节流槽型阀口噪声特性试验研究

运用压力分布测量、噪声测试、流场仿真及理论分析对典型节流槽的噪声特性进行了研究。压力分布测量结果与流场仿真吻合良好,在大量试验的基础上揭示了节流槽的噪声特性规律。研究发现节流槽型阀口噪声与流场压力分布特征密切关联,噪声主要取决于节流槽形状、流动方向及背压大小,渐扩形节流槽容易出现啸叫,而具有等截面流道的节流槽噪声较低。此项研究对于具有节流槽液压元件的噪声控制具有重要的理论价值和工程实用价值。     

液压元件典型激振流场控制理论与方法的研究

本项目主要研究了液压控制元件节流槽噪声特性、噪声评价方法,为液压元件噪声控制及优化设计提供了新思路和方 法,主要成果如下。 (1)提出了阀套移动式压力分布测量方法,建立了包括阀套移动式液压阀压力分布测量、噪声测量和流动气穴显示系统, 压力分布实测结果与流场仿真结果吻合良好,这种压力分布测量方法对于高压、高速、小尺寸复杂流场具有普适性。 (2)通过对非全周开口滑阀液动力流场解析及试验测量,发理滑阀稳态液动力在流动方向变化时,液动力大小和方向都 会发生变化,并通过理论分析证明了这种现象,为控制液动力提供了新的方法及思路。     

阀口高速流动中的气穴观测与流场分析

通过高速摄像和压力分布测量等方法从实验和仿真两方面对节流槽内高速流动中的气穴现象进行了研究，并建立了槽内流动模型。研究发现，节流槽内由于高速流动和流体脱离而产生的低压区是造成气泡流产生的根本原因，压力分布对气穴与噪声特性有直接的影响，节流槽结构通过压力分布决定了气泡的尺度大小和成长过程。该研究对于建立基于流场仿真预测阀口气穴的方法，以及对液压元件的噪声控制具有重要价值。     

组合型节流槽对多路阀内流场特性影响的仿真研究

针对工程机械用多路阀阀口压损大、流速高,极易出现阀芯冲蚀磨损的问题,以某型号工程机械多路阀为例,设计不同组合形式的节流槽,研究多路阀阀口节流槽结构形式对阀口流阻损失及多路阀内部流场特征的影响。采用数值分析的方法研究了不同阀口节流槽形式在阀芯开启过程中阀口前后压差、流量、流速等流场特征。结果表明:阀芯采用不同组合型节流槽的流场特征明显不同,VU形节流槽较其他阀口出流线性特性更好,且具有良好的预升压效果,可进一步降低液流对阀芯的冲蚀,减小噪声、振动,保证多路阀工作的稳定性。对高压、大流量多路阀阀芯节流槽口的设计及提升多路阀综合性能具有一定的参考意义。     

基于压力分布模式的液压阀空化噪声评价

比较Oshima和Ichikawa由液压锥阀实验所得空化噪声变化和阀座上的压力分布曲线,提出基于压力分布模式评价液压锥阀空化噪声的方法。对实验所用液压锥阀进行CFD解析,得到阀座上的压力分布曲线,与实验所得噪声曲线相比较,找到评价节流口噪声的3种压力分布模式。对带V形节流口的液压滑阀流入和流出两种流动状态进行CFD解析,验证了压力分布模式评价方法在滑阀空化噪声评价中的可行性。     

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。     

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。     

基于Fluent的某滑阀内部流场仿真与分析

基于Fluent流场仿真软件,对某滑阀内部流场进行数值模拟和可视化研究。在相同计算条件下,分别对不同阀口开度下的三维模型进行稳态模拟仿真,得到滑阀内部流场的速度压力、流量特性以及流量系数的变化规律：在相同的压差条件下,随着阀口开度的增大,阀口处的最大速度、流场的最低压力、流量系数都随之降低。通过改变节流槽的形状进行仿真比较,得到流量系数与节流槽截面形状密切相关,在阀口开度相同的条件下,随着进出口压差的增大,半圆形节流槽滑阀的流量系数变化比较明显。研究为滑阀的优化提供了有效数据,并且对同类型产品的相关研究具有一定参考价值。     

非全周开口滑阀稳态液动力研究

非全周开口滑阀是液压阀的基本结构形式之一,其阀口是在阀芯凸肩圆周上均布若干不同形状的节流槽,用于获得不同流量控制特性。随着阀口开度变化,阀口节流面的位置、形状和射流角都会随之变化,因而传统理论计算方法无法准确计算压力流量、液动力特性等。采用计算流体动力学(CFD)方法,针对两种典型节流槽形式的滑阀进行了三维流场仿真分析研究,获得了不同流动方向下阀口全行程压力流量和液动力特性,并与试验测量结果进行了比较,两者吻合良好;分析比较了流场计算和理论公式计算结果。研究发现在特定的阀口开度范围内,液动力会使阀口趋于开大。此项研究对于非全周开口滑阀压力流量、液动力等性能预测以及减小阀驱动力具有重要意义。     

运加油车底阀稳态流场数值模拟研究

节流槽的流量特性是主要考虑的因素,节流槽的流量特性对主阀阀芯的运动起关键作用。运用Solid Works软件建立并合理简化了不同切割角的节流槽流场模型,运用Fluent软件对节流槽的流场进行了仿真,并研究了流体流向为正方向和反方向时的节流槽流场;根据节流槽的几何尺寸,推导出了节流槽过流面积的表达式,通过仿真数据,研究了不同切割角的圆缺型节流槽的流量与开度、压力的关系,为节流槽的设计和优化提供了理论依据。     

