支架液控单向阀卸载动态仿真和CFD数值模拟

发布时间：2020-06-06 12:49

【摘要】： 液压支架是综合机械化采煤关键设备,而液控单向阀是液压支架系统中关键液压元件之一,其性能直接影响着整个综采工作面的可靠性及安全性。本文通过对液压支架系统中液控单向阀卸载动态仿真和流场进行数值模拟,确定影响液控单向阀性能的主要因素,为今后阀的优化设计和性能的提高提供了基础。 运用仿真软件AMESim建立了液控单向阀及其卸载系统的仿真模型并进行了仿真,得出液控单向阀卸载过程中阀芯的运动曲线和阀口A的压力和流量曲线。仿真结果显示液控单向阀在卸载的过程中阀芯产生振动,并产生瞬间压力冲击现象,通过比较几种液控口K的等效直径所得到的仿真结果,得出减小液控口K可以减小阀芯振动和卸载压力冲击,为合理设计液控单向阀结构提供了参考。 采用AutoCAD和UG软件,按照液控单向阀的实际结构和参数,结合计算数学模型的可行性,分别建立了阀的二维和三维几何模型。导入FLUENT前处理软件GAMBIT进行了网格的划分。在FLUENT软件中对两种模型的流场进行了稳态数值模拟,得到液控单向阀的压力分布图、速度矢量图和流线图。在开口度相同、边界条件不同和开口度不同、边界条件相同时对流场进行模拟,找出影响阀压力和速度分布的因素。采用空化模型进行仿真,得到汽化水的体积分数。对阀芯受到的总作用力和稳态液动力进行了理论分析和计算,把仿真结果与理论结果相比较,验证了仿真结果的正确性。 流场分析结果表明:节流口速度与开口度和压差有关,开口度和压差越大,节流口的最大速度越大;最低压强与开口度和压差也有关系,开口度和压差越大,节流口的压强越小,在低于大气压的区域最容易产生气穴。过流断面面积突变处,出现主流与壁面脱离的现象,在这些地方会出现漩涡区。当开口度相同时,漩涡区与压差有关系,压差越大,漩涡区越大,反之漩涡区就越小;当压差相同时,漩涡区与开口度大小有关,开口度越大,漩涡区越小,反之漩涡区就越大。在一定开口度时流量越大,稳态液动力在数值上越大,当压差一定时,稳态液动力随着开口度的增大而增大,与理论结果相一致。 本文进行的研究工作为阀的结构设计和优化提供了参考依据,对保证液压支架系统可靠地工作,保证煤矿安全高效地生产都有一定的现实意义。
【图文】：

液压领域才‘刚冈lJ起步。飞三要的困难在于接!月，因为额外的传感入了误差，使系统更加复杂。体技术与而向对象。多媒体技术特别是多媒体动画技术可以动容，:由用血向对象的力一法取代模块式的液压仿真软件设计，二之间的接!】和消息传递实现，简化仿真系统的复杂性。向阀在液压支架中的作用与存在问题的使用是煤矿井下采煤山人工劳动到机械化生产的根本性转变护的主要设备，已经成为煤矿安全生产的重要环节。液压支架一般为乳化液)，由若干液压元件(液压缸及液压阀)，歹金属底座、四连杆机构等)组成的一种支撑和管理顶板的支护设备，制支架的升架、降架、拉架和推溜等动作ls]。下图是液压支架

纷纷纷 ))))))))))) ((((((((((((( )))))))))奢奢墓 墓 墓墓墓墓润润 润睽 睽图1一8锥阀结构图图1一9二维流动区域的有限元网格Fig.l一 8strUeturesehemeofPoppetvalveFig.l一92一 Dmeshofflowdomain程晓蒙，雷步芳，李永堂发表的液压阀CFD研究方法在CAD/CAE一体化设计中的应用中四，利用cAE软件Msc.Mare对液压阀内流场进行有限元分析，在Msc，Marc中分别建立了两种滑阀结构形式的几何模型。根据算得的参数，，在参数化特征建模原理指导下，利用Pro/E建立液压阀几何体，将三维几何体转化为二维的机械加工图，并优化了阀体结构
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH137.52

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 赵德新;袁锐波;朱耿寅;吴松涛;袁玉比;;一种液控单向阀阀口流道分析及改进[J];机械制造;2011年04期

