沉割槽对滑阀阀芯径向卡紧力的影响

针对液压滑阀阀体沉割槽内液体流速不同会产生径向卡紧力的问题,利用CFD软件对某滑阀沉割槽处阀芯台肩所受径向压力分布进行研究,同时,根据滑阀内部流道的结构特点,结合理想流体伯努利方程,建立了沉割槽处阀芯台肩上压力分布的数学模型,并且通过实验验证了模型的准确性,分析了沉割槽尺寸及流量对阀芯径向压力分布的影响。研究表明:阀芯台肩上径向压力分布不均匀,且压力值随入口流量、沉割槽深度和宽度呈二次多项式函数关系上升;随压力点位置从远离出口位置至靠近出口呈平方关系下降;当阀口开度为0.5mm、流量为40L/min时阀芯台肩径向卡紧力为4.2N,是流量为10L/min情况下的16倍,且沉割槽深度减半后,卡紧力增至14.47N。最后,提出了一种偏心沉割槽结构,仿真结果表明,入口流量大于40L/min时,偏心沉割槽结构中径向压力分布的不均匀度比传统同心结构提高了64%以上,有效降低阀芯径向卡紧力。     

液压滑阀液压卡紧现象的力分析

本文对有锥度且与阀孔存在偏心的滑阀阀芯所受的液压力,推导出其数学计算公式,分析了液压卡紧现象产生的原因及减少措施。     

液压打桩锤主控滑阀稳态液动力研究

文章采用计算流体动力学(CFD)软件Fluent,对液压打桩锤主控滑阀内部流场进行可视化数值模拟;从理论上分析了主控滑阀内部流体的物理规律,并且给出了滑阀稳态液动力的CFD求解思路;分别在进口节流和出口节流情况下,研究了阀杆直径的变化所引起的台肩壁面正应力分布变化和阀杆圆周面切应力分布变化,进而分析了阀杆直径和台肩直径...     

开中位多路阀稳态液动力的控制方法

为解决装载机在实际工作中开中位多路阀复位时的卡滞问题,通过AMESim与Fluent软件联合仿真,搭建了多路阀铲斗联液压系统,得出了滑阀复位过程中,中位卸荷口P-T的流量曲线;将流量曲线离散化并作为Fluent仿真的入口边界条件,分析了滑阀P-T口的流场特性和稳态液动力的变化.结果表明:引起滑阀复位卡滞的原因是滑阀液动力在阀口开度2.5 mm时大于复位弹簧力.针对这种情况,在阀杆上设置挡流凸台结构,并对凸台参数进行优化,在不影响滑阀压力流量特性的同时将射流引导至阀体壁面,使滑阀液动力降低了61.6%.     

3维离心环境下射流管伺服阀的零偏特性

针对射流管伺服阀在离心环境下的零偏问题,建立了3维离心环境下射流管伺服阀零偏特性的数学模型,分析衔铁组件偏心距、电磁力矩系数、反馈杆刚度、运动部件质量等结构参数对射流管伺服阀零偏特性的影响,提出了减小3维离心环境下射流管伺服阀零偏值的措施.结果表明:射流管伺服阀离心零偏值与离心加速度值呈线性关系;衔铁组件偏心距、电磁力矩系数与运动部件质量是影响射流管伺服阀离心零偏的主要因素,反馈杆刚度对零偏影响不大;采用合适的衔铁组件偏心距或者滑阀质量与衔铁组件质量之比可实现各加速度值下的离心零偏均为零.采用某型射流管伺服阀进行了实验验证,理论结果与实验结果一致.     

泵出型螺旋槽机械密封端面间隙气液两相流动数值分析

针对泵出型螺旋槽气膜密封由于阻塞气压力降低,被密封液相介质进入密封间隙的情况,以密封端面间隙流体膜为研究对象,利用Fluent软件VOF模型模拟阻塞气压力恢复到正常值时端面间隙的流动状况。此时流体膜处于气液两相非稳定流动状态,研究密封端面间气液两相介质分布、压力分布及密封性能随时间的变化规律。结果表明:在假设条件下,内径处阻塞气压力恢复到正常值,流体膜能够恢复成纯气相流体膜;液相介质能增强流体动压效应,增大气相介质流动阻力,降低泵送量;气液两相掺混,改变了气液两相分布、压力分布、泵送量等密封性能,增大了流体膜恢复成纯气相的难度,且在液相介质进入螺旋槽状况下,流动过程中少量液相介质在内径处发生泄漏。     

滑阀矩形节流槽阀口的流量系数

基于阀口流量压差特性试验和矩形阀口面积计算,对滑阀上矩形节流槽阀口的流量系数进行研究,获得滑阀矩形节流槽阀口流量系数及其变化规律.研究发现:滑阀矩形节流槽阀口流量系数与阀口开度、液流方向、截面深宽比和截面水力直径关系密切,阀口开度较小时流量系数接近于1,随着阀口开度的增大而逐渐减小,在阀口中间区段接近于常数,在接近全开度时流量系数又快速增大;流入节流槽方向的流量系数比流出方向大0.05~0.10;流量系数随矩形节流槽截面深宽比增大而增大,并随截面水力直径增大而有所增大.     

