直动式球面密封高压安全阀密封失效及改进研究

航天伺服系统配套使用的高压安全阀,要求其体积小、压力高、流量大、响应快。直动式球面密封高压安全阀为其中一种重要的结构形式,虽然其结构简单,但密封失效问题严重影响产品性能以及调试效率和合格率,造成交付进度延误甚至造成巨大经济损失。采用理论计算、仿真分析以及试验研究方法对直动式球面密封高压安全阀的密封失效机制进行了研究并提出了改进措施,通过试验验证了改进密封结构的有效性。     

矿用液压支架大流量安全阀卸荷性能分析

针对液压支架大流量安全阀在冲击载荷作用下不稳定的问题,以矿用液压支架上的FAD500/50型大流量安全阀作为研究对象,依据其结构和工作原理,利用AMESim软件对安全阀过载时的卸荷性能进行仿真分析,得到安全阀溢流时压力与流量动态输出特性以及阀芯运动规律特性。结果表明：在冲击载荷下,安全阀压力超调量和压力超调率分别为5.9 MPa和15%;安全阀开启瞬间阀芯会产生震荡,突变载荷是阀芯产生震荡的主要因素。最后通过试验证明了安全阀回路压力损失随着乳化液流量的增大而增大,但在0~320 L/min公称流量下,安全阀的压力损失低于7 MPa,系统整体运行稳定。     

变刚度弹簧对高压大流量安全阀响应特性的影响规律

随着煤炭综采技术的发展,液压支架受到顶板来压的强度和频率不断增强。为研究高压大流量安全阀在顶板来压时的响应特性,以典型的1 000 L/min大流量安全阀为基础研究对象,分别利用Simulink和AMESim建立模型,分析顶板来压时安全阀的弹簧刚度变化对其响应特性和启溢闭时间的影响规律。结果表明：定刚度弹簧刚度减小能有效减小超调量但阀芯震荡加剧,安全阀压力波动较大;刚度增加能使阀芯振幅减小且更快趋于稳定,但安全阀超调量增加,不利于卸荷溢流;变刚度弹簧能有效减小冲击载荷下安全阀的超调量,提高安全阀的压力控制精度,从而提高安全阀的稳定性和可靠性。此外,设计一种以氮气为气体弹簧的新结构安全阀,仿真结果表明：氮气弹簧安全阀的超调量为9.5 MPa,压力稳定时间61.4 ms,安全阀关闭时液压缸内压力为35.61 MPa,关闭延迟时间为78 ms,为高压大流量安全阀的设计提供了理论依据。     

液压支架用大流量安全阀试验台测试系统的设计

为了满足液压支架用大流量安全阀各主要性能参数自动测试的需求,开发了基于Lab VIEW的测试系统。目前该系统运行在大流量安全阀试验台的测试工作中,实践结果表明:该系统稳定可靠、测试效率高,在实验教学及工业性试验中均取得了一定成果。     

大流量安全阀动态性能试验台设计及仿真研究

新国家标准对液压支架用安全阀的动态性能的试验要求较旧标准多出了公称流量启溢闭特性试验,而目前大流量安全阀动态性能试验台大多只能对其冲击特性进行试验。因此,设计了以蓄能器快速加载为特点的大流量安全阀试验台,以满足新国家标准的要求,并采用了AMESim软件对试验台液压系统进行仿真,结果表明该试验系统的流量和压力曲线符合新标准要求。     

自适应大流量安全阀的流固耦合分析与保压实验

为提高自适应大流量安全阀关键零件的可靠性及寿命,利用UG软件建立自适应大流量安全阀关键零件的三维模型,并借助ANSYS Fluent软件对其进行了网格划分,通过单向流固耦合分析得到了一级锥阀、二级差动阀芯等关键零件的应力、应变云图;为进一步研究自适应大流量安全阀的低压密封性,利用ZF-2WG液压支架阀综合实验台对其进行了6、14 MPa 2种不同压力的打压实验。仿真及实验结果表明：一级锥阀的锥面附近区域为应力集中区域,锥尖附近区域为应变集中区域;二级阀芯4个阻尼孔靠差动腔侧的出口处为应力集中区域,二级阀芯外环形差动腔接触流体区域为应变集中区域;通过操作控制P口压力为6、14 MPa,保压时间为120 s,压力值基本保持在设定值,保压效果非常理想。     

