2D电液转阀式换向阀阀芯卡紧力分析

Hydraulics Pneumatics&Seals/No.04.2016 doi:10.3969/j.issn.1008-0813.2016.04.002

0引言

转阀是手动或者机动使阀芯旋转换位，实现改变油路状态的换向阀[1]。在液压控制元件中，按其结构特点可以分为滑阀、转阀、锥阀，在实际的设计应用中，主要以滑阀和锥阀为主，而转阀的运用则比较少，主要是因为转阀作用在阀芯上的径向力极易不平衡，造成阀芯的“卡滞”现象。但转阀相对于滑阀和锥阀也有其相对的优越性，转阀通过旋转运动来实现其运动机理，在电—机械转化器中，电机也做旋转机构，因此传动机构相对于滑阀和锥阀大大的简化[2]。浙江工业大学阮健教授等研发的2D系列液压阀，采用阀芯双自由度运动原理，已包含2D电液数字伺服阀、2D电液比例换向阀、2D高频激振阀等[3]。本文所述的2D电液转阀式换向阀就是基于2D电液比例换向阀的创新和衍生。2D电液转阀式换向阀也存在明显的径向力不平衡现象。因此本文对2D电液换向阀阀芯卡紧现象及其径向卡紧力作分析,有助于电液换向阀的优化设计及性能提高,及2D阀设计理论体系完善。12D电液转阀式换向阀工作原理

2D电液转阀式换向阀结构如图1和图2所示，其主要由比例电磁铁，压扭联轴器，阀芯，阀体、阀套组成。比例电磁铁、压扭联轴器和阀芯同心连接在一起，其阀体为常规三位四通阀体相似，但阀体两侧分别对称安装压扭联轴器，比例电磁铁通过定位端盖与压扭联轴器同轴连接。阀芯有两个台阶，在每个台阶上对称分布着相同大小的直角矩形槽口。阀体上的低压油路通道T与阀体两侧腔体贯穿，高压油路通道P与阀体中心环形槽贯穿，

并通过阀套窗口贯穿于阀芯两台肩间。

1、5-比例电磁铁

2、4-对中弹簧

3、8-压扭联轴器6-阀体7-阀芯

图12D

转阀式换向阀结构图

图22D转阀式换向阀阀芯

2D电液转阀式换向阀阀芯卡紧力分析

童成伟，阮健，孔晨菁，刘奎

（浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室，浙江杭州310014）

摘要：介绍了2D电液转阀式换向阀的工作原理，提出了一种2D电液转阀式换向阀的设计方案；应用缝隙流动原理，对2D电液转阀式换向阀阀芯在偏心情况下的径向卡紧力进行系统理论分析，得到阀芯液压卡紧力的理论计算公式；运用MATLAB软件进行数值计算，得出阀芯径向卡紧力与偏心角位置和高低压槽口夹角的关系。

关键词：2D；电液转阀式换向阀；缝隙流动；卡紧力

中图分类号：TH137文献标志码：A文章编号：1008-0813（2016）04-0005-04

Analysis of The Clamping Force for2D Electro-hydraulic Rotary Valve

TONG Cheng-wei,RUAN Jian,KONG Chen-jing,LIU Kui

(Key Laboratory of Special Purpose Equipment and Advanced Processing Technology,

Ministry of Education,Zhejiang University of Technology,Hangzhou310014,China）

Abstract：Introduces the working principle of2D electro-hydraulic rotary valve,and puts forward a design scheme of2D electro-ydraulic rotary valve.Based on the principle of gap flow and analysis of the radial clamping force of the spool of2D electro-hydraulic rotary valve un-der eccentric conditions，the theoretical calculation formula of the clamping force of the spool is https://www.360docs.net/doc/7310687987.html,ing MATLAB software to draw the relationship of spool radial clamping force with eccentric angle and the angle of high and low pressure groove.

Key words：2D;electro-hydraulic rotary valve;gap flow;clamping force

收稿日期：2015-10-26

基金项目：浙江省重点科技创新团队（2011R50011）

作者简介：童成伟（1991-），男，浙江杭州人，硕士，主要研究方向是流体

传动与电液数字控制。