锥阀芯稳态液动力补偿研究
液压阀中常见的液动力补偿方法
液压阀中常见的液动力补偿方法一般情况下，液压阀中的锥阀、全周开口滑阀阀芯所受稳态液动力方向始终趋于使阀口关闭，全周开口滑阀瞬态液动力方向则与阀腔内流体加速度方向相反，大小与阀芯运动速度成正比。
注：一般液压控制阀中瞬态液动力可以忽略，但对于动态响应很高的阀（高频响比例阀、伺服阀、高速开关阀等），瞬态液动力必须给与重视。
阀芯所受稳态液动力可分为轴向分量和径向分量，实际中针对两个方向上的液动力有不同的补偿设计方法，本文主要介绍常见的稳态液动力补偿方法。
1、均压槽加工误差会引起阀芯带有锥度，在阀芯台肩上开周向均压槽，槽内压力处处相等，径向液压力得以平衡，抵消阀芯径向液动力。
2、通油节流孔当液流进出控制体的射流角为90度时，不会产生轴向液动力。
在阀套或阀芯上合理布局并开设径向孔作为通油孔，完全打开的孔射流角为90度则不会产生液动力，只有未完全开启的节流孔才会产生液动力，因而稳态液动力大幅减小。
哈威LHDV平衡阀主阀芯上节流孔交错分布，减小稳态液动力。
LHDV平衡阀主阀芯结构 [2]LHDV平衡阀主阀阀口[2]相同原理，还可在阀套上开设系列节流小孔补偿液动力。
阀套节流孔 [3]3、滑阀芯导向台肩全周开口阀芯稳态液动力总是指向阀口关闭的方向。
可通过导向槽产生一个指向阀口打开方向的液压力来抵消液动力。
台肩凹槽结构 [4]或者让阀芯台肩带有斜角，抵消稳态液动力。
倾斜台肩结构[1]4、特殊阀腔结构通过优化阀套或者阀芯结构，使阀芯和阀套之间形成特殊结构的阀腔，改变流体流动状态补偿液动力。
方法一——过渡容腔下图中，节流口v2处油液流动产生的稳态液动力向左。
设计过渡容腔改变容腔出口v3处油液的出流状态，使阀芯再次受到一向右的稳态液动力，抵消阀口v2的液动力。
LHB-3E型平衡阀[5]方法二——阀芯圆锥轴颈压力腔（Ps）全周开口处阀芯液动力Fs1向左。
通过使回油腔（P0）阀芯两端轴颈具有一定锥度，改变液动力Fs2方向（向右），使其与 Fs1方向相反，抵消液动力。
不同阀口形态对内流式锥阀液动力的影响
不同阀口形态对内流式锥阀液动力的影响佚名【摘要】研究了阀芯和阀座上是否有倒角存在的两种不同阀口形态下,内流式锥阀阀芯所受液动力的特性.采用CFD仿真模拟的方法,分别对两种阀口形态下,阀芯在不同开度、不同流量下所受液动力进行了数值求解,并对其液压阀的压降曲线进行了比较,最后,对仿真结果进行了网格无关性验证.结果表明,随着阀口形态的变化,阀芯所受液动力的方向和大小都相应地发生了改变,而两者的压降几乎没有变化,对于阀芯所受液动力优化有重要指导意义,此外,由网格无关性验证结果可知仿真结果是可靠的.【期刊名称】《液压与气动》【年(卷),期】2019(000)001【总页数】5页(P90-94)【关键词】内流式锥阀;阀口形态;液动力;CFD仿真【正文语种】中文【中图分类】TH137引言液压阀作为液压系统的控制元件，在控制液流时，由于流过阀口处的液流方向和流速都产生了变化，阀芯受到液动力的附加作用。
液动力对阀的动、静态特性影响很大，是设计液压阀需考虑的重要因素，因而液动力一直是液压研究的重要关注点，国内许多学者已对此作出了大量研究[1-4]。
锥阀是液压阀主要结构形式之一。
锥阀由于密封性好、过流能力强、响应快、抗污染能力强、结构相对简单等优点，成为广泛应用的液压元件。
锥阀阀芯的形状可分为全锥型和平底型，其中，由于平底锥阀的通流能力大于全锥型[5]，因而平底锥阀常用于液压插装阀中。
与锥阀阀芯配合的阀座通常可分为有倒角阀座和无倒角阀座，两种情况构成了不同的阀口配合形态，必然对阀芯所受液动力的影响不同。
锥阀按液流的流向可分为内流式与外流式，本研究主要针对内流工况，通过CFD仿真对内流式平底锥阀在不同阀口配合情况下所受液动力的特性进行了研究。
1 建模与仿真设置1.1 几何模型与网格划分首先在SolidWorks中建立三维模型，然后将其导入ICEM CFD中进行网格划分。
对流体域计算模型进行网格划分时，由于阀口周围流场变化剧烈，因此对阀口周围的流体网格需进行局部细化，以提高计算的准确度。
一些关于稳态液动力的错误认识
