如何开展变幅平衡阀流量压差特性的台架试验??    东莞石排升高车出租,   东莞石排升高车,   东莞升高车出租     前面分别对变幅平衡阀进行了动力学分析和MATLAB数值仿真分析，为了验证上述分析的正确性，本文对变幅平衡阀进行了台架试验，对比了不同阀芯和控制压力对于变幅平衡阀流量压差特性的影响。试验台为某企业内部多功能主阀性能试验台，包括两个电比例主泵、一个负载敏感主泵、一个控制齿轮泵和一个抽油泵，还包括四套加载液压桥回路和主控制台等。手动溢流阀用于调节控制压力的大小，电控溢流阀调节油泵出口的压力，即平衡阀C口的压力P1，其控制电流由主控制台的旋钮控制。电比例主油泵的控制电流可以由主控制台的旋钮进行控制，使得系统的输出流量可以由最小值连续增大到最大值。由于条件限制，试验台的最大流量只能达到约170L/min，最大系统压力为200bar左右。进行压力传感器和流量传感器的安装。P1表示平衡阀阀前压力；P2表示平衡阀阀后压力；P3表示平衡阀控制压力，为了与仿真进行对比，控制压力取控制活塞表面的压力；Q表示平衡阀的流量。首先调节手动溢流阀，选定一个控制压力，然后调节主控制台的油泵排量旋钮，使油泵排量最高，最后调节电控比例溢流阀控制电流，使变幅平衡阀阀前压力连续变化，在此过程中测量变幅平衡阀流量的实时数据，共取三组不同的阀芯进行测试，三组阀芯的通流量各不相同，从左到右依次升高。试验控制压力取2组，分别为11.3bar和16.1bar，在每一组控制压力下，连续改变平衡阀阀前压力，测试流过平衡阀的流量，一个阀芯测试完毕后，换另一阀芯重复上述步骤。 将三个阀芯在不同控制压力下的流量饱和点和达到饱和的压差综合在表中。变幅平衡阀的流量饱和特性与控制压力和阀芯结构相关。对于装配同一个阀芯的变幅平衡阀，控制压力越大，平衡阀的饱和流量越高，达到流量饱和点的压差随着控制压力的增大而减小，这与前面数值仿真的结果相同。对于阀芯1和阀芯3，阀芯3的节流槽是阀芯1的两倍，由试验结果可以看出，阀芯3的饱和流量明显大于阀芯1，但是达到饱和的压差却小于阀芯1，这与前面分析的结果相同。阀芯2与阀芯3相比，节流槽的数量相同，但是阀芯2没有加工锥面，因此阀芯2的过流面积小于阀芯3，由测试结果可知，阀芯2的饱和流量小于阀芯3，并且阀芯2达到流量饱和的压差大于阀芯3。这与仿真的结果总体趋势相同。阀芯1与阀芯2相比，阀芯1有4个节流槽，加工了锥面，阀芯2有8个节流槽，没有加工锥面。根据测试结果，在控制压力较小时，阀芯1的饱和流量小于阀芯2，在控制压力增大后，阀芯1的饱和流量却大于阀芯2。分析出现该情况原因是，阀芯1在小开口时，4个节流槽加上锥面的组合阀口的过流面积小于阀芯2的8个节流槽的过流面积，但当控制压力增大后，阀芯1的开口度增大，加工了锥面全周开口的阀芯1过流面积的增加幅度大于阀芯2，使得中大开口时，阀芯1的过流面积大于阀芯2。这与仿真分析的结果相同。综上各个阀芯在不同工况下的测试结果可知，变幅平衡阀台架试验的结果与前述数值仿真分析结果基本趋势相同，从而证明了本文对于变幅平衡阀的流量压差特性分析的正确性。同时也证明了本文提出的数值分析法和加权平均法，可以用于复杂阀口过流面积和出流角度的计算。

