插装溢流阀动静态性能分析及结构优化

摘要

二通插装阀有流动液阻小、动态响应迅速、通油能力大、工作性能可靠、结构简单、易于集成化生产等特点,是大吨位工程机械液压系统中的关键元件之一。当今世界工程机械领域对大型工程机械液压系统的动作频率、排量、控制精度和工作压力等工作性能有了更高的要求,对液压系统和元件的工作性能使用数值仿真方法进行计算机模拟实验,将成为工程机械设计中必不可少的步骤。国内工程机械液压元件的研究正处于起步阶段,如高压齿轮泵、控制阀等液压元件的特性研究等许多基础性的工作有待进一步深化,而大通径二通插装阀的动静态特性在这些基础性研究工作的范围内。　　 论文以振动压路机振动阀中的插装溢流阀系统为研究对象,根据流体力学理论计算振动溢流阀的静态性能,利用流体仿真软件FLUENT进行数值仿真模拟实验,并辅以正交实验法进行试验数据处理,根据仿真实验得出插装溢流阀内部流道的流场分布,从而确定影响插装溢流阀液阻的主要因素,根据FLUENT与正交试验得出的优化方案。　　 建立阀芯运动方程、阀腔连续性方程、阻尼孔连续性方程,并通过建立AMESIM模型,对插装溢流阀的动态性能进行仿真优化。本文探讨了主阀阻尼孔直径、前腔体积、主阀腔体积、盖板阻尼孔直径、盖板腔体积、先导阀阻尼直径、先导进口腔的体积等参数对插装溢流阀动态特性的影响。　　 通过本文工作,为利用仿真试验与物理试验相结合的方法,进行大吨位工程机械液压元件特性等基础性的研究工作,提供了可借鉴的研究方法和思路。