CFD在液压支架安全阀阀芯设计中应用

利用CFDESIGN软件对液压支架大流量安全阀阀芯的三维模型进行流场分析,研究了阀芯优化前后的流体介质的速度和压力变化,并对优化结果进行了实验验证,结果表明CFD理论计算和试验结果具有一致性,实现了高压大流量安全阀结构参数的高效设计与优化,缩短了研发周期,减少研发成本。     

不同阀芯结构对大流量安全阀的冲击性能影响研究

在液压支架的工作过程中,有冲击地压和顶板突然来压时,大流量安全阀需要迅速开启,且工作压力高,溢流量大,工作状态是一个瞬间的冲击过程,十分复杂,因此需对大流量安全阀的冲击特性进行分析和研究,设计了不同卸油孔形状和不同卸油面积的4种安全阀阀芯,并对4种不同结构阀芯的大流量安全阀进行了冲击实验,研究了阀芯卸油孔形状和面积对大流量安全阀冲击性能的影响。     

基于AMESim的矿用安全阀动态仿真及计算流体力学验证

为了研究矿用安全阀工作全流程的动态响应,使用AMESim软件对其进行了动态仿真,并针对同一安全阀使用FLUENT计算流体力学软件建立自适应动网格安全阀模型进行了验证计算,对比了2种计算方法的流量-时间、阀芯位移-时间和水动力-时间曲线,得出安全阀稳定开启时AMESim仿真结果中的流量、阀芯位移和阀芯所受水动力分别为CFD结果的64.5%、99.2%和99.0%。曲线趋势上,对比AEMSim仿真结果,CFD结果中可以观测到阀芯开启时回弹引起的流量降低,且水动力曲线波动较大。结果显示,安全阀AMESim动态响应分析对比安全阀计算流体力学模型,其稳定状态的阀芯位移、水动力的差距可以忽略不计,曲线接近,可以相互验证;流量结果有一定差距,同时,无法观测到初期阀芯回弹,在使用AMESim动态响应分析计算时需要修正。     

液压支架安全阀流场仿真与研究

液压支架是综采工作面的主要支护装备。液压支架的安全稳定工作对于煤矿安全生产影响重大,当液压支架过载时,立柱回路中的安全阀就成了过载保护的关键元件。安全阀的性能对液压支架的移架速度、承载能力以及可靠性影响很大,而安全阀的性能又与安全阀内部液体流动状态直接相关。针对FAD500安全阀建立了详细的流道模型,又经过CFD流场仿真方法得到了安全阀腔内运动流体的速度、压力等的分布情况,并对比分析了不同模型仿真结果,从而验证高压力、大流量安全阀设计的可行性和合理性。     

基于AMESim的安全阀动态特性优化研究

在AMESim环境下建立了立柱用安全阀的仿真模型并进行仿真,得出了立柱在顶板快速下沉时,安全阀溢流时阀芯的运动曲线和阀口的压力及流量曲线。通过分析仿真结果可知适当增加弹簧的刚度,可减小阀芯的振荡,实现安全阀的动态特性优化。     

基于CFD的电液主控阀阀芯内部流场数值分析

以液压支架用的电液主控阀为研究对象,对其主阀芯进行了详细的流场模型建立,采用CFD方法对主阀芯内部流场进行了仿真分析,得到主阀芯内的流体压力、速度矢量与湍动能云图。发现主阀芯内的流场规律,为改进优化阀的性能提供了有利的依据。     

不同微造型对水压安全阀阀芯润滑的影响

为改善水压安全阀阀芯润滑性能,在阀芯表面加工微造型。在建立球冠形、圆柱形表面微造型几何模型基础上,利用基于N-S方程的CFD方法分析2种微造型对阀芯润滑性能的影响,并着重分析面积率、深度2种参数下阀芯表面的压力分布的规律。     

AMEsim环境下安全阀动态特性仿真分析

依据安全阀在立柱系统中的工作原理,运用AMESim软件建立安全阀立柱系统的仿真模型并进行仿真,得出了安全阀在溢流卸载过程中的阀芯位移曲线、阀口流量及压力曲线,从仿真结果可以看出适当增加溢流孔个数有利于安全阀工作状态的稳定。     

液压支架安全阀工作过程仿真研究

阐述了当顶板压力作用在液压支架上时,液压支架安全阀在工作过程中的数学模型,并依据此数学模型确定安全阀的阀芯位移,液压支架油缸活塞杆的位移和支架液压系统的压力。     

水力割缝阀体实现切换的流体动力学分析

割缝阀体是水力割缝系统实现钻割一体化的关键部件。基于实体设计及流体动力学分析软件建立阀芯结构三维模型,对阀芯结构进行优化设计。研究结果表明活动阀芯动作的主动力来自流体对活动阀芯的前端面的压力,活动阀芯的截面为锥面加圆弧面过渡的形状为最优化结构,能够获得较大的沿轴向运动的力,且在曲面处速度波动小,阀芯不易产生振动,更有利于阀芯的移动。通过实验室试验,阀体工作状态良好,实现了预期目标。     

