[發明專利]滑錐閥全周矩形節流口設計方法

有效

• 申請號: 201310428042.0
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN103511378A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 姚靜;周芳;宋豫
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: F15B13/02
• 分類號: F15B13/02
• 代理公司: 石家莊一誠知識產權事務所 13116
• 代理人: 李合印

技術領域

本發明涉及一種滑錐閥閥口設計方法，特別涉及一種滑錐閥全周矩形節流口設計方法。

背景技術

隨著國民經濟的快速發展，我國鋼鐵、能源、航空航天、國防、船舶等行業迅速崛起，這些行業對于重型機械裝備的要求越來越高。插裝閥作為大中型液壓系統中關鍵控制元件之一，其性能直接決定了液壓系統的動態品質和穩態特性。插裝閥主要由閥芯、閥套、控制蓋板和先導控制閥組成。具有通流能力強、密封性好、自動化程度高等特點。滑錐閥作為插裝閥閥芯的一種，通過滑錐閥的開啟、關閉動作和開啟量的大小來控制液流的通斷、壓力的高低、流量的大小以實現對液壓執行機構的方向、壓力和速度的控制。插裝閥的控制特性受滑錐閥的流量特性影響，而滑錐閥的流量特性與閥芯節流口形式及尺寸有關，因此滑錐閥節流口的設計至關重要。在設計滑錐閥時，計算閥口流量是最基本的環節，其流量特性與其節流口面積有關。通過合理配置節流口形狀及尺寸，可以獲得所需的閥口面積曲線，進而獲得所需的流量特性曲線。

國內外各個液壓件生產廠家的滑錐閥節流口結構各異，常見的滑錐閥節流口結構有三角形、半圓形、矩形和U形，節流孔個數通常為6個或4個。其中矩形節流口的滑錐閥在一定壓差下具有相當線性的壓差—流量增益曲線，可使液壓執行機構獲得良好的運動性能，故多數滑錐閥都采用矩形節流口。

目前，對于滑錐閥全周矩形節流口的設計領域僅利用節流面串聯和最小過流面分別計算等截面和漸擴形節流槽閥口面積的確定原則，推導出矩形節流槽閥口面積的計算公式，再利用疊加原理獲得矩形節流口面積，建立矩形節流口面積的計算程序，但并未對滑錐閥節流槽加工寬度和高度這兩個參數的求解問題進行研究，亦未將閥口開度與過流面積公式相結合對節流槽加工寬度和高度的求解進行公式分析，故而無法對全周矩形節流口滑錐閥的設計和生產實踐做出直接指導。

發明內容

針對上述現有滑錐閥全周矩形節流口設計和研究中存在的缺陷，本發明根據預得到的滑錐閥閥口流量特性曲線，尋找全周矩形節流口面積與節流口開口度的關系，進而得到滑錐閥全周矩形節流口的結構尺寸。

實現本發明的技術方案為：一種滑錐閥全周矩形節流口設計方法，該方法根據所需的流量特性曲線求解出閥口關鍵結構參數的近似值，然后通過繪圖對比分析來優化參數，最終確定參數，所述閥口關鍵結構參數包括節流槽加工寬度m以及節流槽加工高度b，所述設計方法具體步驟如下：

1）計算節流口開度與節流口過流面積的關系：

已知需設計的滑錐閥的流量特性曲線，根據滑錐閥流量公式，計算出預得到的節流口開度—過流面積曲線；

2）計算節流槽加工寬度m，并通過繪制不同m值對應的節流口開度—過流面積曲線與預得到的節流口開度—過流面積曲線對比進行參數修正，最終確定節流槽加工寬度m：

當x₁≤x＜b時，

A=∫0yαRndy=αRny---(1)]]>

式中：

α=2arctanm2h]]>

y=x-x₁