[發(fā)明專(zhuān)利]一種實(shí)現(xiàn)閥芯開(kāi)啟規(guī)律的節(jié)流桿切削深度的計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710373392.X
• 申請(qǐng)日: 2017-05-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107269624B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樂(lè)貴高;杜堯
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F15B19/00
• 分類(lèi)號(hào): F15B19/00
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專(zhuān)利中心 32203
• 代理人: 朱沉雁

1.一種實(shí)現(xiàn)閥芯開(kāi)啟規(guī)律的節(jié)流桿的切削深度的計(jì)算方法，其特征在于，具體步驟如下：

步驟一、建立閥芯位置的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)閥芯開(kāi)啟位移與時(shí)間的數(shù)據(jù)點(diǎn)，利用MATLAB軟件中的polyfit函數(shù)將其擬合成5階多項(xiàng)式：

y＝a₀+a₁t+a₂t²+a₃t³+a₄t⁴+a₅t⁵ (1)

公式(1)即為擬合的閥芯的開(kāi)啟位移與時(shí)間的關(guān)系，其中y為閥芯位移；t為時(shí)間；a₀、a₁、a₂、a₃、a₄、a₅均為多項(xiàng)式系數(shù)；

步驟二、根據(jù)牛頓第二定律，閥芯位置的運(yùn)動(dòng)方程為：

公式(2)中m為慣性質(zhì)量；為閥芯運(yùn)動(dòng)加速度；p₂為液壓缸進(jìn)油腔壓力；A₁為進(jìn)油腔活塞的推力面積；p₃為液壓缸緩沖腔壓力；A₂為緩沖腔有效作用面積，F(xiàn)為閥芯的開(kāi)啟力；R_f摩擦阻力；其中C＝0；

此時(shí)閥芯的開(kāi)啟過(guò)程簡(jiǎn)化為：

步驟三、通過(guò)節(jié)流孔流入油源的流量Q₂，得：

公式(4)中Q₂為通過(guò)節(jié)流孔流入油源的流量；為閥芯運(yùn)動(dòng)速度；C_d為流量系數(shù)；A_d為節(jié)流桿與回油腔圓孔配合形成節(jié)流孔面積；p₃為液壓缸緩沖腔壓力；p₄為油源壓力即大氣壓；ρ為液壓油密度；

步驟四、蓄能器氣囊內(nèi)為氮?dú)猓罁?jù)蓄能器的初始狀態(tài)和滿(mǎn)足供油時(shí)蓄能器的預(yù)充壓力，以氣體狀態(tài)方程為基礎(chǔ)，計(jì)算在蓄能器應(yīng)滿(mǎn)足的預(yù)充壓力下氣囊腔體積，蓄能器的放氣時(shí)間小于1min，認(rèn)為是絕熱狀態(tài)：

p₀v₀^k＝p₁v₁^k (5)

公式(5)中p₀為蓄能器初始狀態(tài)氣囊內(nèi)壓力；v₀為蓄能器初始狀態(tài)氣囊的體積；p₁為蓄能器待工作時(shí)氣囊內(nèi)壓力；v₁為蓄能器待工作時(shí)氣囊的體積；k為氣體常數(shù)；

步驟五、根據(jù)氣體狀態(tài)方程，計(jì)算蓄能器工作過(guò)程中壓力，蓄能器從待工作時(shí)1狀態(tài)到工作過(guò)程中2狀態(tài)時(shí)，其壓力增值為：

△p＝p₂-p₁＝p₁v₁^kv₂^-k-p₁ (6)

則蓄能器氣腔壓力的狀態(tài)方程為：

公式(7)中為進(jìn)油腔壓力的導(dǎo)數(shù)；為蓄能器氣囊腔容積的變化率；v₂為蓄能器工作時(shí)氣囊的容積；

步驟六、根據(jù)幾何關(guān)系計(jì)算切削深度與節(jié)流孔面積關(guān)系：

A_d＝2(πr²*2θ/2π-1/2*(r-c)r*sin(θ)*2)＝2(r²θ-(r-c)r sin(θ)) (9)

公式(8)中，θ為節(jié)流孔圓弧長(zhǎng)度一半對(duì)應(yīng)的圓心角；r為未切削的節(jié)流桿半徑；c為切削深度；

步驟七、求解的切削深度c是一個(gè)關(guān)于t的函數(shù)，閥芯位移y亦是時(shí)間t的函數(shù)，依據(jù)數(shù)學(xué)方法可以消除中間變量t，得到切削深度c與閥芯位移y的函數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)流桿切削深度的計(jì)算。