纯水支架用安全阀气穴特性仿真分析

针对纯水支架用安全阀存在的气穴、气蚀问题,在分析其结构原理的基础上,基于湍流和气穴模型,采用计算流体动力学(CFD)方法建立了纯水安全阀开启时阀芯孔道的仿真模型,对不同径向排孔结构形式时的气穴特性进行了仿真分析。研究结果表明:纯水安全阀径向排孔出口处的气相体积分数沿径向出口孔圆周方向呈环状不对称分布,其中靠近阀芯入口壁面处高于远离入口那侧,是产生气穴的核心区域;单列径向排孔前提下,减少孔数、增大孔径对安全阀阀口气蚀现象有抑制作用,但效果一般;增加通流面积的双列径向排孔可有效减小出口处的气相体积分数,降低气穴形成概率。     

煤矿水液压支架安全阀复合织构阀芯润滑性能分析

针对煤矿水液压支架安全阀阀芯的润滑问题,建立复合织构几何模型,通过FLUENT进行仿真计算,分析不同排列顺序、不同深度、不同面积率的复合织构对动压润滑承载力的影响,研究复合织构对阀芯润滑特性的影响规律。     

基于CFX动网格技术的大流量开关阀动态仿真

随着综采技术的不断推广和进步,相应各种阀类元器件的流量也迅速升高到了1000L/min。对进行相关阀类性能试验的装置提出了更高的要求,基于STA系列大流量安全阀台内的组合功能油缸中的大流量开关装置进行有限元动态仿真,得出其开启过程中的流场,压力场变化,揭示其详细的开启过程,可以看出在开启瞬间产生较大的压力差,流体通过开口向内迅速流动,速度可达34.89 m/s,流体域内压力差可达0.94 MPa,同时可以得出密封处间隙及结构对内部流场影响较大。     

液压支架用新型高水基大流量安全阀动态特性的研究与分析

应用功率键合图法建立了安全阀的数学模型,然后用MATLAB软件编制安全阀的仿真模型并进行仿真,得出了安全阀工作时一系列的阀芯位移、阀出口流量、阀进口压力等参数的特性曲线,通过分析仿真结果得出一些有益的结论。最后讨论了在有限的实验条件下高压大流量安全阀的实验研究方法。     

基于FLUENT的大流量安全阀流场数值模拟

针对目前国内液压支架用安全阀存在不足,研制了一种新型液压支架用大流量安全阀。运用FLUENT数值仿真软件成功地模拟出安全阀内部三维流场,通过数值模拟结果来看,数值模拟方法能真实反映安全阀内部的复杂流动,为安全阀的设计和改进提供了理论依据。     

基于AMEsim矿用大流量安全阀动态特性仿真及优化

选用FAD1000/50型矿用大流量安全阀作为研究对象对其过载溢流时的动态特性进行分析,依据其结构和工作原理,利用AMESim软件建模仿真,得到了安全阀工作时的压力、流量曲线。用控制变量法改变影响参数对比不同情况下仿真曲线结果可知,安全阀开启瞬间存在的阀芯频跳或振动是不可避免的,但是优化溢流孔的分布(数量、孔径)对安全阀动态特性的提高有很大的关系。     

液压支架安全阀内部流场仿真与性能分析

煤矿液压支架立柱回路中的安全阀,是支架过载保护的关键元件。液体在安全阀内部流动状态直接影响其性能,其性能的优劣,又决定了液压支架的承载能力、移架速度和工作可靠性等。基于FAD500安全阀整体建立了较为详细的流道模型,通过CFD流场仿真方法,获得复杂形体腔内运动流体参数的数值解:压力、速度等分布,并对不同模型仿真结果进行对比分析,验证高压大流量安全阀流道设计的合理性。     

大流量液控单向阀和安全阀研制与应用

在国家技术创新项目“60Mt综放工作面设备配套与技术研究”中，ZFS6800／18／35型电液程序控制放顶煤液压支架的液控单向阀和安全阀全部由国外引进，立柱上的液控单向阀和安全阀损坏比较频繁，而且安全阀的阀芯在卸载时切削密封而产生漏液使得立柱无法达到工作阻力。因此，兖州矿业（集团）公司兴隆庄煤矿研制了国产大流量液控单向阀和安全阀，满足了生产的需要。     

液压支架大流量安全阀流体动力学特性分析

为了提高液压支架大流量安全阀的动态性能,需要对其流道内流体动力学和运动学特性进行研究。在建立大流量安全阀三维几何模型的基础上,利用仿真软件Fluent对安全阀内部流场的运动学和动力学规律进行了仿真分析,为液压支架大流量安全阀的设计与优化提供依据。     

铲运机故障分析

1．油系发热我矿使用的一台WJD－0．75型电动铲运机，铲斗工作液压系统，出现油泵发热现象，更换一台新油泵使用几小时，就出现油泵断轴事故。诊断后认为是多路换向阀的安全阀出毛病，换下多路换向阀，铲运机恢复正常。为了查清故障，将多路换向阎拆开检查，其安全阀构造与先导式溢流阀类似，其先导部分工作机构正常，但溢流阀芯的顶部积累一些直径0．6mm左右的石英砂颗粒，这些颗粒顶住阀芯使其无法开启。估计油泵出现发热现象时，阀芯顶部已经有颗粒杂质滞留了．阀芯开口偏小，油压骤升，液压系统迅速过热。更换阀芯后，阀芯顶部滞留的…