机械工程学报

作者：孟彬, 杨冠政, 徐豪, 李胜, 阮健

单位：浙江工业大学机械工程学院 杭州 310023

关键词：插装阀,2D阀,比例阀,静动态特性,稳定性判据；

基金：国家自然科学基金(51975524)和国家重点研发计划(2019YFB2005201)资助项目。

电液控制元件的插装化是目前移动式液压控制系统的主流发展趋势。现有的2D比例阀面向传统工业液压领域，其受到液压桥路以及压扭联轴节结构限制，无法实现插装化。提出一种新型插装式2D电液比例流量阀的结构原理，在电-机械转换器与半桥式2D阀本体之间引入双向滚子联轴节，以此实现力传递、阀芯位置反馈和阀芯直线-旋转运动的转换功能。基于线性理论推导了阀的特性方程，并利用Nyquist判据判定了阀的工作稳定性；为实现优化设计，建立基于AMESim、ADAMS和Matlab/Simulink平台的联合仿真模型，研究诸关键结构参数对动态特性的影响。最后设计并制造了样机，搭建了滚子联轴节和插装式2D阀的试验台架，研究联轴节的静动态特性及阀样机的空载流量特性、负载流量特性、泄漏特性以及频响和阶跃特性等。试验结果表明样机具有良好的工作性能。当预载荷为40 N时，联轴节的最大输出扭矩为2.3 N·m，输出角位移为0.42°，滞环为5.25%，响应时间为32.5 ms；当供油压力为12 MPa时，阀样机的空载流量为61.5 L/min，滞环为6.32%，阶跃时间为68.5 ms，幅频频宽为19.7 Hz，相频频宽为22.1 Hz。研究表明，插装式2D阀具有较好的静动态特性，是移动式电液控制系统流量控制阀的一种较理想解决方案。

来源：2022年第20期

《机械工程学报》期刊编辑部

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