插裝式三通比例減閥研究.pdf

1、電液比例技術在多路閥上的應用大大的改善了多路閥的性能，改善了工程機械的操控性，提高了自動化程度。電液比例多路閥主要采用比例壓力閥作為先導級，通過先導閥控制主閥芯的位移進而控制系統(tǒng)流量。本課題以比例多路閥的先導級插裝式三通比例減壓閥做為研究對象，研制了大噸位汽車起重機用插裝式三通比例減壓閥，并在研發(fā)過程中提取了與之相關的一些理論。
　　 研發(fā)的過程包括閥部分的設計和比例電磁鐵的設計。閻的設計主要利用流體力學的相關理論設計了閥的結構

2、形式、閻口形式以及結構參數等。比例電磁鐵的設計首先利用磁路計算的方式并結合比例電磁鐵漏磁通的特殊性進行初步設計，然后利用Ansoft電磁場仿真對關鍵參數進行參數化仿真分析，確定了電磁鐵的最終結構.利用Ansoft與AMESim聯(lián)合仿真進一步分析了電磁鐵及閥的結構參數對三通比例減壓閥動靜態(tài)性能的影響。搭建了閥的專用實驗臺，在Labview平臺上編寫了比例電磁鐵實驗臺以及閥實驗臺的測試程序。加工了比例電磁鐵樣品以及三通比例減壓閻樣品并在實驗

3、臺上進行了實驗，實驗表明樣品與Bucher產品的動靜態(tài)特性相近，另外通過實驗驗證了仿真模型的正確性。最后對樣品進行了上車試驗，驗證了產品的實車性能。
　　 研發(fā)過程中的理論研究包含了以下幾個方面：1)建立了三通比例減壓閥控主閥的數學模型，利用數學模型對重要參數進行分析。2)對于影響比例電磁鐵位移力特性的重要參數進行了分析，發(fā)現了比例電磁鐵額定推力與有效行程之間的內在矛盾。將影響位移力特性的結構參數分為內部參數和外部參數，并分別研

4、究了它們對于位移力特性的影響及其內在聯(lián)系。3)通過比較不同占空比的PWM波的傅立葉級數，指出50％占空比的PWM波所含交流成分最大，過大或是過小的占空比的PWM波交流成分都很小從而造成電磁鐵滯環(huán)的增大，進而指出這種驅動方式對于線圈電阻相應的要求。4)提出通過調整極靴結構參數來調整位移力特性進而實現液動力補償的方法，并用仿真驗證了這種方法的可行性。5)對于閻芯以及銜鐵組件這兩個加工難度高的零件和部件進行了工藝研究，確立了加工簡單、成本低廉

5、的結構。
　　 本論文的主要內容分為7章，現分述如下：
　　 第一章，在綜合國內外文獻的基礎上，闡述了比例多路閥、三通比例減壓閥以及比例電磁鐵的發(fā)展應用和國內外研究現狀，提出本課題的研究意義和主要研究內容。
　　 第二章，建立了三通比例減壓閥控主閥系統(tǒng)的傳遞函數，在此數學模型基礎上對一些重要參數對于系統(tǒng)動靜態(tài)特性的影響進行分析，得到了一些有指導意義的結論。
　　 第三章，根據三通比例減壓閥的實際需要確定了

6、閥設計的目標參數，對閥部分的結構形式、閥口形式及結構參數進行設計計算，并對閥芯的工藝性進行了研究。
　　 第四章，選擇了制作該比例電磁鐵的磁性材料，在建立比例電磁鐵磁路模型的基礎上，結合直流電磁鐵的設計方法并考慮到比例電磁鐵漏磁通的特殊性，探索了比例電磁鐵的設計方法并對本課題所涉及的比例電磁鐵進行設計。重點對于比例電磁鐵位移力特性的影響因素進行了研究。對PWM波驅動進行了研究并探討了其對于線圈電阻的要求。對銜鐵組件的加工工藝進行

7、了研究。
　　 第五章，利用Ansoft參數化仿真功能研究了比例電磁鐵的重要參數對其性能的影響，確定了比例電磁鐵的結構參數。探討了Ansoft和AMESim兩個仿真軟件的聯(lián)合使用，在此基礎上建立了三通比例閥控主閥的仿真模型，并研究了重要參數對于系統(tǒng)性能的影響。提出并用仿真驗證了通過調整比例電磁鐵位移力特性來實現液動力補償的方法。
　　 第六章，搭建了三通比例減壓閥測試專用實驗臺，在Labview平臺上編寫了比例電磁鐵實驗