【摘要】：液壓閥作為液壓元件的基礎(chǔ)元件之一,被廣泛應(yīng)用于液壓系統(tǒng)。伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,液壓閥各項(xiàng)性能的要求也在不斷提高。液壓閥控制著系統(tǒng)中油液的壓力、流量和方向,其性能的優(yōu)劣直接影響著整個(gè)液壓系統(tǒng)的整體性能和質(zhì)量,對(duì)液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性、液壓設(shè)備的控制精度及可靠性有著舉足輕重的作用。然而,隨著液壓技術(shù)的全面發(fā)展,液壓系統(tǒng)出現(xiàn)的問(wèn)題也越來(lái)越多,尤其是油液溫度的變化導(dǎo)致液壓閥卡緊從而影響液壓系統(tǒng)工作的問(wèn)題也越來(lái)越受到重視。液壓閥在中、高壓系統(tǒng)的使用過(guò)程中,經(jīng)常出現(xiàn)閥芯卡緊現(xiàn)象,導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法正常工作。其主要原因是液壓油流過(guò)節(jié)流滑閥閥口時(shí),粘性節(jié)流作用使得油液溫度升高,節(jié)流閥發(fā)生熱膨脹變形,減小配合間隙。液壓閥的卡閥現(xiàn)象,對(duì)整個(gè)液壓系統(tǒng)的工作性能會(huì)產(chǎn)生很大的影響,輕者會(huì)造成閥芯膨脹變形,液壓滑閥閥芯閥套之間的配合間隙減小,增加液壓相對(duì)運(yùn)動(dòng)件之間的摩擦阻力,運(yùn)動(dòng)變得緩慢；重者會(huì)造成閥芯完全卡死,使系統(tǒng)不能正常工作,嚴(yán)重威脅著液壓系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。液壓滑閥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理將嚴(yán)重降低其使用壽命,而閥內(nèi)節(jié)流槽口處的溫度變化引起的熱膨脹變形會(huì)影響閥芯、閥套的配合間隙。因此,研究液壓滑閥在中高壓系統(tǒng)中的熱特性以及對(duì)液壓閥的優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)保證液壓系統(tǒng)的可靠性是十分必要和有意義的。論文以典型的U型節(jié)流槽式液壓滑閥為研究對(duì)象,針對(duì)其在油液流過(guò)節(jié)流閥口時(shí)產(chǎn)生的節(jié)流溫升,采用了理論分析、數(shù)值模擬和試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法,深入研究液壓節(jié)流閥典型節(jié)流槽口因節(jié)流溫升而受到變形的情況,以期在解決卡閥問(wèn)題的同時(shí),可以為節(jié)流閥的初期設(shè)計(jì)階段,提供比較有理論意義和實(shí)用價(jià)值的研究方法。本課題主要研究?jī)?nèi)容如下：(1)U型節(jié)流槽口式液壓滑閥節(jié)流溫升理論模型的建立：根據(jù)流體力學(xué)、熱力學(xué)及材料學(xué)基本定律,并考慮液壓油粘度、壓力、溫度三者的關(guān)系,建立液壓滑閥粘性節(jié)流溫升熱特性研究的理論模型,該模型更準(zhǔn)確地反應(yīng)了粘性節(jié)流溫升現(xiàn)象。(2)液壓滑閥油液流場(chǎng)仿真分析：考慮環(huán)形流的影響,利用CFX建立液壓滑閥三維仿真模型,進(jìn)行網(wǎng)格劃分,將模型導(dǎo)入FLUENT軟件中進(jìn)行流場(chǎng)仿真,研究不同節(jié)流槽口結(jié)構(gòu)滑閥油液的流量值,以及在不同閥芯開(kāi)口度和不同壓差下的壓力分布、速度分布和油液溫度分布情況,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析,為進(jìn)一步研究滑閥熱特性奠定基礎(chǔ)。(3)液壓滑閥溫度特性研究：建立U型節(jié)流槽式液壓滑閥三維穩(wěn)態(tài)熱分析模型,將油液溫度導(dǎo)入該模型中,對(duì)液壓滑閥進(jìn)行相應(yīng)的熱傳導(dǎo)計(jì)算,得出液壓滑閥閥芯和閥體溫度場(chǎng)隨節(jié)流槽口結(jié)構(gòu)、閥芯開(kāi)口度和進(jìn)出口壓差的變化情況。(4)液壓滑閥熱變形研究：建立U型節(jié)流槽式液壓滑閥的結(jié)構(gòu)分析模型,并將熱分析計(jì)算結(jié)果導(dǎo)入該模型中,對(duì)閥芯進(jìn)行熱變形研究,分析滑閥的熱變形量與流量、進(jìn)出口壓差、閥芯開(kāi)口度和節(jié)流槽口結(jié)構(gòu)的關(guān)系。(5)液壓滑閥形體參數(shù)與材料對(duì)熱特性的影響分析：基于熱膨脹理論分析,研究液壓滑閥在不同的閥芯直徑和閥芯結(jié)構(gòu)下節(jié)流溫升熱變形的情況,并采用不同流體粘度和固體材料對(duì)液壓閥溫度和變形進(jìn)行研究,為液壓節(jié)流閥的設(shè)計(jì)、優(yōu)化和選材提供理論參考。(6)液壓滑閥油液溫度測(cè)試試驗(yàn)研究：搭建測(cè)試U型節(jié)流槽口液壓滑閥節(jié)流溫升油液溫度場(chǎng)的試驗(yàn)平臺(tái),通過(guò)測(cè)試節(jié)流槽口后油液節(jié)流溫升產(chǎn)生的溫度值,驗(yàn)證液壓滑閥油液粘性溫升機(jī)理,并通過(guò)對(duì)比測(cè)試結(jié)果和仿真結(jié)果來(lái)驗(yàn)證數(shù)學(xué)模型。論文所提出的針對(duì)液壓滑閥U型節(jié)流槽熱特性的研究方法,為進(jìn)一步對(duì)液壓系統(tǒng)的熱特性分析奠定了良好的理論和技術(shù)基礎(chǔ),為液壓節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、優(yōu)化和材料選擇提供了研究依據(jù)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TH137.52

【參考文獻(xiàn)】

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