插裝式順序閥及背壓單向閥動態(tài)特性的研究.pdf

1、插裝閥是根據(jù)各類液壓控制閥閥口在功能上都可視為固定的或可調(diào)的或可控液阻的原理發(fā)展起來的一類覆蓋壓力、流量、方向以及比例控制的新型閥類，其基本構(gòu)件為標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、模塊化程度很高的插入元件、先導(dǎo)元件、插裝塊體和適應(yīng)各類功能的蓋板元件；具有結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、流動阻力小、通油能力大、動態(tài)響應(yīng)快和易于實現(xiàn)集成等特點，廣泛應(yīng)用于塑料機械、鍛壓機械、鑄造機械、冶金、機床、汽車、造船等領(lǐng)域。 在綜合國內(nèi)外文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，介紹了插裝閥控制技

2、術(shù)的發(fā)展歷程、應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展趨勢?？偨Y(jié)了二通插裝型方向、流量、壓力控制閥的工作原理及典型結(jié)構(gòu)。對插裝式順序閥閥口流量特性和閥芯受力狀況進行了分析，建立了基于閥芯力學(xué)動態(tài)平衡方程和閥口流量平衡方程的數(shù)學(xué)模型；通過實驗探討了閥芯控制腔彈簧剛度、阻尼孔直徑、進口流量對壓力恢復(fù)特性的影響。對插裝式背壓閥在大流量下的穩(wěn)定性進行了研究，建立了基于湍流理論的標(biāo)準(zhǔn)κ～ε和RNGκ～ε湍流模型，比較得出RNGκ～ε湍流模型更適合于高應(yīng)變率和流線彎曲程度較

3、大的流動；基于RNGκ～ε湍流模型，利用Fluent仿真軟件分析了其在大流量下速度、壓力的分布特點，得出在大流量下插裝式背壓閥閥芯振蕩是由于在其出口流道附近形成漩渦以及高速主流在出口附近流道斷面收縮導(dǎo)致出現(xiàn)負(fù)壓區(qū)，空氣從油液中析出進入控制腔、阻尼孔節(jié)流作用喪失而引起的結(jié)論。通過實驗分析了插裝式背壓閥閥芯控制腔彈簧剛度對其在進口流量變化時對閥口壓差特性的影響。 各章內(nèi)容分述如下： 第一章，介紹了插裝閥控制技術(shù)的發(fā)展歷史、現(xiàn)

4、狀及其應(yīng)用領(lǐng)域，總結(jié)出其中若干發(fā)展趨勢；最后，簡要概括了本課題的研究意義和主要研究內(nèi)容。 第二章，介紹了二通插裝閥的基本結(jié)構(gòu)和各構(gòu)件的功能，以VICKERS、REXROTH等插裝閥著名生產(chǎn)商的產(chǎn)品為例子，深入剖析了二通插裝式方向控制閥、單向閥、溢流閥、順序閥、減壓閥、節(jié)流閥、流量閥等方向、壓力、流量控制插裝閥的典型結(jié)構(gòu)和特點。 第三章，簡要介紹了插裝式順序閥的基本結(jié)構(gòu)；基于流體力學(xué)、運動學(xué)和工程控制論建立了插裝式順序閥的

5、數(shù)學(xué)模型；基于AMEsim平臺，對其在出口突然失去載荷情況下進口壓力恢復(fù)過程進行了仿真分析，得出在出口突然失去載荷情況下閥芯位移、閥芯控制腔及閻進口壓力的變化規(guī)律；在現(xiàn)有實驗條件的基礎(chǔ)上，完成了多種條件下的壓力恢復(fù)性能實驗，得到了阻尼孔直徑、彈簧剛度、進口流量等變化對進口壓力恢復(fù)特性的影響等一系列結(jié)論。 第四章，基于液壓流體力學(xué)、湍流理論、工程控制論建立了適應(yīng)插裝式背壓閥內(nèi)流道流動特點的RNGκ～ε湍流模型，對近壁區(qū)域兩種模擬方

6、法進行了介紹；利用Fluent仿真軟件分析了插裝式順序閥在大流量下速度、壓力的分布特點，從理論上解釋了插裝式背壓閥在大流量時易出現(xiàn)閥芯振蕩現(xiàn)象的原因，得出油液通過該閥閥口后在出口流道附近形成漩渦以及高速主流在出口附近流道斷面收縮導(dǎo)致出現(xiàn)負(fù)壓區(qū)，空氣從油液中析出進入閥芯控制腔，阻尼孔節(jié)流作用喪失，使該閥閥芯極易振蕩而引起的結(jié)論，理論分析和工程實踐證明采用改換控制腔壓力引入孔位置可有效解決該閥閥芯振蕩的現(xiàn)象。 第五章，概括了全文的主