高压容腔卸压过程分析与新型卸压阀的设计

论文摘要

锻压机床在进行压力加工时,液压控制的工作缸要有快速下行、慢速加压、保压延时、快速回程、原位停止五个阶段。工作过程中,液压缸和液压系统需有很高的压力,保压结束后,油缸的工作腔和一部分液压管道组成的高压容腔,压力达到最大。高压容腔由于油液的压缩及管路的弹性变形等,贮存了大量能量,工作压力越高,高压容腔容积越大,贮存的能量就越大。在进入回程阶段时,需先释放掉保持在高压容腔中的液压能,该过程即为卸压,卸压过慢,会延长工作循环周期,影响锻件质量,卸压过快,将引起液压系统的剧烈冲击、振动和噪声,会对锻压设备造成很大破坏,影响锻压机床的使用寿命。因此,本课题的追求目标是,对大型压机高压容腔的泄压过程进行分析,在可容忍的冲击下,使泄压过程最快。本文首先介绍了几种常见的卸压过程,对其进行分析,指出其存在的问题,通过对卸压过程进行分析,得出影响卸压过程的主要因素有：高压容腔的容积、高压容腔的最高压力及泄流口面积大小,并从引起卸压冲击的根本原因动量的变化入手,指出通过控制流量的合理增加,来控制动量的变化,并得出压力与面积随时间变化的曲线图,为快速无冲击卸压阀的设计提供了理论依据。基于对卸压过程的分析,采用负载敏感技术,设计了新型卸压阀。该阀主要由三部分组成：液控单向阀、节流阀以及外控内泄式顺序阀。该卸压阀通过液控单向阀来控制卸压阀的开启,并在保压阶段起保压作用；而节流阀的作用主要是随负载改变节流孔口面积完成卸压；卸压结束开始回程主要是通过顺序阀来控制。对于卸压阀的设计关键在于节流阀芯的设计,通过列举数据,并对其进行分析,得出压力变化量与阀口面积变化量的关系式,并建立弹簧位移与压力变化的关系,以此得出节流阀口面积随位移变化的孔口形式。最后对该卸压阀的性能进行了分析,并对其试验进行了设计。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 选题的背景及意义
• 1.2 国内外液压机发展概况
• 1.2.1 液压技术的发展历程及发展趋势
• 1.2.2 锻造液压机的发展概况
• 1.3 液压机卸压冲击研究概述
• 1.3.1 液压冲击概述
• 1.3.2 液压机卸压冲击的研究现状
• 1.3.3 常见液压机卸压回路
• 1.4 MATLAB软件介绍
• 1.5 本论文的主要研究内容
• 第二章 高压容腔卸压过程分析
• 2.1 引言
• 2.2 常见高压容腔卸压过程分析
• 2.2.1 采用固定节流口卸压
• 2.2.2 采用分级卸压
• 2.2.3 采用比例节流阀卸压
• 2.3 高压容腔无冲击快速卸压过程分析
• 0'>2.3.1 泄油量q及初始泄油口面积A₀
• 2.3.2 高压容腔瞬时压力p、泄油口面积A
• 2.3.3 △t及泄流变化率k的确定
• 2.4 本章小结
• 第三章 新型卸压阀的结构设计
• 3.1 引言
• 3.2 新型卸压阀的整体设计
• 3.2.1 负载敏感技术
• 3.2.2 新型卸压阀的功能结构及卸压回路的设计
• 3.3 液控单向阀的设计
• 3.3.1 液控单向阀的工作原理及结构形式
• 3.3.2 结构设计
• 3.3.3 设计计算
• 3.4 顺序阀的设计
• 3.4.1 结构形式和工作原理
• 3.4.2 顺序阀的应用特点
• 3.4.3 顺序阀结构设计
• 3.5 节流阀的设计
• 3.5.1 节流阀结构形式
• 3.5.2 节流阀有关参数设定
• 3.5.3 节流阀面积与压力变化规律
• 3.5.4 节流阀弹簧及阀芯的设计
• 3.6 本章小结
• 第四章 新型卸压阀的性能分析和试验设计
• 4.1 引言
• 4.2 新型卸压阀的性能分析
• 4.3 新型卸压阀的试验设计
• 4.3.1 液压试验概述
• 4.3.2 卸压阀的主要试验项目
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录