1纠正纠正一些一些一些关于关于关于稳态稳态稳态液动力的错误液动力的错误液动力的错误认识认识张海平（上海 hpzhang856@ ）摘要：从动力学角度阐明了液压阀稳态液动力的基本概念和计算方法，分析了滑阀、锥阀、插装阀的稳态液动力受力情况的差异，分析结果表明：稳态液动力总是使阀芯关闭。
结合实例，分析了考虑稳态液动力时的液压阀、液压系统的影响因素。
纠正了国内一些大学液压教材中关于稳态液动力的一些错误认识。
关键词：大学教材，液压传动，液动力Correct some Wrong Opinions about Flow ForcesZHANG Hai-ping（Shanghai ，hpzhang856@ ）Abstract : Starting from hypostasis of steady flow forces, this paper corrects some wrong opinions about the flow forces in most Chinese university textbooks. The behavior of flow forces in hydraulics system was introduced. Some practice examples were analyzed. Key words : university textbooks, hydraulic power and control, flow forces. 收稿日期：2010-06-06作者简介：张海平（1947-），男，江西湖口人。
1 引言稳态液动力是指液压阀内流体流动过程中没有时变流动的情况下，由于液体流动而引起的液体介质对阀芯的附加作用力。
要强调的是，一，流体不流动时本身就具有一定的静压力，而我们要研究的液动力是由于流动而引起的在此静压力上附加的部分；二，虽然我们只关心流体流动时对阀芯的作用力，但流体对阀体也可能会有作用力，即阀体也可能会对流体有反作用力，忽视了这一点，就可能引出错误的结论。
考虑稳态液动力的锥阀阀芯可靠性分析
中!国!工!程!机!械!学!报 ! " # $ % & %' ( ) * $ + ,( -! ( $ & . * ) ! . # ( $ /+ ! " # $ % * 0
' ( ) * ! "+ ( * # . * $ % ! & !,
考虑稳态液动力的锥阀阀芯可靠性分析
% % % # " + ( D . > A 6 G . A D B= B 7 H A D G 7 . .g 7 B > F 6 B O 6 ( g 7 B > F 6 B O 6 ( % & & % % " J > 7 B 6 J ( ) ) A A( ?J ( B . D ( ) 3 B 7 B A A D 7 B I6 C C C C C
( " 2 / 的定量概念变得模糊不清' 而基于数值分析的 *
U !引言
单向锥阀作为液压系统中的常用元件% 应用广 泛* 锥阀阀芯的传统可靠性设计主要采用常规的安 全系数法% 形式简单明了% 但也具有一定的经验性 和保守性 另外% 考虑到液压阀所用材料的强 * 度具有随机离散性% 零件的应力也因尺寸的误差及
王海芳褚天争王继强张!恒
" 东北大学秦皇岛分校控制工程学院% 河北秦皇岛 % # & & %蒙特卡罗数值模拟法% 考虑了锥阀阀芯在工作过程中所受到的稳态液动力% 将 其作为面载荷并与其他工作因素相结合% 利用 < " 模块进行可靠 + : ` :建模及其 Y U : Y D ( R 6 R 7 ) 7 G . 7 -U A G 7 B: G . A 5# C I 性分析% 获得了锥阀阀芯的应力分布图) 可靠度以及灵敏度图* 在置信度为 0 计算得到阀芯可靠度 # ^ 的情形下% 为0 分析结果表明! 稳态液动力) 工作压力以及最大截面圆半径是影响可靠性的最主要因素* 为其结构 0 * 1 $ ^* 设计优化提供了定性及定量的依据% 同时证明了稳态液动力对锥阀阀芯可靠性有较大影响% 在设计过程中不可 忽略* 关键词!可靠性$液压阀$灵敏度$稳态液动力 " # 中图分类号! ! & / $ 2 # # 1 ! $ % ! & % # 2 % " $ & 2 % & < K 9! $ $ !!!!文章编号! !!!!文献标志码!
