阀芯阀套间缝隙内部流场的CFD计算

发布时间：2020-07-30 13:49

【摘要】： 滑阀是各类液压阀类中采用最多的一种结构形式，滑阀阀芯阀套之间具有一定的配合间隙，配合间隙内的流场特性直接影响阀的性能，特别是阀芯具有锥度且阀芯中心线与阀套中心线存在偏心距时的内部流场对阀的工作性能有很大的影响。 本文根据实际中可能存在的间隙情况，应用AutoCAD软件对阀芯阀套间不同形状的缝隙建立了二维几何模型，导入Fluent前处理软件Gambit中进行编辑使之生成三维模型，然后运用Gambit进行网格的划分。在阀芯固定不动和阀芯运动过程两种状态下，对流体在阀芯阀套间隙的流动状态进行了仿真研究。 在对径向力进行仿真研究时，分别研究了阀芯上有锥无锥，有锥时是顺锥还是倒锥，有槽无槽，阀芯与阀套中心线有无偏心距等不同的情况下设定相应的边界条件，对其流场进行仿真研究。在对阀芯上有均压槽的缝隙流场进行仿真过程中，使用了自适应网格技术，即在计算过程中，根据压力梯度进行了网格的局部细化，有助于提高解的精度。进一步比较分析了阀芯所受卡紧力的理论计算结果和仿真计算结果。 阀芯阀套之间缝隙的泄漏量，与许多因素有关。当阀芯不动和阀芯运动时分别对阀芯阀套之间间隙的流场进行仿真计算得出泄漏量的仿真结果。阀芯不动时，分别研究了阀芯阀套之间间隙长度大小，阀芯直径大小，间隙大小，两端压差大小，以及液压油动力粘度大小等因素不同时，设定相应的边界条件，对其流场进行仿真研究。阀芯运动时，分别定义了阀芯运动方向与压降方向一致或相反两种情况，在速度大小不同时，设定不同的边界条件，对阀芯运动过程中阀芯阀套之间的间隙进行流场的仿真分析与研究。再对阀芯不动和阀芯运动时的泄漏量进行理论分析和计算，并分析比较了理论计算结果和仿真计算结果。建立的阀芯阀套之间间隙的模型在本文给定的边界条件下，泄漏量的值可正可负，正的泄漏量指的是：油液沿着压降的方向流出的流量；负的泄漏量指的是：油液逆着压降的方向流出的流量。过大的泄漏量不但能造成能量损失，同时影响执行机构的正常工作和运动速度。因此探讨缝隙中有关影响泄漏量的因素，总结出其中的规律，对阀芯阀套的设计和分析有一定的帮助。 上面所进行的研究工作为以后阀的设计和性能优化提供了依据。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH137.52
【图文】：

人原理_L人学硕上研究生学位论文图1一1均压槽对液压卡紧力的影响 F191一 1Theloekforcewithbalancegroove紧力的影响。柱塞泵中柱塞摩擦副的液压卡紧力过大容易造成滑靴与柱塞球头间的脱落，导致泵的机械效率降低、液压系统的温升进一步增高并影响元件的使用寿命。在柱塞或缸孔中开均压槽可使这一问题得到有效解决;手动伺服变量机构中伺服阀芯摩擦副的液压卡紧力过大，将导致其操纵困难甚至卡住，开均压槽可使这一问题得到有效解决。谢明，刘学敏在文献【5]中讨论了径向不平衡力引起的卡紧现象(如图1一2)和加工质量引起的液压卡紧现象(如图1一3，1一4)等。二“石治‘石~~‘口二~~~~-·一一一一飞一节仁过.一几二登图1一2形位误差图1一3环形槽深浅不一-一下一了一扩万二一厂，图1一4阀芯抬肩误差Figl一 2TheermroffigureFigl一 3AnnulargroovedePthdifferFigl一 Theerrorofvalveeore shoulderandPosition同时给出了消除液压卡紧现象的几项措施，其中包括:在滑阀阀芯上开均压槽(如图一5)来达到消除卡紧力的目的。图1一5环形均压槽改善径向平衡Figl一 5TheannulargrooveimProvesradialequilibrium陈虹微在文献【6」中对卡紧力产生的原因，液压卡紧诊断技术以及减小液压卡紧力的解决方法进行了详细的叙述。液压卡紧力产生的主要原因是:滑阀副几何形状误差和同心度变化引起的径向不平衡力(图1一6)。并解释了阀芯停歇时间及软杂质(图1一7)

人原理_L人学硕上研究生学位论文图1一1均压槽对液压卡紧力的影响 F191一 1Theloekforcewithbalancegroove紧力的影响。柱塞泵中柱塞摩擦副的液压卡紧力过大容易造成滑靴与柱塞球头间的脱落，导致泵的机械效率降低、液压系统的温升进一步增高并影响元件的使用寿命。在柱塞或缸孔中开均压槽可使这一问题得到有效解决;手动伺服变量机构中伺服阀芯摩擦副的液压卡紧力过大，将导致其操纵困难甚至卡住，开均压槽可使这一问题得到有效解决。谢明，刘学敏在文献【5]中讨论了径向不平衡力引起的卡紧现象(如图1一2)和加工质量引起的液压卡紧现象(如图1一3，1一4)等。二“石治‘石~~‘口二~~~~-·一一一一飞一节仁过.一几二登图1一2形位误差图1一3环形槽深浅不一-一下一了一扩万二一厂，图1一4阀芯抬肩误差Figl一 2TheermroffigureFigl一 3AnnulargroovedePthdifferFigl一 Theerrorofvalveeore shoulderandPosition同时给出了消除液压卡紧现象的几项措施，其中包括:在滑阀阀芯上开均压槽(如图一5)来达到消除卡紧力的目的。图1一5环形均压槽改善径向平衡Figl一 5TheannulargrooveimProvesradialequilibrium陈虹微在文献【6」中对卡紧力产生的原因，液压卡紧诊断技术以及减小液压卡紧力的解决方法进行了详细的叙述。液压卡紧力产生的主要原因是:滑阀副几何形状误差和同心度变化引起的径向不平衡力(图1一6)。并解释了阀芯停歇时间及软杂质(图1一7)

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本文编号：2775626