超高压电磁换向阀设计与研究

发布时间：2017-03-18 06:05

  本文关键词：超高压电磁换向阀设计与研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：额定压力为70MPa电磁换向阀是液压机具、液压成型、金属挤压、岩石试验、粉末冶金、射流加工、矿油化工以及一些尖端科学技术研究、试验等超高压液压系统中的重要组成元件,具有压力高,出力大的特点。在满足国家标准规定尺寸的前提下,进行电磁换向阀阀体和阀芯强度分析和确定合理的结构尺寸对研制一种额定压力为70MPa电磁换向阀具有重要工程意义。本文根据性能指标,应用流体力学、材料力学、机械设计、液压传动以及液压阀设计理论等相关知识对电磁换向阀的主要结构参数进行设计及计算,采用有限元仿真软件ANSYS对阀体和阀芯进行应力数值计算,对性能试验结果与性能指标和理论计算值进行对比。本文主要完成了以下研究工作:(1)设计了额定压力为70MPa的超高压电磁换向阀,应用流体力学、材料力学、机械设计、液压传动以及液压阀设计理论等相关知识对结构尺寸进行了设计与计算,选取了合适的阀体阀芯材料,并对阀芯受力进行了计算。(2)应用Pro/E软件建立了阀体三维实体模型,在ANSYS软件中直接建立了阀芯二维轴对称结构模型,分别在ANSYS软件中进行了单元选择、划分网格、确定合适的网格数量,施加约束和载荷,进行求解。(3)对阀体和阀芯进行了强度分析并主要研究了阀芯直径、阀杆直径、沉割槽直径以及阀芯过渡圆角半径对阀体和阀芯最大应力值的影响。(4)根据国家标准规定,建立了电磁换向阀压差—流量特性试验液压系统、电磁换向阀换向特性试验液压系统以及电磁铁静态特性试验试验台,分别测试了其压差—流量特性、换向性能特性及电磁铁行程—力特性,得到了相应的性能曲线及数据,与性能指标和理论计算结果进行了对比分析,验证了设计的合理性。
【关键词】：70MPa电磁换向阀 ANSYS 应力分析 性能试验
【学位授予单位】：湖南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH134
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 选题背景及研究意义10-11
• 1.2 电磁换向阀国内外研究现状11-15
• 1.2.1 电磁换向阀强度分析国内外研究现状11-13
• 1.2.2 超高压液压技术国内外研究现状13-15
• 1.3 本文的主要研究内容15-16
• 第二章 超高压电磁换向阀设计16-36
• 2.1 引言16
• 2.2 电磁换向阀概述16-18
• 2.3 超高压电磁换向阀主要性能要求18
• 2.4 超高压电磁换向阀主要结构设计18-20
• 2.5 超高压电磁换向阀主要结构尺寸设计与计算20-31
• 2.5.1 阀孔直径计算20-22
• 2.5.2 阀芯直径设计22
• 2.5.3 阀杆直径设计22
• 2.5.4 阀体沉割槽直径和宽度设计22-23
• 2.5.5 均压槽尺寸和数量设计23
• 2.5.6 流道压力损失计算23-26
• 2.5.7 阀.最大开.量设计26-28
• 2.5.8 泄漏量计算及相关尺寸的设计28-29
• 2.5.9 阀芯行程的计算29-30
• 2.5.10 阀体和阀芯材料的确定30-31
• 2.6 超高压电磁换向阀受力分析31-34
• 2.6.1 阀芯运动阻力vF31-32
• 2.6.2 稳态液动力轴向分量wF32-33
• 2.6.3 液压卡紧力kF33
• 2.6.4 弹簧力tF33-34
• 2.6.5 电磁铁推力dF34
• 2.7 本章小结34-36
• 第三章 超高压电磁换向阀关键零件应力分析36-62
• 3.1 引言36
• 3.2 有限元方法概述36-44
• 3.2.1 有限元法的基本模型36
• 3.2.2 有限元法的基本原理和步骤36-44
• 3.3 ANSYS软件介绍44-45
• 3.3.1 ANSYS的主要功能44-45
• 3.3.2 ANSYS中的一些重要参数45
• 3.4 阀体和阀芯的结构及设计参数45-46
• 3.5 阀体和阀芯实体模型的建立46-48
• 3.6 阀体和阀芯有限元模型的建立48-54
• 3.7 阀体和阀芯约束及载荷的设置54-56
• 3.8 阀体和阀芯应力数值仿真计算和分析56-61
• 3.9 本章小结61-62
• 第四章 超高压电磁换向阀试验研究62-78
• 4.1 引言62
• 4.2 压差—流量特性试验62-68
• 4.2.1 试验方案62-66
• 4.2.2 试验步骤66-67
• 4.2.3 试验结果及分析67-68
• 4.3 不同电磁铁控制电压下的换向性能试验68-72
• 4.3.1 试验方案68-70
• 4.3.2 试验步骤70-71
• 4.3.3 试验结果及分析71-72
• 4.4 电磁铁静态特性试验72-75
• 4.4.1 试验方案72-74
• 4.4.2 试验步骤74
• 4.4.3 试验结果及分析74-75
• 4.5 本章小结75-78
• 第五章 总结与展望78-80
• 5.1 全文总结78-79
• 5.2 研究不足与展望79-80
• 参考文献80-82
• 致谢82-84
• 附录A 攻读硕士期间发表的论文84

【参考文献】

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1 李军业;弹性楔式闸阀阀体应力及位移分析[J];阀门;2003年01期

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本文编号：254022