会第12期
第33卷
文章编号：10069348(2016)12022005
计算机仿真
液压自动换向阀仿真分析及优化设计
吴万荣，黄启彬，娄磊
（中南大学机电工程学院，湖南长沙410012）
2016年12月
摘要：液压激报系统中换向阀在高额换向情况下换向行程将大幅衰减，导致阅的通油能力下降，使阀不能适应高频大流量激振系统要求。为此提出了位移反馈式的液压自动换向阀。上述换向阀结构简单，主要由一个二位四通换向主阅和一个二位三通先导阀组成，在高频换向时依然能有大的换向行程。为研究各参数对阀换向性能的影响建立了阅的数学模型，并利用 AMESim软件对自动换向阀系统进行仿真。通过仿真分析得出阅所需的平均流量与压力是相关的，近似呈平方根的关系；自动换向阀的换向频率与压力也呈平方根关系；主阀芯换向行程受供油压力影响较小，主要与系统结构参数有关；通过合理的结构设计能使阀更好的适应高频大流量激振系统。
关键调：自动换向阅；高频大流量激振系统；换向频率；换向行程
中图分类号：TH137
文献标识码：B
SimulationAnalysisandOptimalDesignofHydraulic
AutomaticReversingValve
WUWanrong,HUANGQibin,LOULei
( College of Mechanical and Electrical Engineering, Central South University, Changsha Hunan 410012, China) ABSTRACT;A novel hydraulic automatic reversing valve with place feedback is proposed and investigated. The valve contains a two position four way directional main valve and a two position three way pilot valve and it can have a lager reversing stroke with high frequency reversing. The mathematical and AMESim simulation models of the valve are established. By simulation analysis, the results show that, the system's pressure and mean flow of automatic diverting valve are related, and they follow a square root relationship. Reversal frequency of the valve is a square root relationship with the pressure also. The reversing stroke is mainly related to system structure, oniy slightly to pres-sure. The valve can fit in high frequency and large flow vibration systems by means of rational structure and parame-ter design.
KEYWORDS: Automatic diverting valve; High frequency and large flow vibration systems; Reversing frequency; Re-versing stroke
压换向阅高速换向。目前主要是利用电液伺服阀，通过给伺
引言 1
目前，振动已经广泛遍及雷岩、破碎、夯实、揭固、打桩、钻孔、压力加工、筛分、测试等场合(1-3)。液压激振是通过液压阀换向使液压缸或者液压马达的两腔交替通高压油或低压油，从而产生报动输出的一种激振方式。相对于传统的激振方式，液压激振具有起振快、功率密度大、稳定性高、易于实现冷却和过载保护等优点(4)。液压激振的关键在于使液
基金项目：高性能复杂制造国家重点实验室资助项目（zzyjkt2015-03)
修回日期：2016-0128
收稿日期：2016-01-20
—220 -万方数据
服阀一定额率的电信号来使阀以相同频率换向。这种方式的液压阀换向频率较低，般小于20Hz[5]。在高频大流量激振系统中常使用高性能多级伺服阅(6)，但也难以避免在 50Hz以上高频时阀的换向行程衰减，导致阀通油能力不足的情况。近年浙江工业大学研究设计的2D转阀式的液压激振方式改变了传统的滑阀换向的思维["]，利用马达驱动转阅阀芯旋转来实现激振系统中的油路切换。这种激振方式的工作频域很宽，可以达到上千禁兹，已经成功的运用于多种激振场合[8-9]。但其结构较复杂，且需要外接旋转驱动马达及控制系统。
本文所提出的自动换向阀是通过阀芯运动时产生位移