基于AMESim的定差减压阀建模与仿真

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1、学兔兔www.xuetutu.com第5期(总第180期)机械工程与自动化NO．52013年lO月MECHAN1CALENGINEERING&AUT()MATI()NOct．文章编号：1672—6413(2013)05—0058—03基于AMESim的定差减压阀建模与仿真张力，李文飞，赵玉贝，曹春花(中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院，北京100083)摘要：介绍了定差减压阀的结构及工作原理，利用AMESim仿真软件对定差减压阀建模与仿真，仿真结果验证了所建模型的正确性，从而为定差减压闽结构参数和控制参数

2、的优化设计提供了参考。关键词：定差减压阀；AMESim~模型；仿真中图分类号：TH134：TP391．7文献标识码：A0引言F一K(一zR)。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(2)定差减压阀一般是指进、出口压力差保持定值的减将式(2)代入式(1)并略去阀芯摩擦力、自重和稳压阀，通过定差减压阀可改变节流阀口的补偿调节作态液动力，得：用，使节流孔两端压差和通过流量基本保持恒定。定差P1A—K(--3CR)+P2A。⋯⋯⋯⋯⋯⋯(3)减压阀主要用在节流调速系统中，当负载力或油源压力变化时，由于定差减压阀的补偿作用，使节流阀两端

3、压差和流量基本保持不变，从而得到很高的调速刚性。笔者根据定差减压阀的结构原理，运用仿真软件AMESim对其进行建模，依据国外标准产品的参数来设置模型的各项参数并进行仿真，根据仿真结果来验证所建模型的正确性，从而为阀的结构参数和控制器参数的优化设计提供了条件。1定差减压阀的工作原理定差减压阀的结构如图l所示，该阀由主阀和先导阀两部分组成。当控制口K处压力为零时，减压阀1一阀座}2一内六角圆柱头螺钉，3一主阀体；4一锥闽体；不工作，阀芯处于常开状态。当控制口K处的压力减5一节流器；6一锥阀芯；7一调节手轮；8一主

4、阀芯小时，主阀芯上移，阀口流量减小，压降增大，出口压力图1定差减压阀的结构就降低。当控制I：1K处的压力增大时，推动主阀芯下由于弹簧的变形量(即阀芯的开口量)z相对于降，阀口流量增大，压降就降低，减压阀出口压力就增弹簧的预压缩量z可以忽略不计，所以公式(3)可简加。由此可见，定差减压阀的出口压力随控制口处的化为：压力增大而增大，减小而减小。P一警。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(4)当定差减压阀正常工作时，作用在主阀芯上的力由公式(4)可以看出，主阀芯上、下两端的压力是是平衡的。设A为主阀芯上、下端的面积，F为弹簧由弹簧刚度

5、、预压缩量及主阀芯端面面积等结构参数力，F为阀芯重力，为阀芯上的稳态液动力，F为摩擦力，P为主阀芯下端的压力，P。为主阀芯上端的决定的，所以一旦阀设计完成后，则主阀芯上、下两端的压差即为定值。由于流过整个阀的出油口与油控口压力，则主阀芯上的力平衡方程为：PlA+Fs—F+F+Fr+P2A。⋯⋯⋯⋯(1)的流量与流过阀芯上、下两端的流量相等，由流量公式可知，阀的出油口与油控口的压差为主阀芯上、下压差设K为主阀芯的弹簧刚度，为阀芯的开口量的倍数关系，而主阀芯上、下两端压差为恒值，所以阀X一0时的弹簧预压缩量，则阀

6、芯开口量为时的弹簧力可表示为：的出油口与油控口的压差也为恒值，即实现了压差恒收稿日期：2o13—03—11；修回t3期：2013—04—18作者简介：张力(1986一)，男，河南焦作人，在读硕士研究生，主要研究方向为液压传动技术。学兔兔www.xuetutu.com2013年第5期张力，等：基于AMESim的定差减压阀建模与仿真·59·值控制。与控制口压力之差为5．5MPa。由此可见，定差减压2定差减压阀的AMESim建模仿真及结果分析阀的出口压力跟随控制口压力信号的变化而变化，响2．1模型的建立应速度比较快

7、，实现了压差恒值控制。定差减压阀主要由主阀和先导阀两部分组成，主阀采用的阀芯结构是滑阀式的，先导阀采用的阀芯结构是锥阀式的。由于本文中设计的新型定差减压阀，在AMESim中的Hydraulic元件库中没有结构相同的元件，因此运用HydraulicComponentDesign库的基本元件搭建新的定差减压阀的结构图，如图2所示。Us图4变阶跃负载时定差减压阀的出口压力曲线图2定差减压阀的仿翼模型2．2仿真参数的设置搭建好减压阀的模型，设置好子模型后，需要在t／sAMESim环境参数设置中为各部分元件和子模型设置

8、图5变阶跃负载时减压阀控制口压力与出口压力参数：主阀芯直径为4mm；缸体的腔长为10mml减l5888887777压阀出口阻尼孔直径为．5mm；控制口阻尼孔直径为茧∞∞∞∞∞∞∞∞∞60OOOO999910中1．8inln；主阀芯阻尼孔直径为lmmi主弹簧与先导∞生阀之间的阻尼孑L直径为．5mm；阀的最大开口量为l4mm；主阀弹簧的刚度为1O．7N／mm，初始位移的弹簧O力为154N；先导阀的弹簧刚