     变幅平衡阀流量压差特性,   对落幅操控性的影响根据加压变幅液压系统的设计方案，加压变幅液压系统可以在重力变幅液压系统的基础上改进得到，因此一些主要元件，如发动机、变量泵和变幅油缸等与传统重力变幅液压系统相同，本文不再重点研究。本文将以25吨升高车为研究对象，重点分析变幅平衡阀、变幅主阀和控制系统等主要因素对加压变幅系统落幅操控性的影响。在不考虑液压油泄漏的情况下，可知起重臂的落幅角速度为：其中为变幅角度；PQ变幅油缸无杆腔的流量。变幅油缸无杆腔的流量决定了起重臂的落幅角速度，而在液压系统回路中，变幅油缸与变幅平衡阀串联，变幅油缸无杆腔的流量等于变幅平衡阀的流量，因此可以通过变幅平衡阀的流量控制，实现落幅角速度的控制。根据落幅操控性的评价方法可知，落幅角速度是评价落幅操控性的关键变量。由此可知，变幅平衡阀对落幅操控性具有重大的影响。为了提高落幅角速度的均匀性，加压变幅液压系统利用变幅平衡阀的流量饱和特性，主动限制变幅小角度或者重载时的落幅流量，达到限制最大落幅角速度的目的。重力变幅液压系统的平衡阀最大饱和流量为250L/min左右，加压变幅液压系统将平衡阀的最大饱和流量降低为约180L/min。改进前后的平衡阀芯都采用组合阀口，由变截面三角槽、V型槽和等截面三角槽组成，并且阀口均采用锥面全周开口。改进前的平衡阀芯有8个组合节流槽，其中4个有变截面三角槽，对称布置。改进后的平衡阀芯有4个组合节流槽，其中2个有变截面三角槽，也是对称布置。控制压力为20bar时，改进前后变幅平衡阀的流量压差特性曲线。改进后的变幅平衡阀的流量饱和点降低为180L/min左右，但是达到流量饱和点的压差明显提高。因此，本文在改变平衡阀阀口通流面积的同时，对平衡阀进出口的压差也进行了相应的调整。本文增大压差的措施主要有两项，首先向变幅油缸有杆腔通入压力油，并增大进油口额定流量；然后将主阀的落幅回油口改为全周开口，降低系统回油压力。

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      落幅二次溢流阀对落幅操控性的影响,   根据变幅机构的动力学分析可知，在没有附加外界作用力的情况下，在变幅大角度或轻载时，变幅油缸所受推力过小，导致起重臂落幅角速度过慢，为了提高变幅大角度或轻载时的落幅角速度，加压变幅液压系统向变幅油缸有杆腔引入压力油，变幅油缸有杆腔的压力由落幅二次溢流阀进行限制，因此落幅二次溢流阀的设定压力值对落幅速度具有重要影响，即对落幅操控性具有重要影响。改进后变幅平衡阀在控制压力20bar时的流量压差特性曲线，重力变幅液压系统的变幅油缸有杆腔没有加压，整个落幅过程中变幅平衡阀的压差范围处于△P1附近，流量持续增大，平衡阀的流量饱和特性不能充分发挥作用，不能限制变幅小角度时的落幅角速度。装配阀芯1的平衡阀在控制压力20bar时的流量压差曲线△P1△P2△P372加压变幅液压系统向变幅油缸有杆腔加压，提高了变幅平衡阀两侧的压差，但是如果压力过大时，变幅平衡阀的压差范围处于△P2附近，流量提前达到饱和点，使得起重臂小角度落幅时速度限制过大，同时还会造成有杆腔溢流，能量损失加大。因此需要合理设计变幅油缸有杆腔的压力，理想的情况是，落幅过程中，变幅平衡阀的压差范围在△P3附近变化，在△P3压差范围内，流量首先增大，随后逐渐减小，与第三章中提到的目标流量变化趋势符合，有利于提高落幅均匀性。本文经过多次测试后确定有杆腔的压力为15MPa，即调整落幅二次溢流阀压力至15Mpa。本文选用直动式溢流阀作为落幅二次溢流阀，因为直动式溢流阀与先导式溢流阀相比，具有开启迅速的优点，对于抑制系统压力冲击具有更好的效果。先导式溢流阀开启时，需要先开启先导阀，然后主阀芯才开启，响应相对滞后。

       变幅主阀对落幅操控性的影响,   在加压变幅液压系统设计时，为了消除变幅油缸有杆腔压力波动对变幅平衡阀的影响，本文没有选取有杆腔压力作为平衡阀的控制压力，而是采用控制手柄的先导油直接控制平衡阀。这样的选择会给落幅系统带来一个问题，那就是在落幅启动瞬间，由于起重臂的质量和惯性很大，有杆腔压力会在短时间内达到比较高的值，产生液压冲击，降低了起重机的落幅平稳性。为了解决这一问题，本文采用了基于压力控制的变幅油缸有杆腔进油方案，在变幅主阀芯上加工分流卸荷槽，抑制压力冲击，同时还可以改善变幅油缸的压力波动。加压变幅液压系统将变幅油缸的有杆腔与多路阀变幅联落幅油口连接，将压力油引入变幅油缸有杆腔中，其中一个关键的难点在于有杆腔流量如何匹配。为了提高落幅的均匀性，在大角度落幅时，起重臂和吊重作用在变幅油缸上的推力较小，此时变幅油缸有杆腔需要比较大的压力；在小角度落幅，起重臂和吊重作用在变幅油缸上的推力较大，此时变幅油缸有杆腔的压力需要减小。为了达到这个要求，需要设计变幅主阀芯落幅进油阀口的最大额定流量。综上分析可以发现，变幅主阀芯的相关参数对变幅油缸的压力具有重要影响，而变幅油缸的压力对于落幅操控性具有重要影响，因此变幅主阀芯是落幅操控性的重要影响因素。

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