發(fā)布時(shí)間：2017-08-14 05:06

  本文關(guān)鍵詞：大流量電液換向閥的動(dòng)態(tài)特性及流場特性仿真

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【摘要】：液壓支架是用于采煤工作面的重要支護(hù)設(shè)備,與采煤機(jī)和刮板輸送機(jī)配套使用,共同實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化煤礦綜采工作。為了提高產(chǎn)量,現(xiàn)代綜采技術(shù)開始采用大功率采煤機(jī)和大運(yùn)量刮板輸送機(jī),為充分發(fā)揮其工作效率,有必要提高與之配套使用的液壓支架的移架速度,從而縮短支護(hù)作業(yè)時(shí)間,最終實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效的綜采要求;隨著采高的增加,支柱的直徑和高度也隨之相應(yīng)增加,目前的大流量電液換向閥,額定流量只有400l/min,因此不能滿足快速移架、縮短支護(hù)作業(yè)時(shí)間的要求。因此,支架需向高壓大流量和電液控制方向發(fā)展,才能適應(yīng)現(xiàn)代化煤礦綜采的要求。本文設(shè)計(jì)了一款大流量電液換向閥,額定流量為1000l/min,額定壓力為31.5MPa,并分析了其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和換向原理,通過研究閥芯的受力情況,得出其換向過程的數(shù)學(xué)模型和結(jié)構(gòu)參數(shù),再運(yùn)用系統(tǒng)建模動(dòng)態(tài)仿真軟件AMESim對電液換向閥系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性仿真,然后運(yùn)用ANSYS-workbench軟件對換向閥的關(guān)鍵元件進(jìn)行力學(xué)仿真,接著借助流體仿真軟件Fluent對閥體內(nèi)部流場進(jìn)行仿真,最后對所設(shè)計(jì)閥的性能進(jìn)行了測試。利用AMESim軟件對換向閥工作系統(tǒng)進(jìn)行仿真,獲得了閥出口壓力與出口流量等動(dòng)態(tài)特性。研究結(jié)果表明:閥芯啟動(dòng)用時(shí)0.9s,并且運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),動(dòng)態(tài)特性良好。另外,針對影響換向閥動(dòng)態(tài)特性的其它結(jié)構(gòu)參數(shù),如閥芯行程、彈簧預(yù)壓力等,選擇最佳取值。運(yùn)用ANSYS-workbench軟件對換向閥的關(guān)鍵部件進(jìn)行有限元分析,針對閥芯開啟和關(guān)閉兩種工況,校核了各關(guān)鍵部件的強(qiáng)度,并發(fā)現(xiàn)在閥芯徑向過液孔處產(chǎn)生了最大應(yīng)力,最后對該結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化處理。利用計(jì)算流體力學(xué)軟件Fluent模擬了該換向閥內(nèi)部流場,得到了閥體內(nèi)部流道的流場特性。結(jié)果表明:隨著閥芯開啟位移的增大,流場中漩渦強(qiáng)度和覆蓋區(qū)域減小,進(jìn)油口速度減小,最大速度區(qū)域出現(xiàn)在閥口下游位置。利用大流量閥試驗(yàn)臺(tái)對所設(shè)計(jì)的換向閥進(jìn)行了測試。試驗(yàn)結(jié)果表明:在流量為750l/min的試驗(yàn)條件下,閥芯在1s內(nèi)能夠完成開啟和關(guān)閉動(dòng)作,工作可靠、動(dòng)作靈活,動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求;在試驗(yàn)壓力為4MPa,31.5MPa時(shí),均表現(xiàn)出良好的密封性能,實(shí)現(xiàn)了研制目標(biāo)。為以后同類閥的研制奠定了一定的基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：電液換向閥 動(dòng)態(tài)特性 AMESim仿真 動(dòng)力學(xué)仿真 流場仿真
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD355.4
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 選題的背景及意義11-15
• 1.1.1 煤礦綜采技術(shù)的發(fā)展11-13
• 1.1.2 液壓支架電液控制系統(tǒng)的發(fā)展13-15
• 1.2 國外對液壓閥的研究15-16
• 1.3 國內(nèi)對液壓閥的研究16-17
• 1.4 課題研究方法和內(nèi)容17-21
• 1.4.1 換向閥的研究方法17-18
• 1.4.2 課題研究的內(nèi)容18-21
• 第二章 電液換向閥的理論分析與數(shù)學(xué)建模21-33
• 2.1 換向閥的工作原理分析21-23
• 2.2 換向閥主要參數(shù)的計(jì)算23-26
• 2.3 電液換向閥的數(shù)學(xué)模型26-32
• 2.3.1 先導(dǎo)閥數(shù)學(xué)模型26-28
• 2.3.2 換向閥的數(shù)學(xué)模型28-30
• 2.3.3 閥芯的受力計(jì)算30-32
• 2.4 結(jié)論32-33
• 第三章 電液換向閥動(dòng)態(tài)仿真及分析33-47
• 3.1 電液換向閥仿真模型34-38
• 3.1.1 先導(dǎo)閥模型34
• 3.1.2 換向閥模型34-35
• 3.1.3 電液換向閥工作系統(tǒng)模型35-38
• 3.2 電液換向閥的動(dòng)態(tài)特性仿真結(jié)果分析38-40
• 3.3 換向閥動(dòng)態(tài)性能分析40-46
• 3.3.1 閥芯行程對動(dòng)態(tài)特性的影響40-42
• 3.3.2 控制孔對換向閥動(dòng)態(tài)特性的影響42-45
• 3.3.3 彈簧力對換向閥動(dòng)態(tài)特性的影響45-46
• 3.4 結(jié)論46-47
• 第四章 基于ANSYS電液換向閥的仿真及結(jié)構(gòu)優(yōu)化47-57
• 4.1 瞬態(tài)分析47-50
• 4.1.1 建立碰撞幾何模型47-48
• 4.1.2 邊界條件設(shè)置48
• 4.1.3 仿真結(jié)果及其分析48-50
• 4.2 靜態(tài)分析50-53
• 4.2.1 進(jìn)液閥套的靜應(yīng)力分析50-52
• 4.2.2 回液閥套的靜應(yīng)力分析52-53
• 4.4 閥芯優(yōu)化設(shè)計(jì)53-54
• 4.5 結(jié)論54-57
• 第五章 電液換向閥的流場特性分析57-75
• 5.1 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)簡介57-58
• 5.2 CFD技術(shù)原理58-61
• 5.2.1 CFD方法的數(shù)學(xué)原理58-60
• 5.2.2 假設(shè)理想模型60-61
• 5.3 換向閥三維建模與網(wǎng)格劃分61-63
• 5.3.1 流場的三維建模61
• 5.3.2 網(wǎng)格劃分61-62
• 5.3.3 邊界條件的設(shè)定62-63
• 5.4 仿真結(jié)果及分析63-74
• 5.4.1 換向閥的流場特性分析63-69
• 5.4.2 閥口開度對流場的影響69-74
• 5.5 結(jié)論74-75
• 第六章 大流量換向閥性能實(shí)驗(yàn)研究75-81
• 6.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皩?shí)驗(yàn)內(nèi)容75-77
• 6.1.1 試驗(yàn)方案及原理75-77
• 6.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析77-79
• 6.2.1 密封試驗(yàn)結(jié)果77-78
• 6.2.2 換向性能試驗(yàn)及控制壓力測試結(jié)果78-79
• 6.3 結(jié)論79-81
• 第七章 總結(jié)與展望81-83
• 7.1 課題總結(jié)81-82
• 7.2 課題展望82-83
• 參考文獻(xiàn)83-87
• 致謝87-89
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文89

