液壓錐閥阻尼減振特性研究.pdf

1、液壓錐閥因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，密封性好，通流能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于各類液壓系統(tǒng)中。然而，“閥芯—彈簧”的低阻尼特性使得錐閥系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性較差，容易振動(dòng)。錐閥工作時(shí)，錐閥芯懸浮于液流中，當(dāng)液壓系統(tǒng)發(fā)生擾動(dòng)時(shí)，閥芯偏離平衡狀態(tài)而進(jìn)入不穩(wěn)定狀態(tài)，引發(fā)錐閥振動(dòng)。錐閥振動(dòng)影響液壓系統(tǒng)控制精度與穩(wěn)定性，嚴(yán)重可引起液壓控制系統(tǒng)失效或元件損壞。近年來(lái)隨著液壓技術(shù)高壓化、高速化及大功率化，工程運(yùn)用對(duì)錐閥的性能提出了更苛刻的要求，因此對(duì)錐閥振動(dòng)特性的研究具有重要現(xiàn)實(shí)

2、意義。
　　論文以普通錐閥與5種帶阻尼結(jié)構(gòu)錐閥為對(duì)象，從阻尼角度對(duì)錐閥振動(dòng)機(jī)理與液壓系統(tǒng)參數(shù)的影響進(jìn)行深入研究，對(duì)5種帶阻尼結(jié)構(gòu)錐閥的系統(tǒng)參數(shù)適應(yīng)性進(jìn)行研究?？紤]容腔效應(yīng)、液動(dòng)力及管路特性等非線性因素，采用狀態(tài)空間法與功率鍵合圖法建立錐閥系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，利用MATLAB/Simulink平臺(tái)搭建系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真模型，提高了計(jì)算分析的精度和全面性。
　　論文主要包括4部分內(nèi)容:(1)基于力平衡方程、閥口流量方程及流量連續(xù)性方程，

3、建立普通錐閥與5種帶阻尼結(jié)構(gòu)錐閥的數(shù)學(xué)模型，并將微分方程轉(zhuǎn)換為狀態(tài)方程;利用功率鍵合圖法建立直管路的集中分段參數(shù)模型和狀態(tài)方程，利用MATLAB/Simulink平臺(tái)建立含管路的錐閥仿真計(jì)算模型。(2)對(duì)普通錐閥振動(dòng)機(jī)理與系統(tǒng)參數(shù)影響進(jìn)行研究。分別考慮錐閥粘性阻尼力、穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力、瞬態(tài)液動(dòng)力以及管路特性對(duì)錐閥振動(dòng)特性的作用與影響。結(jié)果表明:靜液壓力、彈簧力及穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力不是引起錐閥振動(dòng)的原因，它們僅對(duì)錐閥振動(dòng)幅值有一定的影響;錐閥振動(dòng)主要由

4、系統(tǒng)粘性阻尼、瞬態(tài)液動(dòng)力及管路特性共同決定;工況和結(jié)構(gòu)參數(shù)均對(duì)普通錐閥振動(dòng)特性存在一定的影響。(3)分別對(duì)5種帶阻尼結(jié)構(gòu)錐閥進(jìn)行關(guān)鍵參數(shù)研究。結(jié)果表明:流量、阻尼孔徑、錐閥錐角以及錐閥孔徑等參數(shù)均對(duì)5種帶阻尼結(jié)構(gòu)錐閥的振動(dòng)特性存在一定程度的影響，并且某些參數(shù)過(guò)大或過(guò)小將引起部分阻尼結(jié)構(gòu)錐閥高頻振動(dòng)。(4)分別對(duì)普通型與5種帶阻尼結(jié)構(gòu)錐閥的參數(shù)適應(yīng)性進(jìn)行研究。結(jié)果表明:相較于普通型而言，加設(shè)5種阻尼結(jié)構(gòu)的錐閥的系統(tǒng)參數(shù)適應(yīng)性均有不同程度增