小型电磁插装阀设计及流量—压差特性研究

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1、密级：非密中图分类号：TH137硕士学位论文小型电磁插装阀设计及流量—压差特性研究研究生：范亚雄导师：胡燕平学科：机械工程研究方向：流体传动与控制2018年5月AThesisSubmittedfortheDegreeofMasterDesignandFlow-pressurelossCharacteristicsResearchofSmallSolenoidCartridgeValveCandidate：FanYaxiongSupervisorandRank：ProfessorHuYanping小型电磁插装阀设计

2、及流量—压差特性研究学位类型学术型学位作者姓名范亚雄作者学号15010301009学科（专业学位类别)机械工程研究方向（专业领域)流体传动与控制导师姓名及职称胡燕平教授实践导师姓名及职称雷雄高级工程师所在学院机电工程学院论文提交日期2018年5月摘要本文研制的小型电磁插装阀是驱动液控换向阀的先导阀，在原有结构尺寸的限制下，减小该阀的流道压力损失，可以提高其工作效率。本文完成了电磁插装阀的结构设计，研究了电磁插装阀的零件加工工艺及电磁插装阀的装配工艺。对电磁铁线圈骨架进行了强度分析。采用经验公式对电磁插装阀流道的压

3、力损失进行理论计算，采用计算流体力学（CFD）仿真软件Fluent对流道的流量—压差特性进行了仿真分析，对流道结构进行了改进，通过试验验证了理论计算和仿真分析结果的适用条件。本文主要完成了以下研究工作：（1）完成了电磁插装阀的结构设计，阐述了电磁插装阀零件的加工工艺，确定了电磁插装阀的装配工艺，进行了电磁插装阀尺寸精度选择与公差计算。（2）用ANSYS软件对线圈骨架在承受线圈绕紧力下的强度进行了仿真分析；对线圈骨架在加工时承受切削力下的强度进行了仿真分析。仿真结果表明，线圈骨架结构满足强度要求，满足电磁插装阀的装

4、配精度要求。（3）根据流体力学压力损失经验公式，对电磁插装阀的P-A口和A-T口流道的压力损失进行了计算。根据电磁插装阀流道的结构尺寸，采用SolidWorks软件建立了电磁插装阀P-A、A-T口流道的三维模型，采用ICEMCFD软件对其内部流道的三维模型进行了网格划分，分析了网格数量对仿真结果的影响，采用计算流体力学（CFD）仿真软件Fluent对其流量—压差特性进行数值计算，研究了阀口开口量、渐缩圆孔形状、流道形状、流道直径等对流量—压差特性的影响，对流道结构进行了改进。（4）搭建了小型电磁插装阀流量—压差特

5、性试验台，完成了小型电磁插装阀的流量—压差特性试验，得到了相应的性能曲线，与计算和仿真结果进行对比分析，验证了计算和仿真结果的准确性，同时得出了理论计算和仿真分析的适用条件。搭建了电磁插装阀压力瞬态响应特性试验台，完成了电磁插装阀的压力瞬态响应特性试验，得到了相应的性能曲线，得到了电磁插装阀开启和关闭的响应时间。该阀已在专业检测机构完成了高低温、耐久性、冲击、振动及用户实际使用等试验，各项技术指标达到了设计要求，具有良好的性能。关键词：电磁插装阀；结构设计；强度分析；Fluent；流量—压差特性IIIABSTRA

6、CTThesolenoidcartridgevalveisthepilotvalveofthemaindirectionalvalve.Underthelimitationoftheoriginalstructuresize,reducingtheflowpathpressurelossofthevalvecanimprovetheworkefficiency.Inthispaper,thestructureofthesolenoidcartridgevalvewasdesigned,themanufacturi

7、ngtechniqueandtheassemblyprocessofthesolenoidcartridgevalvewereresearched,thestressanddeformationofthecoilbracewasanalyzed.Inthispaper,theformulaofflowpathpressurelosswasusedincalculation,andthecomputationalfluiddynamics(CFD)simulationsoftwareFluentwasusedtoa

8、nalyzetheflowpathflow-pressurelosscharacteristics.Basedontheresults,thepathstructureofthevalvehasbeenimproved.Theapplicationconditionofcalculationandsimulationresultswasverifiedbythetests