直动溢流阀功率键合图simulink、amesim建模仿真.pdf

溢流阀建模与仿真分析 姓 名 学 号 学 院 专 业 2014年7月12 日 摘要1 引言1 1.溢流阀结构及参数1 2.MATlab\Simulink 建模仿真2 3.运用功率键合图建立数学模型5 3.1 键合图的建立5 3.2 状态方程6 3.2.1 确定状态变量6 3.2.2 推导状态方程7 3.2.3 确定状态方程中的各量值8 3.4Matlab 仿真9 4.AMEsim 建模仿真12 4.1 模型的建立12 4.2 动态响应对比13 参考文献：14 摘要 介绍了溢流阀在液压系统中的作用、结构及动态特性，然后根据直动式锥型 溢流阀的结构简图及其相关参数，简要分析了其工作原理。根据力学平衡方程和 流体连续性方程，推算出该溢流阀的液流连续性、阀口流量、阀芯受力平衡等重 要数学模型，并依此构造出溢流阀的动态结构框图和传递函数。通过AMEsim、 Matlab软件仿真分析了其动态性能，得到了影响其动态性能的主要参数。 引言 溢流阀一种压力控制阀，在液压设备中主要起定压溢流作用，稳压作用，系 统卸荷作用和安全保护作用。定压溢流作用：在定量泵节流调节系统中，定量泵 提供的是恒定流量，当系统压力增大时，会使流量需求减小，此时溢流阀开启， 使多余流量溢回油箱，保证溢流阀进口压力，即泵出口压力恒定 （阀口常随压力 波动开启）。稳压作用：溢流阀串联在回油路上，溢流阀产生背压运动部件平稳性 增加。系统卸荷作用：在溢流阀的遥控口串接溢小流量的电磁阀，当电磁铁通电 时，溢流阀的遥控口通油箱，此时液压泵卸荷，溢流阀此时作为卸荷阀使用。安 全保护作用：系统正常工作时，阀门关闭，只有负载超过规定的极限 （系统压力 超过调定压力）时开启溢流，进行过载保护，使系统压力不再增加 （通常使溢流 阀的调定压力比系统最高工作压力高10%～20%）。 综上所述，液压技术是现代科技中非常重要的技术手段，而溢流阀作为液压 系统中一个非常关键的部件，对溢流阀的研究必将改善溢流阀的工作性能，从而 提高整个液压系统的操作性能，在实际生产中，必将带来可观的经济效益。 1.溢流阀结构及参数 结构形式的选择是进行直动式水压溢流阀设计所面临的首要问题。为了提高 直动式溢流阀的稳定性,在阀的入口处并联阻尼通道,增加系统阻尼,并且阀芯易 于更换。溢流阀(锥阀芯)总装结构剖面图如图2—1所示。 1—阀体 2一密封垫 3一阀座 4一弹簧 5一密封圈 6一防松螺母 7一压紧螺栓 8一阀盖 9一密封圈 10一弹簧上座 11一弹簧下座 12一阀芯13一可变阻尼孔螺堵 图2—1溢流阀装配图(锥阀） 1 该阀由阀体、阀座、阀芯、弹簧座等部件组成。阀体左端和下端为16mm螺 纹孔,用于管道连接件的安装;阀座3有两种型号一7mm和12mm通径,在同一阀体 上可更换这两种型号阀座:对于各型号阀座,有锥阀、滑阀、球阀、平板阀4种阀 芯可更换;密封圈2被阀座3旋紧压变形,用于密闭阀体左端的进水腔;阀座左端 为4mm螺纹孔,可更换一系列带有不同阻尼孔的螺堵;阀芯插入阀座后,左端的阻 尼活塞起导祠作用,保证阀芯在开启后不会倾斜;阀芯右端为弹簧下座11,对弹 簧起支撑和定位作用;弹簧上座10对弹簧起支撑和定位作用,此外弹簧上座加工 有密封槽,用于安装密封出水腔的密封圈;防松螺母6用于防止试验过程中振动 造成的压紧螺栓7的松懈,保持弹簧的预压缩量恒定。 该阀最大特点为:阀座3可更换为6mm和7mm通径阀座,阀芯12在两种通径 阀座下可分别更换为锥阀、滑阀、球阀和平板阀;可用更换螺堵的方式更换一系 列阻尼孔。 溢流阀正常工作时,高压水从左端孔进入,然后通过可变阻尼13的孔进入阀 座3的敏感腔;当达到弹簧4所设定的