2 贾兴军;;平衡阀加液控单向阀的双缸控制策略的匹配性研究[J];液压与气动;2011年07期

3 贾世潮;;提高叉车装卸安全性多路阀的分析研究[J];液压气动与密封;2011年09期

4 朱先兵;高根生;;液动眼镜阀误动作剖析[J];冶金动力;2011年04期

5 郑晓莉;;巧妙测量环型槽孔尺寸的方法[J];机械工程师;2011年08期

6 李远慧;;MK84160磨床测量臂液压故障分析与改进[J];液压与气动;2011年07期

7 刘尚才;;利用压力波动曲线分析液压系统故障[J];设备管理与维修;2011年S1期

8 罗斌;;研制一体化教学设备 提高一体化教学效果[J];成才之路;2011年23期

9 杨殿宝;;一种猴王舞台液压系统的改进[J];流体传动与控制;2011年04期

10 崔风波;孙志鹏;王占文;马昕;;数控船台小车常见故障分析[J];船电技术;2011年05期

相关会议论文 前10条

1 王学兵;易孟林;曹树平;;平衡回路中液压缸速度比对液控单向阀反向开启控制压力的影响[A];第一届全国流体动力及控制工程学术会议论文集（第二卷）[C];2000年

2 李国军;任丁香;杨军毅;;AGC液压系统改造[A];2006年河北省轧钢技术与学术年会论文集（上册）[C];2006年

3 国志军;李萌;;连铸扇形段在调试过程中的故障判断[A];河北省冶金学会炼钢连铸技术与学术交流会论文集[C];2006年

4 林诚传;;峡阳电站调速器二段关闭滞后及导叶无法全关分析及处理[A];福建省水力发电工程学会2006年学术论文汇编[C];2006年

5 党育哲;;液压平衡回路稳定性与爬行原因的分析[A];机床与液压学术研讨会论文集[C];2004年

6 党育哲;;液压平衡回路稳定性与爬行原因的分析[A];第三届全国流体传动及控制工程学术会议论文集（第二卷）[C];2004年

7 薛玉春;施金国;李学新;;中密度薄板单层热压机液压系统的设计思路[A];2005晋冀鲁豫蒙鄂沪云贵川甘湘十二省区市机械工程学会学术年会论文集[C];2005年

8 陈晶;;300T高行程油压机存在问题的分析及系统的改进[A];第十二届全国粉体工程及矿产资源可持续开发利用学术研讨会专辑[C];2006年

9 祁正伟;安结兴;;电解多功能天车液压系统改造及应用[A];第二届全国延长铝电解槽使用寿命学术研讨会论文集[C];2007年

10 赵俊涛;陈艳;;意大利OLMA自动钣金生产线国产化改造[A];设备管理与维修实践和探索论文集[C];2005年

相关重要报纸文章 前2条

1 记者 胡丽丽 通讯员 张卜风;临钢公司自主创新降消耗[N];临汾日报;2009年

2 李定奖　欧阳浩 本报特约记者 邱柏星;初级士官何尔惠反坦克导弹车“保健师”[N];解放军报;2010年

相关博士学位论文 前1条

1 舒凤翔;高端液压支架液压系统及关键元件研究[D];中国矿业大学;2009年

相关硕士学位论文 前10条

1 岳大灵;支架液控单向阀卸载动态仿真和CFD数值模拟[D];太原理工大学;2008年

2 贺志凯;立柱液控单向阀的仿真分析与流场可视化研究[D];太原理工大学;2012年

3 高扬;新型液压支架用液控单向阀系统动态特性的分析与研究[D];郑州大学;2007年

4 王静;液压支架试验台液压系统动态特性分析[D];太原科技大学;2010年

5 史姣;大缸径液压支架液压系统的仿真研究[D];太原科技大学;2012年

6 刘宝龙;液压支架推移装置参数优化与移架速度研究[D];太原理工大学;2010年

7 任锡义;液压支架整体动态特性仿真分析[D];太原理工大学;2010年

8 陈兰;液压支架液压系统的建模与仿真[D];西安科技大学;2011年

9 柳如见;煤矿液压支架操纵阀综合试验台研究[D];山东科技大学;2010年

10 吴小旺;液压支架机液联合仿真与液压控制系统分析[D];山东科技大学;2010年

本文编号：2699701