液壓閥是液壓系統(tǒng)中普遍應用的基礎元件,通過控制內部流體的運動,諸如改變其方向、流量等,以此來實現(xiàn)執(zhí)行機構的動作,而滑閥又是液壓閥中采用最多的控制閥形式。 在液壓閥中,閥芯和閥套的間隙配合影響著系統(tǒng)的整體性能,如果間隙過大,液壓油可能會溢出,影響到液壓系統(tǒng)的正常工作。反過來說,如果間隙過小,操作力會增大,并且可能引起閥芯卡緊。閥芯卡緊是一種常見的故障,嚴重影響到液壓系統(tǒng)的正常工作。而液壓閥內,由于節(jié)流作用,油液通過閥口溫度會升高,從而閥的溫度會升高。閥芯閥套隨著溫度升高會出現(xiàn)膨脹變形,從而改變了兩者之間的間隙,可能造成閥芯卡緊。綜上所述,對液壓閥的溫度和變形的研究具有重要的實際意義。 本文以Φ8通徑的三位四通電磁閥為研究對象,采用Pro/Engineer軟件建立幾何模型,在前置處理器Gambit軟件中進行網格劃分,聯(lián)合Fluent與Ansys軟件進行仿真模擬。由于液壓閥溫度升高是液壓油的粘性耗散的結果,要得到固體的溫度分布,必須先分析得到液壓油的溫度場,所以先對流體部分進行流場分析,再對固體部分進行溫度分析和變形分析。 本文的主要內容如下： 闡述了國內外的研究現(xiàn)狀,介紹了有關流體力學的基本方法和理論,對進行流場分析所需要的控制方程和湍流模式做了簡單介紹。建立滑閥的三維模型,利用CFD軟件FLUENT對流體的壓力、速度、溫度等進行分析,得到不同工況下油液的壓力場、速度場和溫度場。結合流場分析得到的液壓油的溫度場,在ANSYS軟件的Workbench平臺上分析得到滑閥的溫度場及其變形情況。 分析仿真結果,得出以下結論： 在流體的溫度場中,最高溫度出現(xiàn)在閥口后部流體與閥芯細軸相接處的壁面部分。由此推斷,發(fā)熱的原因是液壓油的粘性耗散。在相同的開口量和相同的壓差條件下,固體的最高溫度值要大于流體的最高溫度值,這是因為固體的比熱容小于流體的比熱容。 對比兩種變形,發(fā)現(xiàn)受熱產生的變形量要遠遠大于受壓力產生的變形量,所以受熱膨脹是閥芯閥套在半徑方向發(fā)生變形的主要原因。根據(jù)變形規(guī)律可知,在某些開口量情況下,閥芯閥套之間的間隙發(fā)生較大變化,可能造成閥芯卡緊,引起系統(tǒng)的癱瘓。因此需要避開這些特殊位置,或者對滑閥結構進行改進,提升其工作性能,從而為滑閥的設計提供了參考,具有實際意義。
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH137.52

【參考文獻】

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本文編號：1689506