液压粘滑现象对电液比例流量阀性能影响的研究

本文结合实验,分析了液压粘滑现象机理以及滑阀式先导级电液比例流量阀性能的影响,提出了防止滑动副由流体压润滑区向混合润滑区转化的具体对策,对提高滑阀类液元件的性能具有普遍意义。     

基于CFD的液压滑阀多学科优化设计

为了降低滑阀开启和关闭过程中瞬态液动力的影响,提高液压滑阀换向稳定性和可靠性,以典型的三位四通换向滑阀为对象,利用计算流体动力学方法(CFD)对滑阀开启过程进行了动态模拟,可视化地解析了流道结构参数对瞬态液动力的影响.针对滑阀阀芯、阀座沉槽、阀芯间流道结构,建立了参数化模型,借助于CFD解析、试验设计、近似模型技术,对滑阀动态解析过程进行了一体化集成,并以二阶响应面函数的形式表达了开启瞬间瞬态液动力与流道结构参数之间的响应面模型.最后,对流道结构参数进行了优化设计,为提高滑阀性能提供了定量化再设计依据.     

非全周开口滑阀的节流温升与形变

联合采用FLUENT和ANSYS分析软件对具有典型节流槽的非全周开口滑阀的三维流场、液-固温度场和固体热变形进行数值计算.结果表明:非全周开口滑阀内部流体和固体内的温度分布不均匀,阀口流束在接近固体壁面的区域温度较高,流束中心部位温度较低,阀体和阀芯在阀口附近及流束冲击壁面有局部高温,由此导致的阀芯和阀体不均匀变形量可...     

数字开关液压系统中流体惯性效应分析与实验

以数字开关液压系统中的流体惯性效应为研究对象,基于高速开关阀动力学模型与动态管路传输模型,结合管路中压力波传播特性,构建两位两通高速开关阀匹配惯性管的阀控缸液压系统分析模型,实现高速开关阀输出特性与惯性管内流体动态压力变化的实时耦合,分析了两者之间的耦合作用,并通过实验验证了流体惯性效应的存在.实验结果与分析模型Ⅱ(包含阀芯动力学模型与流体惯性效应)结果一致性较好,表明分析模型Ⅱ下的压力波传播过程可以表征惯性管内的流体惯性效应与寄生液感效应,高速开关阀的动态特性直接影响惯性管内压力波传播特性,可为数字开关惯性液压系统的设计提供依据.     

直动式海水液压溢流阀的设计与仿真

针对海水液压介质的特点,对直动式海水液压溢流阀的关键技术问题进行了分析,设计了一种直动式水压溢流阀.该阀的额定压力为14 MPa,额定流量为25 L/min.通过采用平板式阀口、增设阻尼器、阻尼杆与阀芯接触处设置球面结构,在阀芯柱面上开直槽以及合适的选材等方面提出了解决气蚀、振动和调压精度等问题的措施,建立了该阀的数学模型,在仿真分析的基础上,得到阀的主要结构参数即介质、运动质量、阻尼以及管路容积对阀动态响应特性的影响.仿真结果表明该阀具有较好的动静态性能.     

轴向柱塞泵滑靴油膜动态仿真

对轴向柱塞泵滑靴润滑油膜的动态规律进行了数学建模,给出了缸体旋转一周,滑靴润滑油膜随缸体转角的变化.分析了滑靴润滑油膜与缸体转速及柱塞腔压力之间的变化规律.仿真结果表明:由转速所带来的动压效应对滑靴润滑油膜厚度影响较大.而离心力则显著影响滑靴的倾斜姿态,在离心力的倾覆力矩作用下,滑靴将沿径向向外倾斜,并且随着转速的提高倾斜程度加剧.     

轴向变截面环空幂律流体内边界力的研究

在石油钻采工程中,井筒内流体多为非牛顿流体,在旋转杆管柱作用下做偏心环空螺旋流,而且偏心度沿杆管柱轴线呈任意变化.针对这一流体特性,建立了轴向变截面偏心环空幂律流体三维有限元模型,采用基于有限元的有限体积法,研究了流场分布规律及偏心度和转速对界面力的影响.计算结果表明:宽间隙侧最大轴向速度不变,旋转速度降低,窄间隙侧最大轴向速度降低,旋转速度增强.随着转速或偏心度的增加,流体对杆管柱作用的横向力和弯矩均增大,为进一步揭示和防治杆管偏磨提供了理论依据.     

