滑阀的力学特性

表1

滑阀上的

作用力

计算公式

附图及说明

惯性力

F_I

m_vt——总质量，kg

m_v——阀芯质量，kg

——阀芯加速度，m/s²

ρV₀——阀芯腔室中油液的质量；ρ为油液的密度，kg/m³

V₀——油液容积，m³

——前置级至滑阀两端管道中各段油液质量折算到阀芯处的等效质量；A_i、V_i为各段的截面积和容积，A_v为滑阀的端面积

黏性

摩擦力

F_v

B_v——滑阀的黏性摩擦系数

μ——油液的动力黏性系数，Pa·s

d——滑阀直径，m

l——阀芯凸肩总长，m

r_c——阀芯与阀套的径向间隙，m

液压

卡紧力

F_L

α_L——侧向力系数；t/c＝0.9时，α_Lmax＝0.27

d——滑阀凸肩直径，m

l——滑阀凸肩宽度，m

p₁，p₂——凸肩两侧压力，Pa

t——侧压时大端的最小间隙，m

c——阀芯处于中心时大端处的径向间隙，m

e——阀芯与阀套的偏心距，m

减弱措施：

(1)控制锥度使t/c=1，减少侧向力；(2)在阀芯两端支承凸肩上开3~5条环形槽，可显著减少侧向力；(3)提高过滤精度，减少因杂质造成的卡住现象

稳态

液动力

F_s

(1)流过单个阀口时：

方向：力图使阀口关闭

(2)各种滑阀的稳态液动力见表2

C_d，C_v——流量系数、速度系数；C_d＝0.61，C_v＝0.98

W——面积梯度，m

Δp——阀口上的压降，Pa

θ——阀口处的射流角，θ＝69°

K_s——液动力刚度系数，K_s＝0.43WΔp，N/m

补偿办法：

(1)径向小孔法；(2)回流凸肩法；(3)负力窗口法；(4)压降法

瞬态

液动力

F_t

(1)流过单个阀腔时：

方向：与阀腔流体加速的方向相反

(2)各种滑阀的瞬态液动力见表2

L——液体在阀腔内的实际流程；F_t与x_v方向相反为正阻尼；F_t与x_v方向相同为负阻尼

B_t——阻尼长度

滑阀

的运动

方程

F_g——滑阀的驱动力，N

F_k——弹簧力，F_k＝K_Lx_v

K_L——弹簧刚度

注：侧向力F_L补偿后造成的摩擦力较小，已忽略

表2

滑阀类型

工作阀口数

稳态液动力F_s

瞬态液动力F_t

四

通

滑

阀

零开口(表滑阀的种类及特征中图c)

2

0.43W(p_s-p_L)x_v

正开口(表滑阀的种类及特征中图f)

4

0.86W(x_vp_s-Up_L)

三

通

滑

阀

零开口(表滑阀的种类及特征中图b)

1

正开口(表滑阀的种类及特征中图b)

2

0.43W[x_vp_s+U(p_s-2p_c)]

带两个固定节流孔的正开口四通滑阀(表滑阀的种类及特征中图d)

2

0.43W[x_v(p₁+p₂)-Up_L]

带一个固定节流孔的正开口二通滑阀(表滑阀的种类及特征中图a)

1

0.43Wp_cx_v