调速阀的结构改进及其应用研究

　　0引言

　　在机床液压系统中,无论系统负载如何变化,总是希望执行元件运动速度稳定,否则会影响工件的加工精度。由于节流调速液压系统往往是采用定量泵供油,流量阀改变进人执行元件的流量来实现速度调节的,所以结构简单、成本低;工作中调节节流口通流面积时,即可改变流量,同时具有使用、维护方便的特点。故节流调速在实际工作中得到了广泛的应用。

　　当调速阀的出口压力或进口压力发生变化,由于定差减压阀的自动调节作用,能使节流阀前后压差保持不变,从而使阀的流量保持恒定,达到稳速的目的。在实际应用时,调速阀进出口压差对调速回路性能的影响往往被人们忽视,在回路工作的某些阶段,没有保证调速阀进出口间必要的最小压差,因而不能获得良好的工作性能。而要做到这些,最重要的一点就是保证调速阀进出口压力差不小于该阀的最小压差ΔΡ_min。值,使调速阀处于正常工作状态。

　　1调速阀的特性分析

　　调速阀是由定差减压阀与节流阀串联而成的一种性能优良的组合式流量控制阀,在节流调速回路中,用调速阀代替普通节流阀,可以改善回路性能,提高执行元件运动的平稳性;在容积流调速回路中,可以使回路在保持较高效率的同时,获得较高的动平稳性。由于篇幅限制,有关调速阀的工作原理可以查阅相关教材或手册,这里不再重复。

　　当忽略阀芯自重、摩擦力时,根据动力学方程和流量连续性方程以及流量公式,可以推导出静态特性方程式。

　　减压阀芯的受力平衡方程为:

　　由于

　　式中:A_b为b腔有效面积;

　　F_Y为稳态液动力;

　　k为弹簧刚度;

　　x₀为弹簧预压缩量;

　　x_R为减压阀阀口开度。

　　根据流量公式得流经减压阀的流量Q_R和节流阀的流量Q_T分别为:

　　式中:C_d为流量系数;

　　ω为阀口的周向长度;

　　p为油液密度;

　　p₁为减压阀的进口压力;

　　p₂为节流阀的进口压力;

　　p₃为节流阀的出口压力;

　　下标R、T分别表示减压阀和节流阀的参数。

　　在稳态情况下,根据连续性方程,不计内泄漏,

　　则

　　将式(1)、(2)代人式(3)并整理得:

　　其中

　　从式(4)、(5)可以看出,调速阀中的节流阀前后压力差(p₂—p₂)及其流量Q_T都不是恒量,只有在弹赞刚度k值较小、x_R的变化很小时,它们才能基本保持不变。所以正常工作时如压差(p₂—p₃)太小,减压阀阀芯在弹黄作用下处于最下端位置,阀口全开,起不到补偿节流阀前后压差的作用,也就不能保持调速阀流t的近似稳定。