【摘要】：多路閥是裝載機液壓工作系統(tǒng)中重要的控制元件,其主控滑閥又是多路閥的核心部件,在影響滑閥閥芯控制特性的所有因素中,液動力最為突出且不易準確計算。對于手動式三位六通開中位多路閥,液動力過大會影響滑閥的控制性能,甚至導致滑閥卡滯,直接影響執(zhí)行機構(gòu)的可靠性和安全性,因此降低主控滑閥的液動力對于提高裝載機的操作性能至關(guān)重要。本文采用AMESim和FLUENT聯(lián)合仿真的方法,建立了三位六通開中位多路閥鏟斗聯(lián)的液壓仿真系統(tǒng),將閥口面積曲線導入AMESim仿真系統(tǒng)中;通過仿真得出了滑閥開啟及復位過程中,各閥口的流量曲線及其它關(guān)鍵閥口的工作特性曲線;將各閥口的流量曲線離散化并作為FLUENT仿真的入口邊界條件,對滑閥開啟及復位過程中的液動力進行了仿真計算。結(jié)果表明:在滑閥由中位移動至極限位置的過程中,液動力峰值總出現(xiàn)在特定位置,方向與滑閥移動方向相同,且負載越大,液動力峰值越大,越影響滑閥的微動性;在滑閥由極限位置回到中位的過程中,滑閥液動力只由中位卸荷口P-T產(chǎn)生,且大小與負載無關(guān)。此外,液動力峰值也總出現(xiàn)在相近位置,且大于復位彈簧力,由于液動力方向與滑閥移動方向相反,因此會導致滑閥卡滯。針對滑閥復位過程中液動力過大而引起的卡閥問題,通過三種改進結(jié)構(gòu)分別對滑閥進行了液動力改造,并通過仿真計算和理論分析驗證了不同結(jié)構(gòu)的改造效果。結(jié)果表明,三種改進結(jié)構(gòu)能夠分別將滑閥液動力峰值降低17.8%、60.6%和61.6%,其中改進結(jié)構(gòu)Ⅱ和改進結(jié)構(gòu)Ⅲ能夠有效地將液動力峰值降低至復位彈簧力以下,從而避免液動力引起的滑閥復位卡滯。主要內(nèi)容如下:第一章,提出了本論文針對的主要問題,闡述了研究的重要意義及目的;歸納了國內(nèi)外對于滑閥所受液動力研究的發(fā)展現(xiàn)狀及存在問題;概述了流場仿真技術(shù)在液壓元件研究領域的應用現(xiàn)狀;概括了本論文主要的研究內(nèi)容。第二章,介紹了裝載機開中位多路閥內(nèi)部結(jié)構(gòu);分析了多路閥鏟斗聯(lián)在鏟斗上翻時的滑閥開啟過程及鏟斗保持極限上翻位置時的滑閥復位過程;搭建了AMESim液壓系統(tǒng)模擬平臺,并自定義閥口面積,通過仿真得出了不同負載下主控滑閥開啟及自動復位過程中,P-T、P-A、B-T口的流量及壓力曲線;將各閥口流量曲線離散化,以作為FLUENT仿真的入口邊界條件。第三章,針對裝載機鏟斗聯(lián)滑閥,建立滑閥-閥體裝配模型,并抽取P-T、P-A、B-T閥口間的滑閥流場模型,通過FLUENT軟件,結(jié)合滑閥開啟過程中,不同負載壓力下,P-T、P-A、B-T口離散化的入口流量條件,進行液動力計算,并將計算結(jié)果疊加,得到滑閥開啟過程中,不同負載壓力下滑閥所受合液動力。第四章,通過FLUENT軟件,結(jié)合離散化的入口流量條件,對滑閥復位過程中P-T口進行流場仿真和液動力計算,得出滑閥內(nèi)流場的速度分布、流線分布和液動力特性。第五章,針對滑閥在復位過程中,由P-T口液動力峰值造成的滑閥卡滯問題,分別提出了錐形閥桿結(jié)構(gòu)、閥體環(huán)形槽結(jié)構(gòu)、擋流凸臺結(jié)構(gòu)的三種液動力改造方案,通過仿真計算,驗證了三種結(jié)構(gòu)對于降低液動力峰值的不同效果。
【圖文】：

滑閥示意圖

南京交通大學的張弓等通過CFD方法，對電液比例閥內(nèi)三種不同流場結(jié)構(gòu)的滑閥進行了研究（如圖1.2所示）分析表明：對滑閥和閥體的合理改進能夠有效改變流場結(jié)構(gòu)，從而減小滑閥的穩(wěn)態(tài)液動力[22]。浙江大學的冀宏等采用計算機流體動力學（CFD）方法，針對U型和V型兩種典型節(jié)流槽形式的滑閥進行了三維流場仿真，并結(jié)合試驗對結(jié)果進行了分析，獲a) 滑閥二維示意圖b）試驗所用閥組件圖1.1 滑閥示意圖圖1.2 不同閥套-閥芯結(jié)構(gòu)的比例閥模型
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TH137.52;TH243

【參考文獻】

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本文編號：2553279