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分析了换向阀的先导结构参数对主阀芯的影响,主要包括三个方面:换向阀先导压力的大小影响主阀阀芯的受力大小,换向阀先导流量的大小影响主阀阀芯运动速度的大小,先导控制端的结构参数影响主阀的运动特性。通过建立仿真模型并对模型进行分析,获得大流量换向阀主阀阀芯的开启时间、主阀阀芯的运动位移以及主阀阀芯的运动速度的变化与先导压力和先导流量的关系曲线。根据关系曲线,改变换向阀的设计结构参数,从而获得满足要求的换向阀特性曲线。仿真结果表明:提高弹簧刚度、提高弹簧预压缩量、增大阀芯行程、减小控制端作用面积,可以提高阀开启先导压力,减小先导流量。但过大的弹簧刚度,不利于阀的结构布局;过大的预压缩量,不利于阀芯的运动稳定性;过大的阀芯行程,增大了阀的结构尺寸,使阀的响应性变差;过小的控制端面积,不利于阀的快速响应。因此应根据实际情况,适当选取各参数值。通过AMESim对换向阀仿真分析,避免了大量的流体计算过程和繁重的测试实验。仿真结果显示,换向阀具有较好的可靠特性,但稳定性一般。仿真结果为液压元件的设计与选择提供了依据。对比试验结果,证实阀的存在一定压力波动,因此可改进阀的结构设计,以获得满足要求的换向阀结构。
换向阀结构的改进设计, 弹簧座结构的改进设计在外部结构尺寸不改变的情况下,减小阀的行程,提高阀的响应特性。阀的行程改变与弹簧座之间的距离有关。通过改变两弹簧座之间的距离,改变阀的行程。根据仿真分析知,将阀的行程设计为20mm。设计中可采用两种方案:1)增大弹簧座的安装高度,减小阀芯行程;2)增大阀芯轴向长度,减小阀芯行程。改变弹簧座后的结构图,其中改变前弹簧座的高度,改变后的弹簧座高度,改变前弹簧座之间的距离,改变后的弹簧座之间的距离。
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