超高压电磁换向阀的优化设计
2019-09-19 21:17:13

1、建立优化数学模型

1.1优化目标电磁阀能否可靠的换向和复位,即电磁换向阀的工作可靠性,首要取决于设计和制造。从设计角度是指阀的结构是否公道对各种力的计算是否精确及电磁铁弹簧克服换向阻力所具有的能力。从制造角度是指阀体孔和阀芯的加工精度,特别是几何精度粗糙度及飞边毛刺是影响电磁阀工作可靠性的首要身分,在工作过程中,严重影响阀的换向和复位。是以,电磁换向阀的换向可靠性是其首要性能。

但单纯增大电磁铁推力和弹簧复位力,将使电磁阀结构尺寸增大。故本文在电磁阀结构尺寸定的情况下,将减小换向阻力作为优化的首要目的。

1.2选取设计变量超高压电磁换向阀在控制信号输进后阀芯移动须克服以下力两端推杆处密封阻力,对湿式电磁铁,其值为零;阀孔和阀体之间的液压卡紧力;复位弹簧的感化力;液流活动对阀芯产生的稳态液动力;液流对阀芯的瞬态液动力;滑阀移动粘滞阻尼力。控制信号撤除后,复位弹簧除克服上述阻力夕,还应克服电磁铁的剩磁力。

电磁换向的稳态液动力,开口足流量芯虚径有关粘滞阻尼力与打效封油长度。芯与阀体孔单边配合间隙阀芯直径有关;液压卡紧阻力与封油长度阀芯直径及压差有关;瞬态液动力与阀芯。1么压差1蝴芯移动速度的变化关。

综上所述,开口量4有效封油长度阀芯直径阀芯与阀体孔单边配合间隙寸换向及复位阻力影响较大,故选择这个独立变量作为设计变量。

2、电磁阀设计

电磁换向阀的结构简优化设计变量列式如下A为个维优化问。

在机械工程设计中,设计变量通常具有不同的量纲和数目级,而且有的相差很大。为了消除这类差别以对设计变量进行标度吏它成为无量纲化和规格化的设计变量本设计中们个设计变量的量纲和数目级相差不大,故只建立目标函数从寻求电磁换向阀换向可靠性出发,选取换向及复位所受最大油液粘滞阻尼力只。最大稳态液动力厂,从大瞬态液动乃及最大液1卡紧,力凡作为各分目标。提经过计算得出各分目标公称流量;阀口处液流角滑伐流暹系数摩擦系数液压卡紧系数封汕长度;进口处压力出处压力多目标优化设计,般可转化为单目标优化设计。为使各分目标函数能均匀致的趋向各自的最优解,采用线性组正当求解,将各分目标按下式合成统的目标函数。

因标函数中的各分标函数在数目级上趋于统的衡1。

将统目标用尤量纲数为1.4确定束缚条件从强度考虑,过阀芯阀体间环形通道的流量公式为上式流试以公称流量和代进,进,油口1气径=61处谢液流速心2 137,环形迎道中油液流违2.137。

则,沿认=0.6930.似考虑到阀体孔的加,取。

2.2为保证泄漏过在许可的范围内,建立束缚方程为减小压力损失,应使环形流道截面积大于阀前孔截面积。

为满足压力损失的要求考虑到阀芯与阀体单边配合间隙的装配,故综上所述,优化模型如下2选择优化方法对于束缚优化设计方法。根据求解方式的不1可以分为直接解法,间接解法两类。1接解法的特点是道理比较简单,方法比较适用,全部求解过程在可行域内者行,因此所得任设计方案都是可行的。通常较便于求解只含有不等式束缚的优化问。考虑到本数学模型中只含有不等式束缚,且设计变量的维数不是很大,故采用直接解法中的随机方向法3进行优化,求出最优解。全部过程均由程序完成,方便快捷。

优化工作完成了大试繁琐计兑。寻求参数最优值是设的首要根据,姐不能作为终仇使。这是由于优化设计计算的结果要进行整数化离散化处理,结构设计时还应对原设备进行分析,找出弱点,结合艺特工况条件和成熟的经验,使结构设计进进优化状况。

3、结论

开口量3.6电磁阀密封性能好坏,现在泄漏上,泄漏分外泄漏和内泄漏。外泄漏造成油液损耗及环境污染,是不许可出现的。内泄漏是滑阀由于阀芯与阀体孔之间有配合间隙,从腔漏至相邻腔之泄漏,这是不可避免的,但应力求减少。内泄漏与封油长度滑阀配合间隙压力大小和油温等有关。4为压力,3油温50摄氏度时,配合间隙分别为8系列12,系列办4系列3时封油量与内泄漏量的关系。

阀芯直径增大,将增大阀的体积。

3.2有效封油长度阀芯直径越小,粘滞阻尼力越小。但有效封油长度过小,将使泄漏量增大。阀芯与阀体单边配合间隙越大,粘滞阻尼力越小,但泄漏量增大。

3.3在压差定的情况下,封油长度。阀芯直径越小,液压卡紧阻力越小。

3.4在压差定的情况下,阀芯直径阀芯移动速度越小,瞬态液动力越小。

3.5压力损失的大小首要与流经阀的流量通流面积通道转弯和通道是非及流体的物理性质活动状况仃关当个阀的通流截面其压力损失随流量的,加而,加。

当通进的流量定时= 3.6251加,压力损失与开口量的关系3。

(作者:环球时报)