带流量稳定器的先导式比例减压阀设计研究与特性分析

摘要

传统先导式减压阀由于先导控制油引自减压阀出口，使其出口压力因受主阀进口处液动力变化的影响会产生波动，影响阀的控制精度。本文所研究的带流量稳定器的先导式比例减压阀，其先导控制油引自减压阀进口，并在先导级配置有流量稳定器。这一设计不仅大大削弱了减压阀进口压力波动对出口压力的影响，也使得减压阀的控制精度获得较大改善，与传统减压阀相比又具有良好的负载特性及动态性能，具有一定的理论价值与实践意义。本课题主要的研究工作和取得的成果如下：
　　1．提出了基于MATLAB的减压阀主阀弹簧参数的计算机辅助求解法，并对主阀弹簧的参数进行了优化设计。
　　利用传统的图解法原理，在分析主阀芯受力的基础上，将传统手工图解法的过程通过MATLAB编程得以实现，以主阀弹簧质量最小为目标函数，以簧丝直径、弹簧中径、弹簧有效工作圈数为优化设计变量，进行优化设计，最后绘制出了主阀弹簧的工作图。
　　2．分析了带流量稳定器的先导式比例减压阀的静动态特性。
　　利用MATLAB计算机编程，基于阀的静态特性方程绘制出了阀的静态特性曲线；建立了带流量稳定器的先导式比例减压阀的数学模型，绘制出了阀的传递函数方框图，并在MATLAB软件的simulink环境中建立了阀的仿真模型，得到了其阶跃响应曲线。
　　3．建立了阀的三维模型，对阀体进行了有限元分析。
　　首先在UG环境中建立阀的三维模型，导出为Parasolid文件，保存为x_t格式文件。其次将文件导入ANSYS软件中，进行了阀体的有限元分析。

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Contents

1 绪 论

1.1 研究背景及现状

1.2 课题的提出及意义

1.3 本课题的主要内容

1.4 本章小结

2 先导式比例减压阀工作原理

2.1 先导控制级

2.2 典型结构

2.3 工作原理

2.4 本章小结

3 主弹簧优化设计方法研究

3.1 图解法原理概述

3.2 MATLAB编程求解

3.3 参数优化设计

3.4 本章小结

4 静态特性研究

4.1 静态特性概述

4.2 静态特性方程

4.3 静态特性分析

4.4 本章小结

5 动态特性研究

5.1 动态特性概述

5.2 数学模型及方框图

5.3 动态稳定性特性分析

5.4 本章小结

6 阀体有限元分析

6.1 UG三维建模

6.2 ANSYS有限元分析

6.3 本章小结

7 结论与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间从事科学研究及发表论文情况