基于包络线法的调节阀阀芯型面改进设计方法-论文.pdf

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1、2013年第41卷第10期流体机械53文章编号：1005—0329(2013)10—0053～04基于包络线法的调节阀阀芯型面改进设计方法成鹏。李清廉，李春(1．国防科学技术大学高超声速冲压发动机技术重点实验室，湖南长沙410073；2．国防科学技术大学，湖南长沙410073)摘要：针对一般阀座型面的调节阀，提出了一种基于包络线的阀芯型面改进设计方法。采用该设计方法对具有圆弧和抛物型阀座型面的2个阀芯型面进行了设计，并利用数值方法对设计结果进行了检验。结果表明，该设计方法切实可行，精度高，对阀芯设计有一定的参考价值。关键词：型面设

2、计；包络线法；阀芯中图分类号：TH138文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2013．10．012hnprovedMethodforDesigningtheContourofControlValvePlugBasedontheEnvelopMethodCHENGPeng一，LIQing—lian一，LIChun，(1．ScienceandTechnologyonScramjetLaboratory，NationalUniversityofDefenseTechnology，Changsha410

3、073，China；2．NationalUniversityofDefenseTechnology，Changsha410073，China)Abstract：Inordertodesignthecontourofcontrolvalveplugwithageneralvalveseat，animprovedmethodbasedontheen-velopmethodisbroughtforward．Thismethodisemployedtodesigntwocontoursofcontrolvalveplug．onewitha

4、rccontourofvalveseatandanotherwithparaboliccontourofvalveseat．Thecontoursdesignedarecheckedbynumericalmethod．Theresultsindicatethatthismethodisfeasibleandaccurateanditcouldprovidecertainreferencesignificancefordesigningthecontourofvalveplug．Keywords：contourdesigning；e

5、nvelopemethod；valveplug1前言阀阀芯型面进行二次拟合，最后得到了满足线性流量特性的调节阀曲线j。调节阀作为液压气动控制系统中的终端元杨明等提出一种阀芯的设计方法，其采用了件，在调节系统中必不可少¨j。阀芯作为调节阀曲线包络线对阀芯型面建立起数学模型硼。其的关键部件，其型面直接决定了调节阀的流量调模型是针对具有尖角的阀座而建：丑的，如图1节特性，型面的合理设计对于提高调节阀的性能所示。文中所述等值面积曲线旗是内会点处以及生产效率意义重大。得出的，因此对于每个开度，节流面积都是阀尖目前阀芯的设计还没有一个高效、通

6、用的设点与阀芯上某点的连线。而对于一般情况，当阀计方法，主要还是以作图、流量试验和修形结合的芯移动时，其节流面积对应的位置相对阀座来说设计方法。然而这样的设计方法过程复杂、效不是确定的，如图2中A与A为不同阀芯位置率低、研发周期长、开发费用高，严重降低了企业对应的节流面积位置。因此文献中的方法只能满的效率。足具有特定阀座的调节阀门设计，对于一般阀座李战明等采用BP神经网络的方法，对调节来说却不适用。收稿日期：2013—02～01基金项目：国防科学技术大学优秀研究生创新资助项目(S120102)2013年第4l卷第10期流体机械55

7、由此可以采用求解曲线族相邻曲线公切线的方法式中S——节流面积，m得出近似的包络线。图5给出了采用公切线求解P—一阀芯位移，m包络线的示意。根据上文计算方法求解阀芯型面曲线。求解结果如图6、7所示。图中y轴即为调节阀的对称轴，计算出来的阀芯型面曲线为整个阀芯型面的翟’。．D．线2：菘：．’

8、·．·．·一。工作部分。图6实例1计算结果0．01x(m)图7实例2计算结果为了检验设计结果，对不同阀座位移下的最小面积进行数值计算。采用搜索法找出阀芯与阀3阀芯型面设计实例与数值验证座之间的最小面积作为节流面积。对计算出来的位移与最小面积数据点

9、进行线性拟合，拟合效果现采用本文方法针对两具具有不同阀座的阀如图8、9。芯型面进行设计。实例1阀座型面为圆弧，实例2阀座型面为抛物线型。阀座型面方程如下：f0．01l≤O．025：Yl=[0．03一(1—0．o4)]昌【。【0．0l≤2≤0．025