液压支架用高压大流量液压元件综合性能试验台的设计

介绍了一种以乳化液为介质的煤矿液压支架用高压大流量液压元件综合性能试验台的系统原理。设计了一种带尾部减振槽的插装阀和一种带缓冲阀的卸荷溢流阀,仿真优化结果表明,减振槽和缓冲阀的设置可大大减小压力梯度的极值,有利于减小振动和噪声;利用VB设计了综合性能试验台的测控系统。通过调试和实验证明,所研制的试验台及其测控系统能够满足液压支架用阀的试验要求。该试验台将在煤矿安全生产中发挥重要作用。     

膜片式先导水压溢流阀仿真与试验研究

由于水的粘度低和润滑性差,先导型水压溢流阀中主阀芯与阀套之间的密封与润滑问题一直是影响阀静动态性能的关键性技术难题。设计出一种采用膜片密封的新型先导型水压溢流阀,较好地解决了先导型水压溢流阀的密封与润滑难题。建立该阀的数学模型,对其静态特性进行理论分析和计算,对其动态特性进行仿真,分析主阀下腔容积、阻尼孔直径、先导阀弹簧刚度、主阀上腔容积以及阀芯质量对阀压力响应和压力超调量等动态性能的影响。制作样机并对其调压范围、启闭性能和动态性能进行试验研究。试验结果表明,样机的压力调节范围较大、启闭特性非常好、压力超调量较小以及升压时间较短,验证了该阀能较好地解决主阀芯与阀套之间的密封与润滑难题。     

大通径分段式滑阀阀芯阀套配合间隙的设计

研制了一种用于某节能机械液压控制系统的大通径滑阀式换向阀, 该换向滑阀采用分段式阀芯阀套结构, 由2个二位三通阀组合成1个三位四通阀。利用 SolidWorks对换向阀阀套建模, 分析其在各种工况下的变形情况以及对配合间隙的影响, 并通过变形趋势分析异常泄漏的产生原因, 确定了阀芯阀套最优配合间隙范围为0.030~0.035 mm。试验表明, 在此配合间隙范围时滑阀换向动作灵敏, 复位可靠性高, 泄漏量适当, 满足设计及实际使用要求。     

新型五位四通旋转型换向阀的设计与仿真分析

救援用氧气呼吸器检测仪是检测氧气呼吸器的重要装备,为了方便救援使用,要求检测仪体积小、功能全、气密性好。据此,设计了一种新型的五位四通旋转型换向阀;通过转动旋转钮,带动控制通路转盘,从而控制阀芯组件,对换向阀的各通路进行控制,从而实现检测仪的不同功能;该阀采用了弹簧力和特殊结构的环形增强密封铜套相配合,通过O形圈密封,增强了阀的承压能力,密封性能更好。运用仿真技术对阀体中的阀芯密封性进行了受力模拟,同时将旋转型换向阀加工成实体进行了密封性能实验,实验结果与仿真相吻合,并将旋转型换向阀运用到了氧气呼吸器检测仪上。     

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。     

双U形节流槽滑阀多场耦合特性研究

液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...     

二维电液比例换向阀动态特性及稳定性分析

二维电液比例换向阀兼具直动式和导控式比例阀的功能:正常工作压力下,比例电磁铁输出的推力通过压扭联轴器使阀芯转动,阀敏感腔的压力差动变化,驱动阀芯轴向移动,与此同时阀芯反向转动,敏感腔的压力又逐渐恢复为原来的值,阀芯到达一个新的平衡位置,实现对阀芯位移的液压先导比例控制;当工作压力为零时,则由比例电磁铁直接驱动阀芯。在正常的工作过程中,压扭联轴器不仅可以实现直线-旋转运动转换,还可将比例电磁铁的驱动力放大,使其能有效、可靠地驱动阀芯转动,从而提高其比例控制性能和工作可靠性。通过2D阀的建模、动态仿真及稳定研究,弄清2D阀的关键结构和工作参数对动态特性的影响,并建立2D阀的稳定条件,为其结构设计和优化提供理论依据。对2D阀试验研究,测得直动与导控两种工作状态下主要性能曲线与指标,试验表明2D电液比例换向阀不仅可以实现直动和导控的功能,而且通过先导控制可以有效克服液动力和摩擦力的不利影响,同时也证明了2D阀具有较快的响应速度和很好的稳定性。     

多功能液压破碎机阀芯泄漏特性的数值模拟分析

多功能液压破碎机用多路阀系统中,阀体和阀芯之间依靠间隙密封,因此不可避免会存在一定的泄漏量。过大的泄漏量不仅会造成能量的损失,还严重影响着阀的执行速度及工作性能。以多路阀转锤联阀芯、阀体无相对运动状态下的缝隙为例,采用理论计算以及数值仿真的方法研究间隙大小、偏心、阀芯直径、封油长度、均压槽数量等因素对泄漏流量的影响,得到各参数对泄漏流量的影响规律及缝隙中流体的运动状态,为阀芯、阀体配合缝隙处的结构设计和参数优化提供了参考,对工程实践具有重要的参考价值。