结构参数对泵站卸荷阀影响的仿真及分析

《结构参数对泵站卸荷阀影响的仿真及分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学兔兔www.xuetutu.com结构参数对泵站卸荷阀影响的仿真及分析Simulationandanalysisofunloadingvalveinpumpingsystemwithdifferentstructureparameters徐鹏XUPeng(北京天地玛珂电液控制系统有限公司，北京100013)摘要：针对矿用乳化液泵站卸荷阀的结构及工作原理，建立常微分数学模型，通过静态分析确定影响卸荷阀性能的结构参数。使用Runge—Kutta法对模型求解进行仿真，分析不同结构参数对卸荷阀特性的具体影响。结果表明：主阀芯阻尼

2、孔长径比、主阀芯控制腔体积、先导阀口与控制活塞面积比、调压弹簧刚度、主阀芯上下腔面积比是影响泵站卸荷阀性能的5个关键结构参数，合理匹配各参数之间的关系，可以提高泵站卸荷阀的性能。关键词：泵站卸荷阀；结构参数；仿真分析中囝分类号：TP301．6文献标识码：A文章编号：1009—0134(tOl5)1O(上)一0069-05Doi：1O．3969／J．Issn．1009-0134．2015．19．200引言出口通往工作面液压系统，主阀出口通回液箱。由于矿山泵站系统工作介质为高水基乳化液，针对高水基介质卸荷阀矿山泵站系统的关键部

3、件之一，是实现泵站压易泄漏、磨损、易生锈等问题，泵站卸荷阀采用直接密力自动调节功能的重要压力控制元件]，其功能是在泵持封结构、耐磨材料配对等相应措施[5]，先导调压阀直接续运转的情况下满足综采工作面断续用液的需求口，其性选用硬度高、耐腐蚀性好的陶瓷球作为阀芯】。能的好坏对其自身可靠性以及泵站系统能否稳定运行有其工作原理如图2所示，泵出口液体分为四路，一着直接影响口】，进而影响乳化液泵站的供液质量和系统路通过单向阀进入工作面液压系统，一路通过单向阀进的节能效果】。入控制活塞腔，一路通过主阀阻尼孔以及主阀配合间隙本文针对某型号

4、的泵站卸荷阀，深入分析其工作原进入弹簧腔，一路通过主阀卸荷流回液箱】。卸荷阀的理，建立数学模型并确定关键结构参数，利用计算机仿开启由先导调压阀控制，当负载端压力大于先导调压阀真技术，分析关键结构参数对卸荷阀不同性能指标的影设定压力时，先导调压阀开启，弹簧腔内液体流回液响及其规律，并根据仿真结果优化结构设计。箱，随着先导调压阀开口量增大，流经主阀阻尼孔的压1泵站卸荷阀的工作原理力损失增大，达到主阀开启压差，主阀开启，单向阀关某型号的泵站卸荷阀的结构如图1所示，其主要结构分为单向阀、主阀、先导调压阀三部分，其中单向阀1．单向阀

5、芯；2．主阀芯：3先导调压阐；4阻尼孔1．单向闫芯；2．主阀芯；3先导调压阀5．主阀芯控制腔；6．调压弹簧；7．控制活塞图1泵站卸荷阀结构图图2泵站卸荷阀工作原理图收稿日期：2015—05—27基盒项目：中央国有资本经营预算重点产业转型升级与发展资金项目(财企[20131472号)；中国煤炭科工集团科技创新基金资助项目(2014QN23)；天地科技技术创新基金(2014TDGZZD一01)作者简介：徐鹏(1987一)，男，山东德州人，工程师，硕士研究生，主要从事煤矿液压产品设计工作。第37卷第1O期2015—10(上)[6

6、91学兔兔www.xuetutu.com闭，负载端压力通过控制活塞作用于先导调压阀维持其总流量方程：开启，乳化液泵通过主阀卸载。当负载端压力低于先导gg1+g2调压阀设定压力时，先导阀复位关闭，主阀关闭，单向7)控制腔流量连续性方程嘲：阀重新开启，泵站继续向工作面供液】。～2泵站卸荷阀的数学模型建立与分析亟：一(1)衡量卸荷阀性能好坏的指标为至工作面出口处的压dtVo力变化特性，即卸载阀的主阀升压与卸荷时该处允许的8)控制活塞运动微分方程：压力变化范围与所需时间H】，即动态特性。影响卸荷阀+动态特性的因素很复杂，除阀自身结

7、构参数之外，还受去到系统中管路及其他零件影响，在本研究中忽略其他零9)先导阀开启瞬间，x=y=O，q2>0，有：件动态特性影响以及过液孔的液阻、阀芯自重与液压卡PJ4一P2=Y。紧力的影响，假定阀出口压力为零，以主阀芯、先导阀Pl—P2=芯与控制活塞为研究对象，建立如下数学模型：Kyo1)主阀芯运动微分方程：——一p■；__÷(2)pA1-Pz4++K1(y0+y)+++式中：F为作用在主阀上的稳态液动力：P2=K2xoF=7cDlp1ysinl)Fl为作用在主阀上的瞬态液动力：Ft=LiClrCD】sinoq1。)系统压

8、力达到上限时，dx。，dz==。，先导Ff为主阀芯与阀套间的摩擦力。2)通过主阀口的流量方程：阀达到最大开度，有：=(x。+)q1=l兀sinl，pVP一=P2A3=K2(xo+)3)主阀芯阻尼孔节流方程吲：11)系统压力达到下限时，：0，：o，先导：；阀关闭，有：4)先导阀芯运动微分方程：P2=K2x