液壓調(diào)速閥的設(shè)計(jì)改進(jìn)

王磊+++孟瑞鋒

摘 要：液壓系統(tǒng)的核心部分就是速度調(diào)控。調(diào)速閥是進(jìn)行了壓力補(bǔ)償?shù)墓?jié)流閥，它由定差減壓閥和節(jié)流閥串聯(lián)而成，通過設(shè)計(jì)計(jì)算調(diào)速閥的各項(xiàng)結(jié)構(gòu)參數(shù)，改進(jìn)調(diào)速閥的性能。

關(guān)鍵詞：調(diào)速閥；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；計(jì)算參數(shù)

液壓傳動(dòng)是以液體作為介質(zhì)的，通過液體來實(shí)現(xiàn)能量的傳遞，能量的轉(zhuǎn)換，控制動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)等。液壓技術(shù)具有它獨(dú)特的優(yōu)越性。例如它擁有功率與質(zhì)量比大、調(diào)速范圍大、響應(yīng)速度快、負(fù)載剛度大、可控性好、轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比大等優(yōu)點(diǎn)。

1 調(diào)速閥的結(jié)構(gòu)與工作原理

1.1 調(diào)速閥的三維結(jié)構(gòu)圖

圖1為調(diào)速閥的工作原理圖。調(diào)速閥是由定差式減壓閥和節(jié)流閥串聯(lián)構(gòu)成的。調(diào)速閥的結(jié)構(gòu)分兩種可以先減壓后節(jié)流；也可以采用先節(jié)流后減壓的結(jié)構(gòu)。本設(shè)計(jì)采用的是先減壓后節(jié)流的結(jié)構(gòu)。調(diào)速閥的核心作用是通過定差式減壓閥的自動(dòng)調(diào)節(jié)功能實(shí)現(xiàn)的，其目的是保持節(jié)流閥的壓力差為一定值，從而可以起到提高控制流量的作用。

1.2 調(diào)速閥的結(jié)構(gòu)分析比較和選用

調(diào)速閥選用油液先通過節(jié)流閥節(jié)流再通過減壓閥減壓的的結(jié)構(gòu)比較好，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)的調(diào)速閥比較穩(wěn)定，它比較適合在小功率的調(diào)速液壓系統(tǒng)和小流量的調(diào)速液壓系統(tǒng)中使用。它的原因如下：首先如果調(diào)速閥的進(jìn)油口在沒有調(diào)定的狀態(tài)下，調(diào)速閥如果采用先減壓后節(jié)流的結(jié)構(gòu)油液容易發(fā)熱，那么油液的溫度就會(huì)有所改變，那么油液的溫度的變化就會(huì)影響流量的穩(wěn)定性。上述的這種結(jié)構(gòu)非常適合用在負(fù)載的變化很大，但是負(fù)載的運(yùn)動(dòng)速度對穩(wěn)定性的要求不是很高的液壓調(diào)速系統(tǒng)中；另外一種是調(diào)速閥閥口的開度已經(jīng)調(diào)定好后，這樣它的油液流量的系數(shù)就不會(huì)發(fā)生改變，調(diào)速閥的流量就會(huì)非常的穩(wěn)定。

2 定差式減壓閥部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 閥芯的設(shè)計(jì)

閥芯都是大小頭兩級(jí)同心結(jié)構(gòu)的閥芯。比較閥芯是錐形和不成錐形時(shí)的穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力計(jì)算公式可以得到出以下結(jié)論。錐行是閥芯中部，錐形的作用主要是用來減小穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力影響。減少了穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力的影響就可以提高調(diào)速閥中的流量的穩(wěn)定性。

2.2 閥套的選擇

調(diào)速閥中減壓閥如果選擇有閥套的結(jié)構(gòu)，就可以提高零件的加工精度。并且其結(jié)構(gòu)對減壓閥閥芯的運(yùn)動(dòng)是有很多的好處的，因此調(diào)速閥中的減壓閥通常選擇有閥套的結(jié)構(gòu)。

2.3 閥口的選擇設(shè)計(jì)

減壓閥的閥口的形狀有圓柱形和弓形兩種。在一般情況下，減壓閥的閥口為圓柱形時(shí)，因?yàn)槠溥^流面積會(huì)有很大的改變，同時(shí)因?yàn)闇p壓閥閥芯會(huì)產(chǎn)生比較小的位移（也就是面積梯度很大），所以調(diào)速閥中的減壓閥會(huì)非常的靈敏，那么減壓閥的閥芯就不怎么穩(wěn)定了；與此同時(shí)，弓形閥口的現(xiàn)象卻恰恰和圓柱形閥口有相反的狀態(tài)。

2.4 節(jié)流閥部分設(shè)計(jì)

在調(diào)速閥中，節(jié)流閥部分的閥口的選擇是閥芯依據(jù)節(jié)流閥閥芯的運(yùn)動(dòng)的形式來確定的。在節(jié)流閥正常工作時(shí)，節(jié)流閥閥芯會(huì)有三種運(yùn)動(dòng)方式-旋轉(zhuǎn)、軸向和螺旋。閥芯作螺旋運(yùn)動(dòng)，它會(huì)和調(diào)節(jié)手輪連成一體，也會(huì)使用薄刃式結(jié)構(gòu)節(jié)流口當(dāng)調(diào)速閥中節(jié)流閥的閥芯做螺旋運(yùn)動(dòng)與軸向移動(dòng)的時(shí)候，想要達(dá)到消除徑向不平衡力的目的，就需要在閥體上節(jié)流口的地方加工一個(gè)沉割槽。當(dāng)調(diào)速閥閥芯做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，節(jié)流口的結(jié)構(gòu)一般采用的是偏心式的。

3 參數(shù)的計(jì)算

4 結(jié)束語

液壓系統(tǒng)的核心部分就是速度調(diào)控。因?yàn)闉榱藵M足被控原件的不同速度的要求，執(zhí)行原件的速度應(yīng)該是可以調(diào)節(jié)和控制的。減壓閥得閥芯選擇錐形閥芯，有利于減少了穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力的影響，就可以提高調(diào)速閥中流量的穩(wěn)定性。調(diào)速閥的結(jié)構(gòu)選擇先減壓后節(jié)流， 有利于提高其穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

[1]周長城.液壓技術(shù)基礎(chǔ)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2011，1.

[2]李壯云，等.液壓元件及系統(tǒng)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2008.