2FRM6B36-32/MV型调速阀的调速特性分析及其应用

　　2FRM6B36-32/MV型调速阀是德国Rexroth生产的一款二通流量控制阀(以下简称M6型调速阀),根据流量系列分为0.2Q、0.6Q、1.5Q、3Q、6Q、10Q、16Q、25Q、32Q。M6型调速阀广泛用于冶金、化工、电子专用设备等众多设备的液压系统中。M6型调速阀所调节的流量不受压力及温度变化的影响,低速稳定性较好。M6型调速阀为节流调速阀,当突然启动或由快速转为慢速时,通过调速阀的流量会突然增大,这就是所谓的前冲现象;另外,由于M6型调速阀是由节流阀和减压阀两个液阻串联而成,压力损失比较大,发热现象也比较严重。前冲现象和发热现象对调速阀的低速稳定性的影响均比较大。文章对如何消除或缓解该阀在实际应用中存在的前冲、发热现象进行了分析。

　　1 调速阀的工作原理

　　调速阀工作原理如图1调速阀剖面图所示。M₆型调速阀为先节流后减压型结构。该阀主要包括阀体、调节手柄、节流阀、减压阀、节流口、减压弹簧、阻尼孔等几部分。油液从A口到B口时在节流口处经过节流。节流口的大小由旋转手柄调节。为了保持流量稳定,不受压力、温度变化的影响,在节流口下端的B口处装了一个减压阀,减压弹簧将节流阀与减压阀压在两端。当没有油液通过时,减压阀处于开启状态;当有油液通过时,油液经过阻尼孔将减压阀顶起,到平衡位置时停止。当A口压力升高时,减压阀芯向上移动,弹簧力增加,到达新的平衡位置,定值减压阀将节流口两端的压差ΔP基本保持为一定值,进而保持流量的稳定。节流口为一v形薄壁刃口,其沿程阻力很小,当油温的变化引起粘度变化时,对流量的影响甚小。

　　2 调速阀的调速特性

　　2.1 静态特性

　　调速阀的静态特性(即阀两端的压差ΔP与流量Q的关系曲线)可按下述基本关系式推导出来。式中带R下标为减压阀,带T下标为节流阀。当忽略减压阀芯的自重和摩擦力时,阀芯上受力平衡方程为:

　　式中为稳态液动力;C_d为流量系数(根据雷诺数R_e查表);ω_R为减压阀阀口的开度(亦称面积梯度,它是阀口通流截面相对于阀口开度的变化率);X_C为阀口开度X_R=0时的弹簧预压缩量;P₁为A口压力;P₂为节流面压力(即减压阀芯上腔压力);P₃为B口压力。

　　节流阀可视薄壁小孔形式,减压阀为圆柱滑阀,所以通过减压阀和节流阀的流量分别为:

　　式中C_cT为小孔速度系数(基本为定值);C_vT为截面收缩系数(A口的截面积与节流口截面积A₀之比);A₀为节流口截面积。