节流槽个数对滑阀阀芯热变形的影响

针对节流温升及进出口压差导致滑阀阀芯变形引起卡滞的问题,采用Fluent和Workbench分析软件对具有U形节流槽的滑阀、全周开口滑阀的液-固温度场和阀芯热变形进行数值计算。结果表明:在阀口附近及流束冲击壁面有局部高温,由此导致的阀芯变形量达数微米,最大可达到配合间隙(一般10μm左右)的50%。随着U形节流槽个数的增加,阀芯的变形量也会随之增大。全周开口时,阀芯变形量最大,滑阀阀芯的变形可能直接导致卡紧现象。当油液压力单独作用于阀芯时,其导致阀芯发生的变形量非常小,基本可以忽略不计。     

节流槽形状对液压滑阀卡滞力的影响

液压滑阀是液压系统中的关键控制部件之一,其结构简单可靠,易于实现流量、压力控制。但是运行过程中由于热负荷产生的微小变形会导致阀芯卡滞现象的出现。当阀芯发生卡滞现象时,可能会严重降低液压阀的精度和灵敏度。基于热-流-固耦合模型,分析了节流槽形状对液压滑阀卡滞力的影响。首先建立了阀内固定开度流道模型,计算获得了不同节流槽形状下阀内流动特性;其次,将流体分析得到的温度场信息作为边界条件加载到热分析中,得到阀芯上的温度分布特性;最后研究了不同节流槽形状下阀芯间隙的变形量,分析阀芯卡滞的变化,为减小阀芯卡滞措施的研究提供参考。     

基于流固热耦合的负载敏感多路阀仿真研究

由于多路阀内部流量大、压力高,且流道结构复杂、节流温升大,会造成阀芯发生变形而引起卡滞现象,为此,对多路阀进行了流固热耦合数值模拟仿真研究。首先,利用AMESim和UG软件对负载敏感多路阀进行了建模;然后,利用ICEM对流体域及固体域进行了网格划分;最后,采用ANSYS Workbench平台,在不同工况下对多路阀进行了流固热耦合数值模拟仿真,分析了不同工况下多路阀流场内流体速度、压力分布、节流温升、气穴气蚀以及阀芯变形的情况。研究结果表明:阀芯与油液接触的区域温度受影响较大,而远离油液的区域阀芯温度变化不明显,在油液温度影响下,阀芯上节流槽区域发生膨胀变形,说明节流温升对阀芯的影响主要集中在节流槽附近区域;当主阀口开口度较大,压力补偿器开度较小时,阀内易出现气穴,产生气蚀现象,节流槽处温升非常明显,阀芯变形量较大,容易引起卡滞现象;该研究结论可为多路阀阀芯的结构设计提供理论支撑。     

液压滑阀阀芯温度场的流-固-热耦合研究

针对液压滑阀在中高压系统的使用过程中,黏性热效应使得油流温升显著,阀芯受热膨胀而出现磨损甚至卡紧,导致液压滑阀失效的现象,建立了液压滑阀的计算流体力学三维模型,从不同开口度、不同槽口深度和宽度三方面进行流场和温度场的耦合分析,得到液压滑阀的最高流速和最高温度大小和区域的分布情况,以及阀芯和阀套的径向变形量,为液压滑阀卡紧机理分析提供了强有力的支撑和参考。     

双U形节流槽滑阀多场耦合特性研究

压滑阀在工作过程中阀芯卡滞及磨损现象严重,为了改善阀腔流域特性及液压阀的工作性能,构建了液压滑阀的简化模型,基于计算流体力学对双U形节流槽滑阀阀芯及阀腔内流域动态特性进行了分析。研究了节流槽数量、阀口压差对阀腔内流体速度场、阀芯温度场及阀芯应变场动态特性的影响。研究结果表明,随着阀口压差的增加,流体的最大流速以及阀芯的最高温度和最大变形增大;随节流槽数量的增加,阀芯的最大变形增大,流体流速及阀芯最大温度变化微弱。该研究为阀芯优化设计提供了参考。     

基于FSI的液压滑阀阀芯稳态热分析

针对液压滑阀在中高压系统中,粘性加热使油流温升显著,阀芯受热膨胀,发生磨损甚至卡紧的现象,该文建立了液压滑阀的计算机流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)三维模型和稳态传热有限元模型(Finite Element Analysis, FEA),利用流固耦合(Fluid-Solid Interaction,FSI)计算了阀芯在不同开口度下的速度、阀芯温度和阀芯热变形量,分析阀芯在不同开口度下的最高温度和最大变形量的变化趋势,为液压滑阀的设计提供一定的参考意义。     

