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液壓閥中常見的液動力補(bǔ)償方法

 blackhappy 2019-03-11

一般情況下,液壓閥中的錐閥、全周開口滑閥閥芯所受穩(wěn)態(tài)液動力方向始終趨于使閥口關(guān)閉,全周開口滑閥瞬態(tài)液動力方向則與閥腔內(nèi)流體加速度方向相反,大小與閥芯運動速度成正比。

注:一般液壓控制閥中瞬態(tài)液動力可以忽略,但對于動態(tài)響應(yīng)很高的閥(高頻響比例閥、伺服閥、高速開關(guān)閥等),瞬態(tài)液動力必須給與重視。

閥芯所受穩(wěn)態(tài)液動力可分為軸向分量和徑向分量,實際中針對兩個方向上的液動力有不同的補(bǔ)償設(shè)計方法,本文主要介紹常見的穩(wěn)態(tài)液動力補(bǔ)償方法。

1、均壓槽

加工誤差會引起閥芯帶有錐度,在閥芯臺肩上開周向均壓槽,槽內(nèi)壓力處處相等,徑向液壓力得以平衡,抵消閥芯徑向液動力。

液壓閥中常見的液動力補(bǔ)償方法

2、通油節(jié)流孔

當(dāng)液流進(jìn)出控制體的射流角為90度時,不會產(chǎn)生軸向液動力。在閥套或閥芯上合理布局并開設(shè)徑向孔作為通油孔,完全打開的孔射流角為90度則不會產(chǎn)生液動力,只有未完全開啟的節(jié)流孔才會產(chǎn)生液動力,因而穩(wěn)態(tài)液動力大幅減小。

哈威LHDV平衡閥主閥芯上節(jié)流孔交錯分布,減小穩(wěn)態(tài)液動力。

液壓閥中常見的液動力補(bǔ)償方法

LHDV平衡閥主閥芯結(jié)構(gòu) [2]

液壓閥中常見的液動力補(bǔ)償方法

LHDV平衡閥主閥閥口[2]

相同原理,還可在閥套上開設(shè)系列節(jié)流小孔補(bǔ)償液動力。

液壓閥中常見的液動力補(bǔ)償方法

閥套節(jié)流孔 [3]

3、滑閥芯導(dǎo)向臺肩

全周開口閥芯穩(wěn)態(tài)液動力總是指向閥口關(guān)閉的方向。可通過導(dǎo)向槽產(chǎn)生一個指向閥口打開方向的液壓力來抵消液動力。

液壓閥中常見的液動力補(bǔ)償方法

臺肩凹槽結(jié)構(gòu) [4]

或者讓閥芯臺肩帶有斜角,抵消穩(wěn)態(tài)液動力。

液壓閥中常見的液動力補(bǔ)償方法

傾斜臺肩結(jié)構(gòu)[1]

4、特殊閥腔結(jié)構(gòu)

通過優(yōu)化閥套或者閥芯結(jié)構(gòu),使閥芯和閥套之間形成特殊結(jié)構(gòu)的閥腔,改變流體流動狀態(tài)補(bǔ)償液動力。

方法一——過渡容腔

下圖中,節(jié)流口v2處油液流動產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)液動力向左。設(shè)計過渡容腔改變?nèi)萸怀隹趘3處油液的出流狀態(tài),使閥芯再次受到一向右的穩(wěn)態(tài)液動力,抵消閥口v2的液動力。

液壓閥中常見的液動力補(bǔ)償方法

LHB-3E型平衡閥[5]

方法二——閥芯圓錐軸頸

壓力腔(Ps)全周開口處閥芯液動力Fs1向左。通過使回油腔(P0)閥芯兩端軸頸具有一定錐度,改變液動力 Fs2方向(向右),使其與 Fs1方向相反,抵消液動力。

液壓閥中常見的液動力補(bǔ)償方法

閥芯圓錐軸頸[3]

Moog79系列某款伺服閥閥芯采用類似結(jié)構(gòu)。

液壓閥中常見的液動力補(bǔ)償方法

5、流道改造

通過改造閥體流道方向,改變出入口流體流動狀態(tài),實現(xiàn)液動力補(bǔ)償。

液壓閥中常見的液動力補(bǔ)償方法

斜向油口[6]

6、錐閥芯導(dǎo)流平臺

錐閥閥芯上的導(dǎo)流平臺可改變閥口出流方向,補(bǔ)償錐閥液動力。

液壓閥中常見的液動力補(bǔ)償方法

錐閥導(dǎo)流平臺[7]

液壓閥中常見的液動力補(bǔ)償方法

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