1、执行机构刚度
执行机构抵抗负荷变化对行程影响的能力称为执行机构的刚度,也等于弹簧刚度。
气动执行机构的刚度表达式为:
式中:B、K——执行机构、弹簧的刚度;
△ft、△L——不平衡力,推杆位移的变化量。
从式中,可得出如下推论:
(1) 刚度越大,在相同△ft变化下,推杆位移变化量△L越小,阀越稳定;反之亦然。
(2) B∞Pr,弹簧范围越大,刚度越大,阀越稳定。故阀易产生振荡时,应选Pr大的弹簧。
2、调节阀的稳定性
调节阀的稳定性与调节阀关闭时的不平衡力Ft对调节阀的作用方向有关。当Ft的作用方向是将阀芯顶开时(即“-” Ft),调节阀就稳定;反之,Ft的作用方向是将阀芯压闭时(即“+” Ft),调节阀的稳定性就差——即容易产生振荡。调节阀在现场通常产生振荡就是此原因所致。解决振荡的办法就是改变调节阀的流向,把“+” Ft变成了“-” Ft,调节阀的振荡就消除了。
为什么“-” Ft调节阀稳定性好,而“+”Ft的稳定性差,产生振荡呢?从下面的分析就清楚了。
对“-” Ft:当干扰使
阀门增加一个“△Ft”时,调节阀被顶开,阀芯被顶开压差就下降,“△Ft”就自动消失。由此看出,由于它能自动排除干扰所以阀稳定。
对“+”Ft:当干扰使调节阀增加一个“△Ft”时,阀芯被压闭,使调节阀的压差增加,“△Ft "再进一步地增大,又进一步地压闭阀芯,压差再增加,“△Ft "再增加这样就破坏了原平衡状态,阀芯在干扰作用下,不能自动消除它反而使得放大,迫使阀芯作浮上浮下运动这就是我们所说的调节阀的振荡。
3、调节阀稳定性的校核
在对“+” Ft工作时,调节阀的稳定性差。在什么条件下才认为是稳定的呢?它与调节阀的刚度有关,最终的结果是(推导略):
稳定的条件:“+” Ft ﹤ 1/3 PrAe
不稳定的条件:“+” Ft ≥ 1/3 PrAe
4、调节阀不稳定(振荡)的克服 从上述看出“+” Ft稳定性差,“-” Ft稳定性好,通常调节阀产生振荡都是在“+” Ft下工作造成的。遇到此现象,首先分析受力和流向,若为“+” Ft工作只需将调节阀改变流向安装即可,从根本上消除上述问题;若不能改变流向则必须增大弹簧范围,如Pr=20~100KPa改为Pr=40~200KPa等。