甘蔗收获机多路阀阀芯的温升及热变形仿真分析

多路阀是甘蔗收获机械液压系统的核心元件,用于控制多个工作装置的协同作业。针对其阀口压差变化大,节流温升明显,易造成阀芯变形卡滞的问题,对多路阀阀芯进行了流固热耦合仿真研究。利用Design Model软件抽取对应流道,并建立不同开度的多路阀流场仿真模型,导入ANSYS Workbench平台进行不同工况下的流固热耦合仿真,分析对比了双U形和三角形节流槽在不同开度、不同进出口压差工况下,多路阀内部流场的流体速度、阀芯温度及变形的情况。结果表明：双U形、三角形节流槽阀芯最高温度始终在节流槽处;随着阀进出口压差增加,油液的最大流速以及两种节流槽型阀芯的最高温度和最大形变量增大,但三角节流槽型阀芯变形相对较小;随着阀口开度的增加,三角节流槽型阀芯温度及最大形变量均小于双U形节流槽阀芯;三角节流槽型阀芯的最大形变量较双U节流槽型阀芯小25.1%。为农业机械多路阀阀芯节流槽设计提供了理论依据。     

先导式比例方向阀流热固耦合仿真分析

比例方向阀是液压系统的基础元件,其性能直接影响系统的整体稳定性.为防止在阀的使用过程中,节流温升导致阀芯发热膨胀,从而出现阀芯卡紧等现象.针对先导式比例方向阀进行流热固耦合仿真分析,对阀的热变形情况进行探究:建立先导式比例方向阀的固体三维模型和流场模型,采用基于CFD的流热固耦合仿真分析方法,分析节流温升使油液温度升高...     

粗糙度对多路阀间隙密封性能的影响

多路阀阀芯间隙的卡紧现象是工程机械液压控制系统中的常见故障之一。为减小卡紧力,提高多路阀换向的准确性和可靠性,以多路阀阀芯为研究对象,建立基于平均流量雷诺方程的数学模型以及阀芯阀体表面粗糙峰接触模型,并应用有限体积法对其进行离散求解,探讨均压槽数量对阀芯径向卡紧力及阀体表面粗糙度对阀芯内泄漏量和摩擦力的影响。结果表明：增加均压槽数量可降低阀芯所受径向卡紧力;随着阀体表面粗糙度值的增大,内泄漏量及黏性摩擦力减小,但粗糙峰摩擦力显著增大。     

基于CFD的液压滑阀阀芯均压槽的研究

该文首先对液压滑阀阀芯偏心且倒锥时受到的卡紧力进行数学建模,然后介绍了3种不同形状的液压滑阀阀芯均压槽,并用Fluent软件对阀套与阀芯之间的流场进行模拟仿真.最终分析结果表明,在液压滑阀阀芯上加开均压槽虽然会导致滑阀缝隙泄漏量略有增加,但能有效减少阀芯受到的径向不平衡力,避免阀芯发生卡滞现象.     

基于FSI的U型节流阀油流粘性热效应分析

在中高压液压系统的使用过程中,液压滑阀经常出现阀芯移动操作困难和阀芯磨损,甚至造成阀芯和阀套间卡死的现象,这是因为液压滑阀因节流产生的粘性加热使油流温升显著,阀芯阀套受热膨胀不同,从而减小了阀套与阀芯间的配合间隙。针对这一现象建立了计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)三维模型和稳态传热有限元模型(Finite element analysis,FEA),并利用流固耦合(Fluid-solid interaction,FSI)计算了U型节流阀在不同工作压力下,不同节流槽口宽度和深度,以及不同开口度的速度场和阀芯表面温度场,并对计算结果进行了分析,得出阀芯在各种情况下的最高温度和最大变形量的变化趋势。     

2D电液比例换向阀阀芯卡紧力分析

针对2D电液比例换向阀阀芯卡滞现象,应用缝隙流动原理,对2D阀芯有无偏心情况下的径向卡紧力进行系统理论分析,得到2D阀芯液压卡紧力计算方法;运用MATLAB软件进行数值计算,得出2D阀芯径向卡紧力与偏心量和高低压孔夹角间的关系;根据2D阀特性,提出2D电液比例换向阀阀芯改进措施,应用Fluent 软件对阀芯表面的流场进行CFD仿真分析,比较了改进前后的流速矢量和压力分布情况,验证了改进措施的正确性。改进后的2D电液比例换向阀在中高压实验中无“卡滞”现象出现,实现了高压大流量的比例控制。     

