常见滑阀最小过流面积分析与计算

- 个机械产品的操作性、可控性 、舒适性、节能性、环保性等是衡量这个机械产品质量的重要指标 大多数液压机械都是靠控制各个节流口的流量大邪液流方向让执行元件执行工作的 为了获得良好的可操作性和可控性.要求阀芯台阶上开口槽的形式和数量要有利于提高流量特性的刚性；较好的抗阻性：较差的粘度和温度变化敏感性：具有足够的流量调节范围和调节均匀性；易于实现较好的密封；尽量降低内泄漏；加工工艺良好等≮流槽形式的阀口液力直径较大，则抗阻性能校容易获得较小的稳定流量。流量调节范围宽。由于面积梯度小且容易控制，其流量微调性能优良n。

1 滑阀节流槽的开口形式滑阀常见的节流槽形式有 ：圆形、三角形。梯形、矩形以及这些形状的-种或几种复合组成的复杂的几何形状。如 U形节流槽、V形节流槽、L形节流槽。如图 1为复合型开口形状翻。

这些开口的形式可能是图2的情形[3]基金项目：四川侍育厅过程装备与控制工程四川高校重点实验室项目(GKZY201103)收稿日期：2013-02-25作者简介：佘俗(1980-)，男，四川自贡人，助理工程师，在读硕士，研究方向：液压元件及系统。

26o mmm图 1 复合型节流槽盯 昭图 2 复合型阀 口底部形状当然还有可能是其他的开 口形状.槽底面可能是平面、斜面、以及平面与斜面的组合。随着加工设备的智能化及曲面刀具的成型化槽 口及底面甚至可能是曲面。当然也可能是-条底线如 V形槽。如图 3所示是-些常见的开口形状2 阀芯开口位移与过流面积关系液压控制元件的阀口形式很多.大体可分为全周和非全周开口2种形式 但只有少数阀口面积与阀芯位移能用准确的函数表达 大部分因为开口形状太复杂-口面积与阀芯位移成非线形关系.很难得到解析式。-般只给出近似函数。更复杂的阀口结构没有现成的公式 非全周阀口由于阀芯台阶上有多个狭小的开口槽即存在着多个狭小过流面积的串联会造成阀口面液压 气动 与密 封，20l3年 第 08期当(r<

图 6 斜底的节流槽如果这个槽是比较规则的形状.且斜面的夹角为，这时 。的面积A。-A弧xcosflA斜，而且必须注意斜线临界点的取值范围。同样，Amin(A ，A，)这里不再具体地推导这里对比较典型的 U型.V型.L型阀口的过流面积计算进行-些探讨。

3 U型阀口的过流面积计算U型阀口结构简图如图5所示 .它是用很小的圆铣刀在阀芯处铣出的U型平底凹槽≮流槽前段是半圆槽，后端为等截面流道，设等截面流道长度为 ，等截面面积为 A。〃立如图所示的坐标系， 。表示阀口开度，可以得出圆柱面相贯线方程：f f 1 2：r2- 1) z (8)当 ≤r时.其所有 A的推导原理和过程和上面半圆形完全相同。当x>r时，A，l/2r·r22r(x-r) (9)A z2n arcsin arcsin ×( -r)(10)t////---～、k、. -番幽 7 V型 币 搋 憎节流槽相贯线方程为：fz r2：R2 i(-口)z(y-6)2(，-I I)z (12)V型槽的底线方程为：f(x- (y-b (13) 名0考虑其物理意义取 y-、/ 6。

得誓[产-( -口)2] (x-a)有 ay I [r2-(x，-a)1 d d( -口) (14)有 -誓所以有 。sO：-X/rZ-(X-l-a)2.这些计算可以求不规则的底线的开口槽 ，此 V型槽有更简单的计算方法，下面给出它们的计算表达式 ：A ln R2arcsi嗉 ( 瓣 )](15)。Rarcsin (16)Hydraulics Pneumatics& Seals/NO.08.201 3，：2 f dx0显而易见 A 2>A 3所 以Amin(A ，A 3)5 其他开口过流面积计算L型阀口计算比较简单.这里就不推导了。

绍-下全周开口.所谓全周开口就是正开El，盖，如图 8所示[51。

(17)下面介或正遮负遮盖 正遮盖图 8 全周 开口图其他过流面积计算公式：Amin21TR ，1T( -手)] (18)6 总结(1)这里只介绍了很少的几种开口的计算方法，具体问题具体分析才能比较正确地计算出过流面积与开口位移 的函数表达式：(2)当-种或几种形状的开口槽串联在-起时，用分段函数来表达过流面积与开口位移 的关系：(3)阀口面积函数的积分表达式为复杂的非线形函数时∩以用曲线进行拟合，得出阀口面积的近似表达式 ：(4)所有阀口的液体流态均为紊流，可以用公式：qc 、/2 /p (19)(锐边薄壁口CdO.62，当过流面积流道有-定长度时cdO.72)来计算。