水液压支架安全阀复合织构阀芯设计与分析

发布时间：2020-06-15 03:03

【摘要】：液压支架安全阀作为装备支护安全的核心元件,对支护装备的可靠性、安全性以及使用寿命有着决定性影响。通常液压支架的工作介质为乳化液,但乳化液容易变质,会析出导致过滤设备堵塞,从而影响工作进度,减少安全阀的使用寿命,且对环境造成污染。随着可持续发展战略的提出,国家倡导建设绿色矿山,因此将煤矿机械水压化成为了水液压技术的一个热门研究方向。但由于水的粘度较低,煤矿机械又具有高压力,大流量等特点,使得液压机械会出现润滑、摩擦磨损、气穴气蚀等问题。论文以水液压支架中的安全阀为研究对象,将工作介质乳化液换为水,重点研究水液压支架安全阀的润滑、气穴气蚀等关键问题。为以后研究矿山机械水液压化提供理论和技术支持。论文的主要研究内容如下:1.提出复合织构阀芯新结构。将复合织构引入到水液压支架安全阀阀芯表面,研究其在安全阀阀芯与阀套之间摩擦副的润滑、减磨等问题。通过建立复合织构润滑模型,分析复合织构阀芯的动压润滑特性及减磨机理。为了求解方便,将阀芯复合织构简化为一个l_1×l_2的微小单元,设置面积率、深度和排列顺序不同参数,对阀芯复合织构单元进行仿真模拟,得出阀芯复合织构单元表面压力云图、中心截面曲线图、阀芯表面承载力图。通过与设置相同参数的单一织构对比,说明复合织构的优势,并分析深度、面积率和排列顺序对复合织构阀芯润滑特性的影响,优化出一组能够产生良好动压润滑特性的阀芯复合织构。2.提出一种变截面式安全阀阀芯径向孔新理念。针对传统水液压支架安全阀阀芯出液径向孔处的气穴气蚀问题,设计出六种变截面式径向孔新结构。建立变截面式径向孔CFD模型,优化了阀芯出液径向孔结构,研究了阀芯径向孔处气穴气蚀消减的方法。通过仿真模拟,得到六种变截面式径向孔结构的压力云图、流线图、湍动能云图和气相体积分数图,对比分析表明:圆台径向孔结构和球形径向孔结构的抗气穴气蚀性能较好,但考虑到加工工艺和成本等各方面的影响,优化出抗气蚀性能最佳的正圆台径向孔结构,使其能够有效减少阀芯出液径向孔处气穴气蚀现象的发生。图[43]表[5]参[88]
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TD355.4
【图文】：

图1-1支护设备在煤矿中的应用Fig.1-1Applicationofsupportequipmentincoalmine

水液压技术的应用及发展趋势

【参考文献】

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本文编号：2713795