稳态液动力对多路阀阀芯操纵力的影响
2017年5月
第45卷第10期
机床与液压
MACHINE TOOL ＆HYDRAULICS
May 2017
Vol.45No.10
DOI ：10.3969／j.issn.1001-3881.2017.10.019
收稿日期：2016-01-08
基金项目：四川省科技支撑计划资助项目（2014GZ0126）作者简介：邓斌（1964-），男，教授，博士生导师，研究方向为机电液一体化三E -mail：244791437＠https://www.wendangku.net/doc/7812291325.html,三
稳态液动力对多路阀阀芯操纵力的影响
邓斌，邱方长，吴文海，柯坚，王国志
（西南交通大学机械工程学院，四川成都610031）
摘要：利用AMESim 平台搭建多路阀铲斗联负流量控制系统，在不同负载条件下仿真得到输出流量与阀芯行程之间的关系，并以此确定FLUENT 仿真模型在不同阀芯行程下的进口油液速度三基于FLUENT 仿真，发现随着阀芯行程的增大，阀芯上的稳态液动力先增大后减小，方向与阀芯运动方向相反，使阀口趋于关闭，且负载越大，稳态液动力越小三通过误差分析发现，在计算阀芯操纵力时，忽略稳态液动力，会导致较大的计算误差三所以在建立阀芯的静态力平衡方程时，有必要将稳态液动力考虑在内三
关键词：多路阀；负流量控制系统；稳态液动力；操纵力
中图分类号：TH137.52 文献标志码：A 文章编号：1001-3881（2017）10-068-4
Influence of Steady-state Flow Force on Operating Force of Multi-way Valve Spool
DENG Bin，QIU Fangchang，WU Wenhai，KE Jian，WAND Guozhi
（School of Mechanical Engineering，Southwest Jiaotong University，Chengdu Sichuan 610031，China）
Abstract ：A negative flow control system of the bucket of multi-way valve was built by using AMESim platform.The relationships
between output flow and spool stroke under different load conditions were obtained by simulation，then the speed of oil imports of FLU-ENT simulation models at different spool stroke was determined.Based on FLUENT simulation，it is found that with spool stroke in-creasing，the steady-state flow force on the spool increases first and then decreases，with opposite direction to the spool movement，tending to close the valve port.And the greater the load，the smaller the steady-state flow force.Through error analysis，it is found if
ignoring the steady-state flow force，a larger calculation error will be resulted in when calculating the operating force of the spool.Therefore，it is necessary to take the steady-state flow force into account when establishing the static force balance equation of spool.
Keywords ：Multi-way valve；Negative flow control system；Steady-state flow force；Operating force
多路阀是挖掘机整机液压系统中最为关键的液压控制元件之一，通过它控制了挖掘机的行走装置二回转二动臂二斗杆和铲斗等机构的所有动作，是决定挖
掘机运动性能的核心元件[1-2]三挖掘机上的多路阀多采用先导阀控制，在研究先导阀与多路阀的匹配时需要建立多路阀的数学模型三文献[3-6]中对多路阀的静态性能进行了研究，并建立了数学模型，但在建立阀芯静态力平衡方程时都忽略了稳态液动力的影响三文献[6-7]中将多路阀阀口开启运动过程分为恒压过程和恒流过程两个工况进行理论分析，发现阀芯的稳态液动力随阀芯行程的增大先增大后减小三
作者以多路阀KMX15R 铲斗联为研究对象，利用AMESim 平台搭建其负流量控制系统，在不同负载条件下，仿真得到铲斗联在开启过程中输出流量的大小，并以此确定FLUENT 仿真模型在不同阀芯行程下的进口油液速度三基于FLUENT 仿真，得到不同负载条件下，阀芯的稳态液动力与阀芯行程之间的关系，并分析负载对稳态液动力的影响三通过比较考虑稳态
液动力和不考虑稳态液动力的阀芯操纵力计算结果，并进行误差分析，确定稳态液动力对多路阀阀芯操纵力的影响三同时分析负载大小对稳态液动力的影响，提出减小稳态液动力对多路阀阀芯操纵力影响的方法三
1 多路阀流量与阀芯行程关系研究
利用AMESim 仿真平台搭建挖掘机多路阀铲斗联负流量控制系统模型，通过仿真得到在油缸承受不同负载条件下，多路阀铲斗联输出流量与阀芯行程之间的关系三
1.1 AMESim 仿真建模
挖掘机多路阀铲斗联结构原理如图1所示，因为
阀芯左右移动原理相同，文中主要研究向右移动时阀芯受到的稳态液动力三如图1所示，阀芯向右移动，进油口5与油口4接通，液压油通过阀芯上的圆形节流槽流入油缸无杆腔，推动活塞往外运动三油缸有杆腔油液通过油口6回油三进油口5的小部分油液通过阀芯中间的U 形节流槽回油，回油路上设有节流孔，
万方数据