[其他]低稳态液动力滑阀

说明书

本实用新型属于一种液压元件。

滑阀在液压系统中呈开启状态时，（如图1示）高压腔1中的工作油液经阀口x流入低压腔2，滑阀阀芯3上会受到稳态液动力F^′_S的作用，F^′_S方向朝着使阀口关闭的方向。其大小为：

F^′_S＝2C_gC_vπdx（P₁－P₂）cosθ

其中C_g——流量系数（0.62）

C_v——速度系数（0.98）

d₁——阀芯直径

x——阀的开度

θ——阀口射流角（69°）

P₁——高压腔油压

P₂——低压腔油压

稳态液动力的存在使得作溢流，减压等用途的压力阀特性恶劣，也给其它应用滑阀液压机构的设计及性能带来各种问题。为了消除这一稳态液动力，苏联л，C。斯托尔波夫等设计一种如图2所示结构的滑阀。（《机床与液压》1982，№1.“带直动式溢流阀机床液压传动装置的压力稳定”）。该结构主要是在阀芯工作边处阀体4上镗一附加孔5，并在阀芯上切一具有特殊形状的槽6，从而使开口处流出的液流沿着阀芯轴线在孔5处扩散，并作用于槽6的端面上，产生一个使阀开口增大的附加力。流量及油压增大时，该附加力与液动力同样增大，可部分消除稳态液动力。

但是这种结构的滑阀比通常滑阀多两道复杂加工工序。即在阀体上镗长度为t₁，深度为h₁的孔5及在阀芯上加工一个槽6那样形状奇特的宽度为l的槽。该槽斜面角β是普通车削加工中所希望避免的。这两道工序将使产品成本有较大的增加。另外，从上述资料中的实验结果来看，该阀消除稳态液动力的效果并不令人满意。

本实用新型就是针对上述现有技术的不足，提出一种简单而有效的结构，来解决稳态液动力问题。这种结构如图3所示，即在传统的滑阀阀芯上切一个矩形截面的环形槽7。由于这个矩形截面的环形槽存在，使由阀口x处高速喷出的油流流线发生较大变化（如图3所示）。这些高速喷射到环形槽7的上端面上的油流，使阀芯受到一个使阀芯朝开口增大方向的附加力F^″_S，可与稳态液动力F^′_S的作用相抵消。它们的合力F_S＝F^′_S－F^″_S（方向朝开口关闭方向），就是该种结构滑阀实际残存的稳态液动力。

如果环形槽宽度b设计为阀芯直径d₁的3／4左右，则效果较佳。影响效果的其他参数是阀体上沉孔直径D，环形槽底径d′及阀芯工作边到环形槽底边厚度t。在结构设计允许的情况下，上述尺寸（D，d′，t）可以尽量小些。

图1为传统滑阀结构原理图。

图2为具有压力稳定作用的滑阀结构原理图。

图3为低稳态液动力滑阀结构原理图。

图4为液动力F_S与压力差P₁－P₂关系曲线图。

这种结构的滑阀可以收到很好的消除稳态液动力的效果，这一点可以从实施例和图4所显示的结果清楚看到。此外，由于环形槽截面呈规则矩形，加工精度要求不高，普通车削加工可方便实现，对产品成本影响甚微，因而具有明显的经济价值和实用价值。

本结构的一个实施例中环形槽的有关尺寸分别设计为：

D＝27        毫米

d₁＝20 毫米

d′＝8        毫米

b＝16        毫米

t＝2        毫米

当流过阀的开口x的流量一定时，作用在滑阀阀芯上的液动力F_S与开口x两边压力差P₁－P₂的关系曲线如图4中的曲线B所示。图4中曲线A为按图1所示结构设计的传统滑阀阀芯（阀芯直径也是20毫米）上所受到的液动力与压力差的关系曲线。比较两条曲线，不难看到本实用新型确实是一种低稳态液动力的滑阀。