1、Unrestricted Siemens AG 2015 Realize innovation.Amesim 在 Amesim在阀建模中的 应用Mastering engineering complexity with model-based systems engineering谢基 晨 2017年 5月 24日 于北 京 航空航天大学Unrestricted Siemens AG 2015 Page 2 Siemens PLM SoftwareTable of content液压系统的发展方向1 高压 化、 集成化 -插装式平衡阀建模2 液压比例伺服化 -伺服阀建模3 节能化 -负载敏感系
2、统建模Unrestricted Siemens AG 2015 Page 3 Siemens PLM Software液压系统发展的新趋势 -高压化高压化、集成化Unrestricted Siemens AG 2015 Page 4 Siemens PLM Software液压系统发展的新趋势 高压化、集成化高压化的意义液压系统在相同的功率的情况下 ， 提高工作压力可以降低流量 ， 使泵的排量较小 ， 液压管路管径变小 ， 减小零件的体积 ， 从而达到 轻量化 、 节省材料和空间 的目的 。 采用高压可以有效 提高功率密度 和 降低成本 。系统高压化在飞机设计上的意义重大 ， 飞机系统高压化明
3、显减轻飞机的质量 。表 1 是以 21MPa 作为基准压力，提高系统工作压力之后，液压系统重量体积的变化情况 。Unrestricted Siemens AG 2015 Page 5 Siemens PLM Software液压系统发展的新趋势 高压化、集成化例如： 美国海军在 F - 14 战斗机上进行了压力分别 20.7MPa 和 55.2MPa 两种飞机液压系统的对比研究 , 结果表明 : 相对于压力为 20.7MPa 的飞机液压系统来说 , 压力 55.2MPa 的飞机液压系统的质量可减轻 30% , 体积可缩小 40%。同时 ,也进一步证实将 F - 15 、 KC - 10 飞机液
4、压系统压力从 20.7MPa 提高到 55.2MPa , 系统的质量至少减轻 25% 30%。Unrestricted Siemens AG 2015 Page 6 Siemens PLM Software螺纹插装阀（ 1）达到零泄漏，改变液压易环境污染降低效率的弊端。（ 2）集成体积最小，符合工程机械车辆液压装置的要求。（ 3）成本降低，批量大，具有与其他阀种的竞争优势。液压系统发展的新趋势 -轻量化、集成化Unrestricted Siemens AG 2015 Page 7 Siemens PLM Software液压系统发展的新趋势 高压化、集成化平衡阀应用领域Unrestricted
5、 Siemens AG 2015 Page 8 Siemens PLM SoftwareLegend:Intensified PressureTank PressureOperating PressurePilot Pressure231液压系统发展的新趋势 高压化、集成化SUN CB系列标准平衡阀1 负载 口2 供 油口3 先导压力Unrestricted Siemens AG 2015 Page 9 Siemens PLM SoftwareLegend:Intensified PressureTank PressureOperating PressurePilot Pressure231液
6、压系统发展的新趋势 高压化、集成化SUN CB系列标准平衡阀1 负载 口2 供 油口3 先导压力Unrestricted Siemens AG 2015 Page 10 Siemens PLM SoftwareLegend:Intensified PressureTank PressureOperating PressurePilot Pressure231液压系统发展的新趋势 高压化、集成化SUN CB系列标准平衡阀1 负载 口2 供 油口3 先导压力Unrestricted Siemens AG 2015 Page 11 Siemens PLM SoftwareLegend:Intensi
7、fied PressureTank PressureOperating PressurePilot Pressure231液压系统发展的新趋势 高压化、集成化SUN CB系列标准平衡阀1 负载 口2 供 油口3 先导压力Unrestricted Siemens AG 2015 Page 12 Siemens PLM SoftwareLegend:Intensified PressureTank PressureOperating PressurePilot Pressure231液压系统发展的新趋势 高压化、集成化SUN CB系列标准平衡阀1 负载 口2 供 油口3 先导压力Unrestric
8、ted Siemens AG 2015 Page 13 Siemens PLM SoftwareLegend:Intensified PressureTank PressureOperating PressurePilot PressureA1 A2液压系统发展的新趋势 高压化、集成化开启 比： A1-A2A1Unrestricted Siemens AG 2015 Page 14 Siemens PLM Software液压系统发展的新趋势 高压化、集成化建模第一步：确定可移动的部件Unrestricted Siemens AG 2015 Page 15 Siemens PLM Softwa