非全周开口滑阀阀口面积的计算方法

针对非全周开口滑阀阀口的等截面和渐扩形两种典型节流槽,基于节流槽结构特征及其内流场特征,提出用节流面串联和最小过流面分别计算等截面和渐扩形节流槽阀口面积的确定原则,推导出典型节流槽阀口面积的计算公式,再利用叠加原理获得非全周开口滑阀的阀口面积,建立非全周开口滑阀的阀口面积的通用计算程序.研究结果表明本计算方法物理意义明确、精度高,实现了复杂阀口面积计算的程序化.     

面向液压滑阀卡滞问题的健壮性设计

为了解决由黏性发热引起的液压滑阀卡滞问题,综合液压滑阀结构的流固热耦合解析与多学科优化基础,提出面向液压滑阀卡滞问题的健壮性设计方法.即采取顺序耦合分析方式,在液压滑阀结构流固热耦合下,通过流体有限元获得阀芯变形引起液压滑阀卡滞的敏感因子,且以响应面函数模型表达阀芯变形与敏感因子之间的函数关系;对于外界随机变化因子,应用6σ法则优化可设计因子来减小随机因子对性能的影响,并以蒙特卡罗随机分析方法验证设计后阀芯变形对外界因子随机变化的健壮性.解析实例表明,阀芯结构、滑阀开度、负载流量和介质温度是引起液压滑阀卡滞的敏感性因素,健壮性设计方法在滑阀卡滞多因子复杂设计问题中明显优于传统设计方法.     

具有圆形阀口的三通滑阀的静态特性分析

对液压系统中常使用的具有圆形阀口的三通滑阀的静态特性进行了详细的分析,推导出该阀的压力-流量方程式,绘制了无因次压力-流量特性曲线,并求出阀的零点压力增益、流量增益和压力-流量系数．     

偏转板伺服阀前置级压力特性数值模拟分析

利用SolidWorks软件建立偏转板伺服阀前置级流场模型,运用ICEM和Fluent软件计算分析前置级接收孔处圆角大小、偏转板厚度以及偏转板位置对偏转板伺服阀前置级压力特性的影响。结果表明,适当减小前置级接收孔处圆角半径,有利于提高偏转板伺服阀的灵敏度,当接收孔处圆角半径为0.05 mm时,前置级恢复压力曲线和压力差曲线的线性度最好,偏转板伺服阀的灵敏度最高;适当增加偏转板厚度,有利于提高偏转板伺服阀前置级的恢复压力,但会降低偏转板伺服阀的灵敏度;偏转板向左上偏转一定角度时,偏转板伺服阀前置级左右接收孔存在压力差,会导致作用于滑阀的合力不为零,不利于阀芯运动的控制。     

伺服阀滑阀阀口系数影响因素分析

分析电液伺服系统中液压缸活塞位移、液压刚度、阀口开度、外负载刚度及阀芯与阀套间径向间隙对伺服阀阀口系数的影响。采用工作点线性化的处理方法,通过引入液压缸负载力方程,给出零开口电液伺服阀滑阀流量-压力系数和流量增益的计算公式,并对其影响因素进行分析。结果表明,在液压缸全行程中,流量-压力系数会随着液压缸活塞位移、外负载刚度及阀口开度的增加而增大,其中流量-压力系数随液压缸活塞位移的增大呈抛物线增长,其最大值约为最小值的2倍;流量增益随着液压缸活塞位移、外负载刚度的增大而减小,其中流量增益随液压缸活塞位移的增大而近似呈线性规律减小,其最小值约为最大值的1/2;阀芯与阀套间径向间隙对阀口系数随液压缸活塞位移变化率的影响不大;阀口系数在液压刚度取最小值附近时存在突变;同一液压刚度值可对应2个不同的液压缸活塞位移,分别对应的阀口系数值相差非常大。     

齿轮泵主从动齿轮腔压力分布的非对称性分析

在解析齿轮泵工作腔流场分布特点的基础上,主要研究了主从动齿轮腔压力分布非对称现象.以某型号高压齿轮泵为研究对象,通过分析齿轮轴挠度与径向间隙的关系和建立过渡区压力非线性微分方程,对比相应位置的压力值得出主从动齿轮腔压力非对称分布的结论.试验数据表明:额定工况下试验数值与理论值误差小于5.0%,过渡区压力相差4.17 MPa,高压槽末端压力相差1.55 MPa.该研究为高压齿轮泵工作腔压力分布非对称解析及侧板倾覆力矩计算提供了理论基础.