先导式水压溢流阀的结构优化与仿真分析

发布时间：2020-09-02 17:21

　　 先导式水压溢流阀作为水压系统的重要元件之一,其性能的优劣对水压系统影响至关重要,鉴于水压阀中存在诸如振动与噪声、气蚀与磨损、拉丝侵蚀与冲蚀、泄漏等关键技术问题,为提高其使用性能,在参考国内外相关文献和理论分析的基础上,对先导式水压溢流阀的结构进行了优化。通过分析先导式水压溢流阀自激振动产生的原因,对先导阀芯进行了调压腔设计,通过分析先导阀芯液动力的变化,在导向活塞上加工有环形槽。然后基于FLUENT仿真软件建立了流场仿真模型,分析了阀腔内部流场的静压力场、压力矢量场以及沿y方向的压力变化分布图,研究不同的节流结构、不同位置、形状大小的环形槽结构对先导式水压溢流阀流场分布及性能的影响。仿真结果表明：导向活塞端面上的环形槽的位置、形状和大小对阀腔内部流场分布影响较大,在对先导式水压溢流阀进行结构设计时优选半径为lmm的且位于导向活塞端面中间位置的半圆形环形槽。基于先导阀的工作原理建立了先导式水压溢流阀的数学仿真模型,通过AMEsim软件分析了先导式水压溢流阀的动态性能,并研究不同的主阀和先导阀液阻直径对先导式水压溢流阀动态性能的影响。仿真结果表明：该新型结构的先导式水压溢流阀的升压时间为1.13ms,响应速度快；压力回升时间为6.32ms,系统振荡次数少,衰减快：压力超调率量为11.6%,动态稳压误差小,工作性能稳定。从流体动力润滑理论出发,采用FLUENT仿真软件分析了微造型结构对阀芯润滑性能的影响。仿真结果表明：在主阀芯上加工有圆柱形微造型结构,支撑力最大,能够提高其动压润滑性能。介绍了采用3D打印方法对主阀芯和先导阀芯进行制造,并阐述了利用激光技术对主阀芯上的微造型进行加工的方法。论文在理论研究的基础上,为适应未来水压技术的发展,对先导式水压溢流阀的结构进行了优化设计和仿真分析,其研究成果具有一定的理论及工程实际意义。
【学位单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TH137.521

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本文编号：2810884