液壓缸運動的速度。仿真結果表明：在不同流量下，當節流閥開口比例在10%～70%時，液壓缸運動速度是一樣；節流閥開口比例大于70%時，液壓缸運動速度變化越大。

3 結論

本研究基于液壓仿真軟件FluidSim3.6測試了節流閥口大小對液壓缸運動速度的影響。在不同外力、壓力作用下閥口小于70%時，隨外力或壓力增大其速度曲線越陡，當開口率大于70%時，其運動速度是一恒定值，與作用力、壓力和流量大小無關。在不同流量作用下節流閥閥口小于70%時，其液壓缸的運動速度曲線平緩；當閥口大于70%時，液壓缸運動速度曲線變化較大。