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液压传动是以油液作为介质进行能量的传递、转换和控制的。液压缸是液压传动的主要执行元件,当高速重载的液压缸需要紧急制动时,在缓冲腔往往会产生很大的液压冲击,带来振动和噪声,进油腔会产生真空,引起气蚀。这时就需要设置缓冲制动装置使液压缸平稳制动。所以如何设置缓冲制动装置就是本课题的重点之处。传统的缓冲装置分为两种:缸内缓冲和缸外缓冲。缸内缓冲主要是针对液压缸端部的缓冲;缸外缓冲可以实现液压缸全行程任意位置的紧急制动,故需设置缸外缓冲。本课题针对各个领域液压机的制动油路进行对比分析,探讨了采用换向阀制动,溢流阀制动,顺序阀制动,制动器制动,比例阀制动,制动组件制动六种基本的制动回路。分析可知,采用换向阀制动无法避免液压冲击,只适合低压低速工况下使用;采用溢流阀制动,由于其本身的超调性能,冲击压力依然很严重;采用顺序阀制动,由于顺序阀本身结构会出现泄漏,无法使液压缸平稳停止;采用制动器制动是靠制动器与执行元件的摩擦力与惯性力相抗衡,而达到平稳制动的目的,故无法满足液压缸制动;采用比例阀制动能够实现理想制动,但是比例阀的价格较高,不宜使用;采用制动组件制动是对采用溢流阀制动的升级,压力冲击仍然存在。综合各种制动方式的优缺点,于是提出了建立新型负载敏感制动阀的想法。新型的液压制动阀的工作状况分为五个阶段:第一,当缓冲腔压力没有达到节流阀芯预压缩弹簧力时,节流阀芯不动,液流通过固定节流口泄压;第二,当缓冲腔压力达到弹簧预压缩力时,节流阀芯随着压力的升高而移动,增大节流小孔的有效长度,提供足够的背压使液压缸平稳的制动;第三,当节流阀运动到最大位移处时,不能继续运动,节流小孔长度保持不变,液流受到的阻力最大;第四,随着缓冲腔压力的下降,节流阀芯开始向初始位置移动,提供的背压随着缓冲腔压力的下降而下降,使液压缸保持平稳;第五,随着压力继续下降,低于弹簧预压缩力时,节流阀芯回到初始位置,缓冲腔油液通过固定节流口泄压。通过对新型制动阀工作原理的分析,设计了阀的结构。将其结构拆分为二位四通电磁换向阀、梭阀、两个单向阀、负载敏感节流阀五个部件,其中负载敏感节流阀芯是关键设计部件,必须满足随着压力的变化而提供相应背压的要求。利用MATLAB/Simulink软件对新型制动阀进行建模仿真分析,通过对参数的不断调整,得到一组最佳参数,在制动过程中能够实现平稳、无冲击的制动。并通过仿真得出了新型制动阀的实用范围。新型负载敏感制动阀能够在较宽的范围内满足系统制动的要求,既能消除硬冲击,又能减小软冲击,制动效果良好.