节流阀片式油气弹簧节流阀的结构原理,如图11-7所示。
图11-7 节流阀片式油气弹簧节流阀的结构原理
在图11-7中,ra为环形节流阀片内半径(考虑安装位置之后的实际内半径);rb为环形节流阀片外半径;hi为环形叠加节流阀片,i=1,2,…,n;hg为节流阀片调整垫圈厚度,为保证油气弹簧开阀速度点所设计的调整垫圈,其外半径等于节流阀片的内半径;hv为油气弹簧节流阀的阀口高度。
当油气弹簧运动速度小于开阀速度点Vk时,节流压力小,节流阀片变形小于阀口高度hv,油气弹簧不开阀。此时,油气弹簧活塞上腔的油液流经活塞孔,然后流经节流阀片与阀体内径之间的环形节流缝隙到活塞下腔。当油气弹簧运动速度大于开阀速度点Vk时,节流压力大,节流阀片变形大于阀口高度hv,油气弹簧开阀,环形节流缝隙随运动速度的增大而增加。此时,油气弹簧活塞上腔的油液流经活塞孔,然后流经节流阀片与阀体内径之间的环形节流缝隙到活塞下腔。因此,根据油气弹簧开阀的定义,以及油气弹簧设计所要求的在开阀速度点的阻尼特性,可对油气弹簧节流阀片厚度进行设计。
根据油气弹簧的承压面和设计所要求的阻尼力Fdk,可以得到节流阀片两侧的压差为
式中,Fdk为油气弹簧设计所要求的在开阀速度点时的阻尼力数值;Sh为油气弹簧在复原行程的承受压面积,是由油气弹簧活塞杆与活塞缸筒之间的环形面积所决定的,;Dh为活塞缸筒内径;dg为活塞杆直径。
设环形节流阀片的厚度为h,内半径为ra,外半径为rb,因此根据式(11-13),可得环形节流阀片在均布压力pk下的最大挠度fmax为
式中,Grb为油气弹簧环形节流阀片在外半径处的变形“长城”系数;pk为油气弹簧节流阀片在开阀速度点时所承受的节流压力。
根据油气弹簧开阀定义可知,当油气弹簧开阀时,环形节流阀片的最大挠度fmax恰好等于阀片厚度,即(www.daowen.com)
fmax=h (11-24)
将式(11-24)代入式(11-23),便可得到油气弹簧节流阀片厚度设计数学模型
因此,将式(11-22)代入式(11-25),节流阀片厚度设计数学模型可表示为
根据叠加阀片等效厚度解析计算格式以及叠加阀片的等效拆分设计原则,可将原单片设计厚度h的阀片等效拆分为多片叠加阀片,即h1、h2……hn。设计的多片叠加节流阀片,其等效厚度应等于原单片设计厚度h,且各叠加阀片所承受的力应满足应力强度条件。即
如果设计的叠加阀片的厚度相等,即h1=h2=…=hn=hi,则所设计叠加阀片的片数n为
而叠加阀片的物理厚度为各片叠加阀片厚度之和,即
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