三位三通海水换向阀的改进设计与研究

摘要

换向阀是液压系统中重要的基础元件，它主要是通过阀芯位置的改变实现对液压系统中其它元件的控制。本文设计和研究了一种采用整体插装结构的三位三通海水换向阀，用于实现对海水工具的控制。该阀具有可维护性强、密封性好、抗污染能力强等特点。
　　本文首先根据本课题组原三位三通海水换向阀项目出现的可维护性不强、抗污染能力有待提高、经济性不好等问题，对该阀进行了重新设计。设计中采用三阀体整体插装式结构，使拆装简单方便，大大提高了可维护性。阀芯采用新的锥阀面密封设计方式，实现了零泄漏，增强了抗污染能力。分析了影响气驱换向的因素并做出优化设计，使换向更为迅速。重新设计部分零件，提高了阀的经济性。
　　然后针对阀芯开启慢的问题，通过AMESim软件分析确认其影响因素，并模拟改进效果。利用Workbench软件对闭合状态下的阀芯进行力学仿真，从受力和变形角度验证了阀芯结构的密封性。利用Fluent软件对阀口流场进行了仿真研究，得到各个开口量下的压力云图，并从空化角度对阀芯、阀口的设计提出了优化措施。
　　最后制作样机，并进行了密封性、耐久性、抗污染等试验，结果表明样机可维护性强、密封性良好、换向可靠、有一定的抗污染能力，具有较高的实用价值。

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1 绪论

1.1 课题研究目的和意义

1.2 水液换向阀国内外研究现状

1.3 海水换向阀面临的问题

1.4 本文主要研究内容

2 三位三通海水换向阀的结构设计

2.1 三位三通海水换向阀工作原理

2.2结构的设计

2.3主要参数的确定

2.4阀可靠性及相关力的分析

2.5 本章小结

3 三位三通海水换向阀的仿真分析

3.1 气驱阀芯位移响应时间仿真分析

3.2 常闭状态下阀芯的应力、变形及其对密封的影响的仿真分析

3.3 阀口的打开过程中的流场仿真及优化

3.4 本章小结

4 三位三通海水换向阀试验研究

4.1 气密试验

4.2 水密试验

4.3 耐久性试验

4.4 抗污染试验

4.5本章小结

5 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文和专利成果