液壓錐閥的振動(dòng)特性研究.pdf

1、作為液壓傳動(dòng)與控制中非常重要的基礎(chǔ)性元件，液壓錐閥具有密封性好，抗污染能力強(qiáng)，構(gòu)造簡單等特點(diǎn)，從而廣泛應(yīng)用于液壓系統(tǒng)中。但液壓錐閥在使用過程中所產(chǎn)生的振動(dòng)、空化、噪聲等問題嚴(yán)重影響了其應(yīng)用場合。隨著液壓技術(shù)的發(fā)展，對(duì)液壓元件的性能提出了更高的要求，因此，液壓錐閥的振動(dòng)、靜態(tài)和空化方面的特性得到了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界廣泛的關(guān)注。
　　論文主要采用CFD軟件對(duì)液壓錐閥的內(nèi)流場進(jìn)行建模和仿真，重點(diǎn)研究液壓錐閥產(chǎn)生振動(dòng)的原因以及如何從結(jié)構(gòu)上消振

2、的方法，附帶模擬和計(jì)算不同結(jié)構(gòu)錐閥的空化特性，從流體可視化的角度，分析不同結(jié)構(gòu)錐閥易于產(chǎn)生空化的位置和強(qiáng)弱。
　　論文主要包括五部分內(nèi)容：(1)利用STAR-CD對(duì)簡化的錐閥模型進(jìn)行參數(shù)化六面體網(wǎng)格建模，通過ANSYS CFX的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)計(jì)算，重點(diǎn)分析錐角“A”和閥芯圓周直徑“B”的大小對(duì)錐閥振動(dòng)特性和靜態(tài)特性的影響。并計(jì)算和分析閥口倒角對(duì)錐閥性能的影響；(2)根據(jù)閥芯動(dòng)力學(xué)方程和流量方程，建立錐閥的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，并在SIMULI

3、NK中搭建系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，分析模型得出穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力的大小和方向是對(duì)錐閥動(dòng)態(tài)特性有較大影響的參數(shù)；(3)對(duì)日立建機(jī)使用中存在振動(dòng)問題的錐閥，建立CFD模型并進(jìn)行不同開度下的穩(wěn)態(tài)計(jì)算，綜合數(shù)學(xué)模型和不同開度下的壓力分布云圖，從結(jié)構(gòu)上指出該錐閥易于產(chǎn)生振動(dòng)的原因，并對(duì)原始結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，計(jì)算改進(jìn)結(jié)構(gòu)的流場分布并與原始結(jié)構(gòu)比較，最后通過入口階躍壓力作用下的閥芯動(dòng)態(tài)響應(yīng)計(jì)算，驗(yàn)證了關(guān)于振動(dòng)原因理論分析的正確性；(4)對(duì)日立建機(jī)的原始錐閥結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)

4、化，研究不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)錐閥振動(dòng)特性的影響，得出除了穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力之外，入口的細(xì)長環(huán)逢節(jié)流也易引起錐閥的振動(dòng)。根據(jù)振動(dòng)的影響因素，提出三種優(yōu)化結(jié)構(gòu)錐閥，分別對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)CFD計(jì)算，驗(yàn)證了振動(dòng)因素分析的正確性；(5)對(duì)原始結(jié)構(gòu)和改進(jìn)結(jié)構(gòu)錐閥進(jìn)行CFD空化模擬，在流場仿真中加入空化模型以研究不同結(jié)構(gòu)錐閥的空化特性，根據(jù)計(jì)算結(jié)果以及閥芯表面的壓力分布曲線得出：原始結(jié)構(gòu)錐閥易于振動(dòng)但不易產(chǎn)生空化，優(yōu)化和改進(jìn)結(jié)構(gòu)不易振動(dòng)但卻更易于產(chǎn)生空化，空化現(xiàn)