主阀芯节流槽对液压平衡阀静动态特性影响的研究

摘要

液压平衡回路主要用来防止负值负载在下降时出现超速，保证负值负载的速度在下降过程中平稳可控。目前，液压平衡回路在现代工程机械中应用十分广泛。液压平衡阀是液压平衡回路中的关键元件，对液压平衡回路的稳定性和回路效率具有重要影响。本文以Cindy-25B型液压平衡阀作为研究对象，采用理论分析与数值仿真相结合的方法，对液压平衡阀主阀芯节流槽结构对平衡阀的静动态特性影响进行研究，从而进一步提高液压平衡阀的综合性能，具有一定学术意义和工程参考价值。
　　本文首先阐述了课题的研究背景和研究意义，分析了常见平衡回路的特点。介绍了液压平衡阀的分类，详细分析了几种典型液压平衡阀的工作原理。
　　其次，概述了液压平衡阀阀口节流槽的分类和面积计算方法。推导了三种典型平衡阀主阀芯节流槽的面积公式，并根据实际特征尺寸在 MATLAB软件中编程计算得到了其阀口面积曲线。采用截面取点绘图法得到了实物节流槽的阀口面积曲线，并对阀口面积曲线进行对比分析。
　　然后，建立了不同主阀芯节流槽结构的液压平衡阀内部流道模型，利用FLUENT软件仿真得到了不同边界条件下，不同主阀芯节流槽结构的平衡阀内部流场的压力云图和速度矢量分布图。对不同主阀芯节流槽结构进行对比分析，得出主阀芯节流槽结构对平衡阀静态特性的影响。
　　最后，在 AMESim液压系统仿真软件中建立了液压平衡阀的模型，并根据实际参数搭建了液压平衡回路的系统模型。对几种典型工况下平衡阀的动态特性进行仿真，得出不同主阀芯节流槽结构下平衡阀主阀芯的速度响应曲线、位移响应曲线、主阀流量响应曲线、主阀口压力响应曲线、液压缸速度响应曲线，对仿真结果进行对比分析，得出主阀芯节流槽结构对液压平衡阀动态特性的影响。

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第一章绪 论

1.1 课题的研究背景与意义

1.2 平衡阀国内外研究现状概述

1.3 本论文研究的主要内容

第二章 液压平衡阀的工作原理介绍

2.1 液压平衡回路简析

2.2 液压平衡阀分类及工作原理

2.3 本章小结

第三章 液压平衡阀阀口过流面积解析

3.1 液压阀阀口形状简介

3.2 液压阀阀口节流槽的分类和面积计算方法

3.3 三种典型节流槽阀口过流面积解析

3.4 实物主阀芯节流槽阀口过流面积解析

3.5 本章小结

第四章 液压平衡阀的静态特性分析

4.1 FLUENT软件概述

4.2 液压平衡阀流场模型

4.3 流场模拟结果分析

4.4 本章小结

第5章 液压平衡阀的动态态特性分析

5.1 LMS Imagine. Lab AMESim软件简介

5.2 液压平衡阀的建模

5.3 液压平衡阀的仿真模型和参数设置

5.4 仿真结果及分析

5.5 本章小结

总结与展望

1 总结

2 展望

参考文献

致谢

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