9、re液压系统发展的新趋势 高压化、集成化建模第二步：确定压力作用面Unrestricted Siemens AG 2015 Page 16 Siemens PLM Software液压系统发展的新趋势 高压化、集成化建模第二步：确定压力作用面Unrestricted Siemens AG 2015 Page 17 Siemens PLM Software液压系统发展的新趋势 高压化、集成化建模第三步：确定弹簧作用形式Unrestricted Siemens AG 2015 Page 18 Siemens PLM Software液压系统发展的新趋势 高压化、集成化阻尼孔 0.5mm 阻尼孔 1
10、mmUnrestricted Siemens AG 2015 Page 19 Siemens PLM Software液压系统发展的新 趋势 -液压比例伺服 化2 液压 比例伺服化Unrestricted Siemens AG 2015 Page 20 Siemens PLM Software液压系统发展的新趋势 -液压比例伺服化电液比例技术兴起的原因：液压传动和控制技术发展过程中，相继出现了电液伺服和电液比例两大重要技术。电液伺服控制首先用于航空和一些重要设备的自动控制，但由于电液伺服控制元件价格昂贵，对油质要求严格，控制损失也大，因而难以更广泛的工业应用所接受。而传统的液压开关控制又不能满
11、足一般工业的高质量控制要求，这种情况下介于两者之间的电业比例控制技术发展起来了，它的出现使很大一部分普通液压控制改成了电液比例控制。目前，电液比例控制技术大量应用于工业控制领域，其较强的抗油污能力和低廉的价格，具有很强的市场竞争力。对各种电液控制阀的性能比较见表Unrestricted Siemens AG 2015 Page 21 Siemens PLM Software液压系统发展的新趋势 -液压比例伺服化Unrestricted Siemens AG 2015 Page 22 Siemens PLM SoftwareConstruction of the servo valvestart
12、s with the body.Directional Servo Valves液压系统发展的新趋势 -液压比例伺服化Unrestricted Siemens AG 2015 Page 23 Siemens PLM SoftwareThe body is fitted with a sleevein order that the spool lands canbe accurately matched to thesleeve ports.液压系统发展的新趋势 -液压比例伺服化Unrestricted Siemens AG 2015 Page 24 Siemens PLM SoftwareTh
13、e body is fitted with a sleevein order that the spool lands canbe accurately matched to thesleeve ports.液压系统发展的新趋势 -液压比例伺服化Unrestricted Siemens AG 2015 Page 25 Siemens PLM SoftwareA filter for the pilot supply isalso fitted in the main body.液压系统发展的新趋势 -液压比例伺服化Unrestricted Siemens AG 2015 Page 26 Sie
14、mens PLM SoftwareThe body end-caps are used toconnect pilot oil from the filterto the pilot stage of the valve.液压系统发展的新趋势 -液压比例伺服化Unrestricted Siemens AG 2015 Page 27 Siemens PLM Software液压系统发展的新趋势 -液压比例伺服化Unrestricted Siemens AG 2015 Page 28 Siemens PLM SoftwareThe pilot stage includes twonozzles .
15、液压系统发展的新趋势 -液压比例伺服化Unrestricted Siemens AG 2015 Page 29 Siemens PLM Software. and a torque motor. Attachedto the torque motor armature isa flapper plate which extendsdown through the two pilotnozzles and locates in a recess inthe main spool.液压系统发展的新趋势 -液压比例伺服化Unrestricted Siemens AG 2015 Page 30 Siemens PLM SoftwareWhen the valve is de-energised,the flapper is centred relative tothe two pilot nozzles sopressures on either end of themain spool are equal and the mainspool is also centred.液压系统发展的新趋势 -液压比例伺服化