基于AMESim的双级保护大流量安全阀开启压力及流量特性影响因素研究

在分析某型双级保护大流量安全阀工作原理的基础上,建立双级保护安全阀的数学模型;借助AMESim16.0软件建立双级保护大流量安全阀及包含安全阀的支架液压仿真模型,进行仿真分析,得到安全阀开启压力、流量特性曲线。为进一步探究影响双级保护大流量安全阀开启压力、流量特性的因素,改变一级直动阀的直径、二级差动阀进液口直径及二级差动阀芯小端直径并在支架液压模型中进行仿真分析。结果表明:一级直动阀阀芯直径为11.5 mm时,开启压力为40 MPa;给定进液口为直径34 mm、二级差动阀芯小端直径为30 mm时,二级差动阀开启压力约为45 MPa。仿真结果为更好地应用双级保护大流量安全阀提供参考。     

大流量插装阀金属密封技术的分析及优化设计

文本主要研究大流量插装阀(通径DG160~DG200)阀芯阀套之间的金属圆柱密封,通过深入分析主阀内阀芯、阀套间滑动密封时穿漏、渗漏状况,优化了各部分的配合公差和结构参数。     

高压大流量柱塞泵建模与仿真研究

航空用高压大流量柱塞泵的研究是现代战机机载系统发展方向之一。根据恒压轴向柱塞泵的结构和工作原理,以AMESim工程软件为平台,建立了柱塞泵关键部件模型,并在此基础上建立了高压大流量柱塞泵仿真模型。在柱塞运动方程中引入斜盘摆动速度这一参数,使得对斜盘的力矩分析更符合实际。通过仿真研究,进一步优化了高压大流量柱塞泵设计参数,为机载液压系统高压化设计提供参考。     

高压大流量先导式自锁阀设计与仿真

自锁阀受到压力和流量方面的限制,难以满足高压大流量液压与气动系统的应用要求。因此,提出一种结构紧凑、可靠性高、使用简单的高压大流量先导式自锁阀。采用高压自锁阀作为先导级,利用压差驱动主阀;采用内部溢流结构使阀门无流体外溢,从而使阀门更加清洁和节能。对该自锁阀结构原理进行论述,并对其关键电磁部分及流场进行仿真分析,证明了方案的有效性。     

一种矿用高压大流量水介质液控开关阀的开发

根据煤矿掘进装备水冷喷雾系统的需要,总结了现有矿用水介质开关阀在使用中存在阀芯、弹簧易锈蚀或被卡滞,易发生因密封件损坏导致液控油与水泄漏相通等问题。基于液压流体动力学和液压阀设计相关理论和方法,分析现有液压阀典型阀口型式及内部结构的优缺点,开发一种新型高压大流量水介质液控开关阀,具有结构简单、抗污染能力强、主要零件不易腐蚀、易于维护等优点,可以满足煤矿井下主机设备的使用要求。     

基于AMESim的CNG发动机高压减压阀建模与分析

建立了天然气发动机高压减压阀的AMESim模型.对该模型的建立过程进行了详细的阐述,并且进行了静态和动态仿真,得到了静态特性曲线和动态特性曲线,同时通过对这些曲线的分析,阐述了模型与实际天然气高压减压阀在静态和动态特性上的差异.这种差异主要表现在对实际的天然气高压减压阀建模时的理想化上,但是这些存在的差异并未改变其总体的态势.仿真结果表明这个模型是可以接受的.     

加氢装置用高压力级锻钢闸阀的研制

针对加氢装置用高压力级锻钢闸阀的工况条件、设计与研制难点,进行了阀体通用化结构、密封填料系统、密封填料检测系统等关键部件的设计;控制了原材料进货检验、焊接加工、密封试验装备的配套设计等关键过程。压力试验结果和客户使用情况说明,研制的加氢装置用高压力级锻钢闸阀能适应苛刻的工况条件。同时对加氢装置用高压力级锻钢闸阀的主要设计参数、设计规范、压力试验等进行了阐述。     

比例压力/流量阀测试指标与标准探讨

当前比例压力阀及比例流量阀在测试过程中没有统一的标准,使得比例阀的测试与检测比较混乱,且许多新的性能指标无法测试,不利于标准化和规范化,也有碍其性能的标定。结合当前相关行业标准总结出比例阀所需和待测试的性能特性,提出在标准实验条件下性能测试的参考标准,并在此基础上阐述目前制约其项目测试的相关因素,为推动比例阀的自动化及规范化检测做好铺垫。