滑阀的力学特性

滑阀的力学特性

表1

滑阀上的

作用力

计算公式

附图及说明

惯性力

FI

mvt——总质量,kg

mv——阀芯质量,kg

——阀芯加速度,m/s2

ρV0——阀芯腔室中油液的质量;ρ为油液的密度,kg/m3

V0——油液容积,m3

——前置级至滑阀两端管道中各段油液质量折算到阀芯处的等效质量;Ai、Vi为各段的截面积和容积,Av为滑阀的端面积

黏性

摩擦力

Fv

Bv——滑阀的黏性摩擦系数

μ——油液的动力黏性系数,Pa·s

d——滑阀直径,m

l——阀芯凸肩总长,m

rc——阀芯与阀套的径向间隙,m

液压

卡紧力

FL

αL——侧向力系数;t/c=0.9时,αLmax=0.27

d——滑阀凸肩直径,m

l——滑阀凸肩宽度,m

p1,p2——凸肩两侧压力,Pa

t——侧压时大端的最小间隙,m

c——阀芯处于中心时大端处的径向间隙,m

e——阀芯与阀套的偏心距,m

减弱措施:

(1)控制锥度使t/c=1,减少侧向力;(2)在阀芯两端支承凸肩上开3~5条环形槽,可显著减少侧向力;(3)提高过滤精度,减少因杂质造成的卡住现象

稳态

液动力

Fs

(1)流过单个阀口时:

方向:力图使阀口关闭

(2)各种滑阀的稳态液动力见表2

B22D3D6b

Cd,Cv——流量系数、速度系数;Cd=0.61,Cv=0.98

W——面积梯度,m

Δp——阀口上的压降,Pa

θ——阀口处的射流角,θ=69°

Ks——液动力刚度系数,Ks=0.43WΔp,N/m

补偿办法:

(1)径向小孔法;(2)回流凸肩法;(3)负力窗口法;(4)压降法

瞬态

液动力

Ft

(1)流过单个阀腔时:

方向:与阀腔流体加速的方向相反

(2)各种滑阀的瞬态液动力见表2

L——液体在阀腔内的实际流程;Ft与xv方向相反为正阻尼;Ft与xv方向相同为负阻尼

Bt——阻尼长度

滑阀

的运动

方程

Fg——滑阀的驱动力,N

Fk——弹簧力,Fk=KLxv

KL——弹簧刚度

注:侧向力FL补偿后造成的摩擦力较小,已忽略

表2

滑阀类型

工作阀口数

稳态液动力Fs

瞬态液动力Ft

四

通

滑

阀

零开口(表滑阀的种类及特征中图c)

2

0.43W(ps-pL)xv

正开口(表滑阀的种类及特征中图f)

4

0.86W(xvps-UpL)

三

通

滑

阀

零开口(表滑阀的种类及特征中图b)

1

正开口(表滑阀的种类及特征中图b)

2

0.43W[xvps+U(ps-2pc)]

带两个固定节流孔的正开口四通滑阀(表滑阀的种类及特征中图d)

2

0.43W[xv(p1+p2)-UpL]

带一个固定节流孔的正开口二通滑阀(表滑阀的种类及特征中图a)

1

0.43Wpcxv