【摘要】：液壓錐閥是一種常見結構的液壓閥,具有線密封、開啟時無死區(qū)、動作靈敏、過流能力強等優(yōu)點。但由于錐閥內部流體介質的流動狀態(tài)十分復雜,常常會產生嚴重的氣穴問題,并引發(fā)噪聲,影響錐閥穩(wěn)定性,且長時間的氣穴堆積還會在閥芯表面形成氣蝕,影響精密度,引起錐閥失效。因此對液壓錐閥氣穴及噪聲的研究具有重要的意義。針對氣穴現(xiàn)象及噪聲的發(fā)生機理,介紹液壓錐閥氣穴和噪聲的類型及數(shù)學模型。依據(jù)流體力學理論和錐閥的內流場狀態(tài),給出數(shù)值模擬的湍流模型、兩相流模型、近壁面函數(shù)、空化模型及聲學模型。為氣穴及噪聲的仿真研究提供理論基礎。根據(jù)錐閥通流口形狀,建立通流面積公式和流量方程,并推導軸向液動力公式和徑向力公式。借助UG軟件建立錐閥內部流場的實體模型,基于CFD技術對錐閥的液動力情況進行模擬計算,同時使用AMESim軟件仿真對比分析CFD計算結果。最后通過徑向力方程計算出閥芯徑向偏移量�？紤]了流體介質作用在閥芯的徑向力無法完全相互抵消,閥芯在徑向上存在偏移的情況,針對不同的狀態(tài)下內流場分別建模,使用ICEM-CFD劃分網格模型�；贔LUENT仿真軟件,選取了重整化群(RNG)k-ε湍流模型、氣穴模型、噪聲模型進行兩相流數(shù)值模擬研究。獲得徑向偏移、半錐角、開口度、背壓四個影響因素下的氣穴及噪聲的變化情況。根據(jù)氣相體積分數(shù)和噪聲值變化曲線,并結合內流場的壓力、速度、氣穴、噪聲的分布云圖進行結果分析。搭建液壓錐閥的氣穴及噪聲實驗臺,為了便于直觀的觀察錐閥實驗中的氣穴現(xiàn)象,選用透明的有機玻璃材料加工了錐閥閥塊。通過拍攝氣穴現(xiàn)象的圖片以及測量噪聲分貝值,將實驗結果與仿真結果相比較,實驗測得的氣穴強度的變化規(guī)律與噪聲變化趨勢與仿真結果相一致,驗證了仿真結果的正確性。
【圖文】：

a)錐閥式直動溢流閥 b)錐閥式先導溢流閥圖 1-1 錐閥式溢流閥Fig.1-1 Cone valve relief valve閥具有許多的優(yōu)良特性，同時也存在著一些嚴重的固有問題，、噪聲和穩(wěn)定性差等缺點。由于錐閥內流體介質的流動情況十漩渦、回流、高急流等流動狀態(tài)。當油液流經錐閥閥口位置時力降低，析出氣泡，從而形成氣泡與流體的“氣-液兩相”運動穴不僅會影響閥芯穩(wěn)定性，也會誘發(fā)噪聲，并且長時間的氣穴面形成氣蝕，對部件造成永久性的破壞，影響精密程度，，引起使無法正常工作。述，對液壓錐閥存在的氣穴及噪聲問題的研究對液壓閥甚至液升及延長使用壽命具有重要的意義。閥氣穴相關問題的研究現(xiàn)狀液壓錐閥氣穴相關問題的研究概述

座與閥芯之間角度對液壓錐閥氣穴及噪聲的影響曲線比收縮型通流口更易產生氣穴及噪聲。0]等人針對控制閥內部氣穴從出生、發(fā)展、潰滅過程進模型和湍流場來研究閥口處的空化、漩禍及邊界層分度和流量系數(shù)分析了氣穴發(fā)生的判決依據(jù)。1]等人選取了幾種不同閥腔形狀的電液比例調速閥，對假設，運用有限元分析法進行氣穴現(xiàn)象的仿真研究。對比分析，認為噪聲的主要來源之一就是內流場的氣結構來降低噪聲。]等人分別對錐閥的二維和三維的閥口位置內部流場模型采用流場可視化技術，觀察了液壓錐閥閥口處的氣穴出了閥芯的運動情況對流場分布的影響。S[13]等人選取直角閥座錐閥的二維軸對稱模型和三維實流和液-氣雙相流兩種流場形式進行了數(shù)值模擬研究，力分布云圖，通過分析和比較仿真結果，指出了流場生氣穴區(qū)域如圖 1-2 所示。
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH137.52

【參考文獻】

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本文編號：2700130