2D数字阀阀芯受力分析及研究

介绍了2D数字阀的基本结构及工作原理,提出了2D流量控制概念。研究了由径向力引起的液压卡紧现象。通过Fluent软件对数字阀内部进行流场分析,得出2D阀芯弓形槽处壁面所受的压力分布,并对阀芯受到径向力的原因进行了分析,提出了减小2D阀阀芯卡紧力的一些措施。     

节流槽形式对滑阀空化流场的影响

为了提高采煤工作面液压支架推移拉架准确度,降低空化现象对控制滑阀性能的影响,采用Pumplinx建立了不同节流槽形式下滑阀内部流体域动态模型。仿真分析了不同节流槽形式滑阀在不同开度时,压力场和空化分布以及气体体积分数的变化趋势。结果表明:不同节流槽形式对滑阀内部的压力分布和空化分布具有不同的影响;气体体积分数随着阀口开度的增大,呈现先稳定波动然后陡增最后在阀口完全开放后迅速降低的现象;交错分布形节流槽空化剧烈起始位置为4.5 mm,最大气体体积分数约为0.12,相较于其他槽形明显降低。     

高温环境对射流管伺服阀偶件配合及特性的影响

针对射流管伺服阀高温试验中出现的不规则、不可重复的特性,提出将阀体、阀套、阀芯均简化为规则金属体,根据带残余应力的规则金属体在变温度场内的尺寸变化规律,分析了温升对偶件配合的影响及其与伺服阀故障之间的映射关系。结果表明：高温环境下,铝阀体与钢阀套的径向间隙变大,且阀套在轴向获得一定的自由移动空间,破坏了压装其上的接收器与射流喷嘴的空间位置关系,导致伺服阀性能不规则且不可重复;同种钢质但配合表面发生磨削烧伤的阀芯与阀套之间的径向间隙会减小,易出现卡滞,导致伺服阀流量波动或跳跃。提出了改进措施：将接收器尾部增设定位销,使阀体与阀套连为一体;增设锁紧螺钉防止在长期温度交替时接收器由于阀体的膨胀收缩而"拔出";锁紧环内侧加装蝶形簧片,其预压缩变形量大于阀体与阀套伸长量之差时,可消除阀套的轴向自由活动;磨削过程中,适当加大冷却液的流速可加快散热,并对阀芯、阀套的配合表面进行硬度筛查。高温试验结果与理论分析相一致。     

螺纹插装式缓冲溢流阀的流场分析及结构改进

螺纹插装式缓冲溢流阀作为缓冲阀的一种,已经广泛应用于各类工程机械。在分析液压回转马达缓冲式溢流阀结构及工作原理的基础上,运用Fluent流场仿真软件对其流道模型内部流场进行仿真研究。通过流场速度矢量分布图及压力云图,对不同参数下该阀的流场特性进行分析,据此对缓冲溢流阀进行结构改进。结果表明在阀芯上加均压槽有助于减小阀腔内的局部高压而降低系统的压力冲击,从而提高缓冲式溢流阀的缓冲性能。     

基于格子Boltzmann方法的动压气体轴承黏性热耗散研究

箔片气体轴承微间隙内的流场常处于滑移区,甚至过渡区,会出现一些微观效应,其热特性的研究采用宏观方法已不再合适。为研究不同工况下动压气体轴承间隙热特性变化规律,基于格子Boltzmann方法建立包含黏性热耗散项的径向轴承间隙传热数值模型;采用总能形式的双分布函数热模型,通过有限差分离散将其应用到贴体网格中,同时引入速度滑移和温度阶跃边界条件,通过数值计算得到不同参数下的轴承间隙气膜温度分布,并分析了不同埃克特数（Ec）、偏心率和转速条件以及温度阶跃对黏性热耗散的影响。结果表明,当Ec数、偏心率和转速增大时,气膜最高温度增加,两侧的温度阶跃增加;温度阶跃效应的忽略均会导致黏性热耗散量不同程度的低估。     

动力转向器转阀复合刃口的研发

分析了动力转向器阀芯刃口结构与特性曲线的几何关系,提出采用直线与圆弧组合成阀芯复合刃口,取代传统的单段圆弧结构,以改善传统产品高速行驶时不灵敏区过大、常用工作区手感差的问题。试验结果表明:复合刃口转阀特性曲线较传统结构更符合理想曲线,操控特性得到改善。