螺纹插装比例流量控制阀的振动特性研究

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螺纹插装阀由于具备结构紧凑、零泄漏、安装维护方便等优点,在小流量领域已发展成为主要的阀种之一。随着液压技术向高压、大流量、高速的发展,对液压阀的性能要求也越来越高。液压阀阀芯的振动会造成阀芯定位不可靠、流量输出不稳定甚至引起大的噪声和零件的失效等问题,因此开展液压阀振动特性研究对于改善液压阀性能影响具有重要的意义。关于液压阀振动特性研究,不管是在国内还是国外、不管阀芯结构是锥阀式还是圆柱型滑阀,研究结果都表明阀芯振动的来源都指向阀芯受力的不平衡,而造成这种不平衡的主要因素是阀芯在运动过程中所受到的稳态液动力和瞬态液动力。本文针对固定节流口结构形式的螺纹插装滑阀式比例流量阀的阀芯结构,从阀芯内流场分布角度出发,利用FLUENT软件研究了阀芯在5.2MPa、10.4MPa时阀芯稳态下和瞬态下内流场分布,仿真分析了在这两种压降下阀芯不同开度及不同阀芯运动速度时阀芯壁面上的压力及流体流速的变化,结果显示压力、速度分布云图与压降、开度之间及阀芯运动速度之间存在着一种非线性的联系。本文同时也着重分析了阀芯稳态下不同开度时的液动力及阀芯在运动时的瞬态液动力,将各个开度时的瞬态液动力和稳态液动力进行了对比。对比结果表明:稳态液动力和瞬态液动力之间不存在明显的区别,因而无法通过仿真数据来验证阀芯振动的主要来源,为了进一步的研究造成阀芯振动的主要因素,对阀芯上受到的液动力进行了理论分析,理论分析结果与液动力的仿真数据基本上一致,通过理论受力分析建立了阀芯动力学方程,利用SIMULINK软件进行了仿真模拟,仿真了阀芯在稳态液动力和瞬态液动力共同作用下及单独作用时阀芯振动情况,分析结果清楚表述了瞬态液动力对阀芯振动所造成的影响。
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