影响滑阀换向性能的因素分析及预防措施

　　在液压系统中，滑阀是应用最广泛的一种结构形式。它通过阀芯在阀体内的滑动，来改变液流通路——滑阀开口的大小，从而控制液压系统中液流的压力和流量大小，改变液流的方向。滑阀换向的可靠性和平稳性对滑阀和整个液压系统致关重要，因此本文主要对这两方面进行分析，以期对滑阀的设计，制造提供一些参考。

　　1 液动力分析

　　液流流经阀口时，由于流动方向和流速的变化造成液体动量的改变，阀芯会受到附加作用力，即液动力。液动力分为稳态液动力和瞬态液动力两种。

　　1.1 稳态液动力

　　稳态液动力指的是阀芯移动完毕，阀口开度固定之后，液流流经阀口时因动量改变而附加作用在阀芯上的力。它可以分解为轴向和侧向液动力。由于一般将阀体的油腔对称的设置在阀芯周围，因此沿阀芯周围的侧向力相互抵消。油液流经一个完整腔滑阀阀口的轴向稳态液动力的大小为F_bs=ρqvcosФ，作用方向使阀口趋向于关闭。

　　稳态液动力对滑阀性能的影响是：（1）加大了操纵滑阀所需的力，尤其在高压大流量的情况下，成为操纵阀芯的突出问题；（2）使阀口趋于关闭，相当于一个回复力，使阀的工作趋于稳定。

　　为了解决稳态液动力增大滑阀操纵力的问题，通常在结构上采取一些措施来补偿或消除此力：（1）采用二级结构，这是最常用的一种方法。如电磁滑阀的流量较大时，改用电液滑阀；手动滑阀通过的流良较大时，改用手操纵减压阀式先导阀实行先导控制，滑阀通过控制油源推动。（2）增大阀芯两端部直径d² ，使环状通道面积减小，液流流经环状通道时产生压力降，其液压力反作用于阀芯的轴肩上，该液压力的方向与稳态液动力的方向相反。根据实验，当时，可以补偿稳态液动力的一半。此法简单，但只在大流量时才有效。（3）为在阀套上开斜孔，使流入和流出阀腔液体的动量互相抵消，减小轴向液动力。（4）由公式F_bs=ρqvcosФ 可知道，当阀口方向角 Ф=90°时，稳态液动力等于零。对一个通油孔来说，在开口很小时的液流速度方向角为 69°，开口完全打开的时候变为90°。可以将阀套上的通油孔由一个大孔改成多个小孔，当采用这种措施，在前一个小孔还未完全打开时，后一个小孔已经开启，完全打开的小孔方向角是 90°，产生的稳态液动力为零。只有未完全开启的一个小孔产生稳态液动力不为零。所以稳态液动力可以减小很多，通油小孔的数目越多，稳态液动力补偿效果越好。

　　1.2 瞬态液动力

　　瞬态液动力的计算公式为