滑阀液动力研究及结构分析.pdf

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1、HydraulicsPneumatics＆Seals，NO．4．2012滑阀液动力研究及结构分析郭燥，解宁，郭津津，刘杰(1．?白姆克(天津)液压有限公司，天津300461；2．天津理工大学机械工程学院，天津300384)摘要：液动力是设计、分析液压控制阀及液压系统考虑的重要因素之一。该文采用理论推导与CFD结合的方法，利用流体分析软件FLUENT进行不同开口度下的仿真实验，仿真研究了不同开13度以及不同边界条件的滑阀阀内的流场，分析了出13节流滑阀阀芯所受的最大液动力．并提出了优化方法。所进行的研究工作对于系统建模分析和滑阀液动力的补偿研究提供了依据。关键词：滑阀

2、；FLUENT；液动力中图分类号：TH137．5文献标识码：A文章编号：1008—0813(2012)04—0011-05ResearchonFlowForceoftheSpoolValveandStructureAnalysisGUOBiao，XIENi，GUOJin-jflit2,LIU(1．Permeo(Tianjin)HydraulicInc．，Ltd．，Tianjin300461，China；2．SchoolofMechanicalEngineering，TianjinUniversityofTechnology，Tianjin300384，China)A

3、bstract：FlowforoeiSoneoftheimportantfactorsthatweshouldconsiderwhenwedesign。calculatehydrauliccontrolvalveandhydraulicsystems．ThepaperadoptsthemethodofcombiningthetheorydeducingandtheCFD，theexperimentisconductedbytheFLUENTusingdiferentdisplacementofthespoolvalve．Flowfieldinsidethespool

4、valveisgainedbyFLUENTindiferentboundaryconditions．Them~imalflowforceofthespoolvalveiscalculated，andoptimizedmethodisproposed．Researchworkwhichiscarriedoutprovidesabasisforsystemanalysisandflowforcecompensationstudies．Keywords：flowforce；FLUENT；spoolvalveO引言可称为动反力，它可分解为轴向分力和侧向分力。由于一般将阀体的

5、油腔对称的设置在阀芯的周围．因此沿液压滑阀是流体传动与控制技术中重要的基础元阀芯周围的侧向分力相互抵消了。当流量较大时，稳态件，主要结构及工作原理如图1所示。液压滑阀通过阀液动力会较大，对伺服阀和比例阀的操控有较大的影芯阀体的相对移动，控制流体的流量及流动方向。阀芯响，会出现液动力大于操控力而使阀芯动作失效的情在移动过程中，受液压力、弹簧力、液动力、摩擦力、惯况，因此，减小工作时换向阀的最大稳态液动力一直是性力等外力，其中的液动力是由于阀芯的移动。使液流国内外液压工作者关注的问题。的速度矢量发生改变而产生的外力，其影响了换向阻力及阀的精确控制。因此，对阀芯液动力的准

6、确计算和有效补偿，是提高大流量液压控制阀及其系统操作精确性、舒适性、可靠性、安全性及节能的关键环节之一。一液动力分为稳态液动力和瞬态液动力，瞬态液动。力在阀芯所受到的各种作用力中所占的比重不大。在一般液压阀中通常可以忽略不计，本文研究的液动力图1滑阀结构不意图为稳态液动力。所谓的稳态液动力是指滑阀开口一定1阀芯所受最大液动力的理论推导(稳定流动)时，由于流经阀腔和阀口的液流截面积及图2为液压系统示意图。滑阀在工作时，阀芯由闭方向的改变(如图1所示)而引起的液流速度的改变。合逐渐开启过程中，由于溢流阀的调定压力的作用会导致液流动量的变化而产生的液动力。稳态液动力又出现

7、两个工况一恒压过程、恒流过程。恒压工况的特点：由于溢流阀的溢流定压作用．系统压强不变．通过收稿日期：2011-10—10作者简介：郭燥(1960一)，男，山西忻州人，高级工程师，学士，主要从事液溢流阀的流量随开口的增大而增大。恒流工况的特点：压元件及系统研制方向的研究。当通过阀口的流量达到泵的额定流量，此时溢流阀不11液压气动与密封／2012年第4期再溢流。系统的压强随着开口的增大而逐渐减小。两个工况的液动力的分析如下所述。当阀口开大到一定程度后泵排出的液体不再通过溢流阀溢出，系统成为一个恒流量系统，即通过滑阀开口的流量基本上保持不变，但流速随开口增大而减小。L