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溢流阀在液压传动与气压传动系统中具有举足轻重的地位,几乎存在于所有气液传动及控制系统中。溢流阀具有多种功能,常被用来维持系统整体或部分支路的压力恒定,防止系统出现过载现象,对整个系统的可靠性和工作品质影响很大,因此应对溢流阀进行深入研究,改善阀的工作性能,提高系统稳定性。目前溢流阀仍存在调压精度低、振动与噪声大和压力超调过高等问题,寻求改善其性能的方法是现阶段溢流阀研究的重中之重。文中首创了一种改进溢流阀性能的方法,通过改变调压弹簧结构来寻求改善阀性能的途径,这一方法为改善溢流阀的性能提供了新的研究方向,为溢流阀以后的设计和研究开创了一个新的格局。文章开篇介绍了溢流阀的基本情况,包括结构、用途、性能指标和国内外研究现状,并以YF-L20H型三节同心先导型溢流阀作为研究对象进行了锥形调压弹簧先导型溢流阀的设计和性能研究。论文主要包括5个方面的内容:(1)介绍YF-L20H型先导型溢流阀的结构组成和工作原理,并给出此型号溢流阀的静、动态特性曲线和性能指标。(2)根据课题要求,设计一个等节距型圆锥螺旋压缩弹簧,替代YF-L20H型溢流阀的先导阀圆柱形调压弹簧。(3)根据圆锥螺旋弹簧单圈变形公式,在MATLAB工作空间内,编写等节距圆锥螺旋压缩弹簧特性分析程序,研究弹簧的力学特性,确定弹簧刚度的变化规律。(4)采用MATLAB软件编程分析锥形调压弹簧溢流阀的启闭特性,选用Simulink仿真模块实施溢流阀动态特性建模与仿真操作,并将仿真所得新型溢流阀的性能与原溢流阀的做对比。(5)在MATLAB/Simulink仿真环境下,通过改变锥形调压弹簧及溢流阀的其他结构参数,分析新型溢流阀动态响应的变化规律。结果表明,调压弹簧的动态响应特性决定着进口压力动态响应特性超调量的大小和波动的程度;利用锥形弹簧1增大导阀芯开启过程中调压弹簧的刚度,虽能降低弹簧响应特性超调量,但会使进口压力响应的压力超调量和过渡过程时间都增大,所以利用圆锥弹簧增大刚度改善动态特性不可行;锥形弹簧2设计的溢流阀动、静态特性与原溢流阀相同,而且还可以增大调压范围,减少噪声,防止共振,提高阀的稳定性;锥形调压弹簧的大端和小端半径同时增大或节距增大锥形调压弹簧的刚度减小,溢流阀入口压力的稳定时间和超调量无明显差别,但入口稳定压力将明显减小。