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3 李磊;鄧平;張豐功;劉文霄;;電液換向閥在水下生產(chǎn)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J];石油機(jī)械;2013年03期

4 ;φ1500造氣爐使用水壓三通閥電液換向閥情況小結(jié)[J];廣東化工報(bào)導(dǎo);1975年03期

5 ;連鑄、鍛壓設(shè)備用錐閥式電液換向閥研究[J];機(jī)電新產(chǎn)品導(dǎo)報(bào);1994年04期

6 熊律明;;中國專利介紹[J];重型機(jī)械;1988年03期

7 云兆基;立式油壓機(jī)電液換向閥的液壓控制回路[J];重型機(jī)械;1995年03期

8 郭伙合;電液換向閥的先導(dǎo)閥油管改進(jìn)[J];中國棉花加工;2000年06期

9 任偉;韋文術(shù);;基于Labview的電液換向閥動(dòng)態(tài)特性測試系統(tǒng)的建立[J];煤炭技術(shù);2008年09期

10 朱成實(shí);陳寄貴;;基于AMESim電液換向閥動(dòng)態(tài)特性仿真分析[J];沈陽化工大學(xué)學(xué)報(bào);2013年01期

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1 殷英;大流量電液換向閥的動(dòng)態(tài)特性及流場特性仿真[D];太原理工大學(xué);2016年

2 黃俊鳴;海水電液換向閥的研究[D];武漢紡織大學(xué);2012年

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4 王麗霞;用于水下油氣田生產(chǎn)控制系統(tǒng)的電液換向閥的設(shè)計(jì)與研究[D];燕山大學(xué);2015年

5 鄭環(huán)峰;液壓支架用高水基大流量電液換向閥性能的理論分析與研究[D];鄭州大學(xué);2011年

6 樊瑞龍;液壓支架電液換向閥試驗(yàn)臺(tái)及其測控系統(tǒng)研究[D];太原理工大學(xué);2013年

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本文編號：670886