PLC溢流阀动态特性测试系统设计(3)

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泵和阀一般被认为是液压装置中最容易产生噪声的元件，在所有阀中又以溢流阀为主，流速声和机械声是溢流阀产生的两种主要的噪声。流速声中主要由油液的振动、空穴以及液压的冲击等因素而产生的噪声。机械声中主要由阀中各个零件的撞击和磨擦等因素而产生的噪声。减小或消除溢流阀噪声和振动的措施一般是在导阀部分加置消振元件，消振套一般情况下固定在导阀前腔，即共振腔内，使其不能够自由活动。

溢流阀在使用过程中有时也会出现调压失灵现象。先导式溢流阀调压失灵现象主要有二种情况：一种是调节调压手轮不能建立起压力，或者是压力达不到额定数值；另一种调节手轮压力不下降，甚至是不断升压。调压失灵的出现，除了阀芯因种种原因造成径向卡紧外，还可能是主阀体阻尼器堵塞，油压传递不到主阀上腔和导阀前腔，导阀就失去对主阀压力的调节作用。

宁外溢流阀在装配或使用中，因为O形密封圈、组合密封圈的破损，或者过大，或者密封面接触不良，还将造成内泄漏过大，甚至影响正常工作。

1.1.2 溢流阀动态特性概述

当溢流阀的溢流量由零到额定流量发生阶跃变化时，其进口压力将迅速升高并超过其调定压力值，然后逐步衰减并稳定在调定压力值上，这一过程即为溢流阀的动态特性。

溢流阀的动态特性一般用其阶跃响应特性来表示，也有用频率响应特性表示的情况。在系统中的溢流阀面对压力信号突然变化情况下，阀所能维持的系统压力变化情况。例如，在一个试验系统中，溢流阀调定压力为100bar，而在控制系统作用下，溢流阀所在系统的压力从10bar突然上升到100bar，这个时候记录下来的系统压力变化曲线，一般为从10bar开始沿着一定的斜率上升到100之后，还要超过一点再回落下来，经过几次振荡最后稳定在100上面（因出差在外，找不到合适当图传上来）。我们考察溢流阀阶跃响应动态特性，一般从3个角度：压力飞升速率（单位时间上升到压力），超调量（超过调定值的最大值），和响应时间（从压力变化开始到基本稳定到调定值为止，有一套严格的定义。

评价溢流阀阶跃响应指标主要有：压力超调量，系最大峰值和调定压力只差△P与阀的调定压力比的百分值，即△P/ ×100％。性能良好的溢流阀的压力超调量一般应小于30%；压力上升时间，压力开始上升第一次达到调定的压力值所需时间△ ，它反映阀的快速性。过渡过程时间，压力开始上升到最后稳定在调定压力 5% 所需时间△ 。压力卸荷时间，压力由调定压力降到卸荷压力所需的时间△ 。必须说明的是，溢流阀的阶跃响应不仅仅反映阀本事的性能，而在很大程度上还受系统参数如阀前容腔大小和油的等效体积模量（与钢管、橡胶软管等管道材料及油中含气量等有关）的影响。

1.1.3 研究溢流阀动态特性方法概述

研究液压系统动态特性从很早之前就开始了，通过控制工程中的传递函数来分析在过去用的是比较多的，但是由于此种方法的存在着许多缺点，因此对于溢流阀动态特性的分析研究一直缺少比较理想的方法。

通过计算机软仿真软件来研究液压系统动态特性是现在研究分析的主要途径，建立起液压统仿真模型进而研究溢流阀动态特性，当前比较成熟的方式主要有两种：一种是基于一定的程序语言环境（例如VC、VB、MATLAB等）通过功率键合图来建立相对复杂的数学模型，进而编写液压系统仿真程序，把系统变成一系列的动态微分方程，通过计算机软件运行程序来对方程的求解进行系统的仿真。这种方法的优点是所建模型结构严谨，但需要用户编写大量复杂繁琐的程序，一定程度上增大了难度。还有一种方法是基于直观图形界面的建模平台，直接在SIMULINK、AMESim等仿真软件，它们通过在软件平台上建立系统各个元件的仿真模型，然后进行元件参数设置，最后进行仿真，在整个仿真过程中系统模拟是可以显示在该平台上的。这种方法的显著优点是不用编写大量而又复杂的程序，而且其界面非常直观友好，方便了用户的使用，它是未来仿真方法的发展方向之一。