基于CFD的液压锥阀阀芯启闭过程的液动力分析
Ｙｏｕｔｈ Ｐｒｃ驰．２００３．
ＲａｔｉｏＩｌａｌｉｚａｔｉ伽ｏｆ Ｍｌｌｌｔｉｍｅｄｉａ Ｃｏｕｎ赡ｗａｒｅ ＩＩｌｔｅｌｌｈｃｅ Ｄｅｓｉｌ皿
Ｌ，ｌ，田ｌ苗ＸＵ．胁，ｚ，∞Ｊｚ，ｌｇ—日流
Ｙｕｎ咖６５００９３，Ｃｈｉｎａ） （Ｆａｃｕｋｙ ０ｆ ＭｅｃｈａＩｌｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎ舀ｎｅｅｍ【ｇ，Ｋｕ加曲ｇ ＵＩｌｉｖｅ巧ｉｔｙ ｏｆ ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇ）ｒ，ＫｕｎＩｌｌｉＩｌｇ
（５）多媒体课件界面的留自设计。多媒体课件界面 设计的空白量问题也很重要．没有空白区就没有界面的 美．空白的多少对课件界面的印象有决定性作用。当然 如果设计信息量很丰富的杂块界面时．用较多的空白就 不太合适了。另外根据调查分析，为了视觉的舒适感，
呈现在电脑屏幕上最小并清晰的中文字型应为１６１６点 阵字型的仿宋体，为了适应人们横向阅读中文的习惯． 一列最多不超过３５字。所以当信息量过大。我们又不 能不考虑留白时。就要发挥多媒体界面相对书本的优 势。建立超链接或者动态放大显示。
Ｏｐ咖ｇ ａｓ ａ ｐａｒ锄ｅ钯ｒ
图３给出了不同 流量不同开口度时稳 态液动力的计算值和 仿真值的比较曲线。 从图中可以看出。在 一定流量时．稳态液 动力在数值上。计算 值总是大于仿真值。 这是由于使用公式计 算中。使用半锥角代 替节流口处的液流
液动力(参考资料)
2.3.2.4 作用在阀芯上的液动力问题当液流流经液压阀阀腔时，由于液流的动量发生变化，液流对液压阀会产生作用力，这个力称液动力，液动力是作用在阀芯上的主要轴向力之一。
液动力问题一直是液压界关注的一个重要问题，液动力不仅会影响阀的操纵力，而且还可能引起阀的自激振动，影响整个系统的稳定性和可靠性。
1. 作用在滑阀阀芯上的液动力图2.3-11a 所示为一四边滑阀，该滑阀具有两种不同油液进出形式的阀腔，如图2.3-11b 和c 所示。
b ) 出口节流c ）进口节流a ）四边滑阀图2.3-11滑阀的液动力计算对于某一固定的阀口开度x 来说，阀芯固定不动，阀腔中的流动为定常流动，液流对阀芯的作用力为稳态液动力。
图2.3-11a 为流体从阀腔流出时被节流的情况，选择阀腔进、出口过流断面及腔内壁面为控制面的控制体，运用式（2.3.6）得到阀芯所受轴向稳态液动力F s 为θρcos Qv F s -= （2.3.24）式中 v —滑阀节流口处的平均流速；θ—射流方向角，理想直角锐缘滑阀的射流角θ＝690；Q —流量。
当流体反方向流动，即进口节流时，如图2.3-11b 所示，稳态液动力仍为式（2.3.24）。
应用阀口流速和流量公式，稳态液动力F s 的计算式还可以表示为θcos 2p wx C C F q v s ∆-= （2.3.25）式中 C v —流速系数，一般取0.98～0.99；C q —流量系数；Δp —阀口前后的压差；w ─阀口节流边周长，w=πd ；由于θ角总是小于900，因此不论流动方向如何，稳态液动力方向始终使阀口趋于关闭。
当阀芯处于运动状态时，阀口的开度x 变化而使流量随时间t 发生变化，阀腔内的液流速度也将随时间而变，因此属非定常流动的情况，此时除了上述稳态液动力以外，阀芯还受到轴向瞬态液动力F i ，F i 可由式（2.3.6）中第二项得到dtdQ L d v t F i ρτρ∂∂τ =-=⎰ （2.3.26） 式中 —当出口节流时取“－”，进口节流时取“＋”；L —进、出口中心距离；由上式可知，对图2.3-11a 所示的出口节流情况，在滑阀开启过程中，由于流量增大，作用在阀芯上的瞬态液动力F i 指向左，使阀芯趋于关闭，而在滑阀关闭过程中使滑阀趋于开启。
锥阀稳态液动力及阀芯表面压力分布数值模拟
锥阀稳态液动力及阀芯表面压力分布数值模拟钱隆;王生金【摘要】基于Fluent流场仿真软件,对锥阀外流和内流情况下阀芯所受稳态液动力及阀芯表面压力分布进行了数值模拟和分析.结果表明,稳态液动力随着阀口压差的增大而增加;当阀口压差大于2.5 MPa时,阀芯表面出现负压,阀口处发生气蚀;当阀口开度为1 mm时,稳态液动力最大;在其他条件相同的情况下,锥阀内流时的液动力小于锥阀外流时的液动力.%Based on Fluent flow field simulation software,steady flow force of valve element and its surface pressure distribution under cone valve external flow and internal flow is conducted with numerical simula-tion and analysis,the research result shows steady flow force increases with valve port pressure difference increasing;when valve port pressure difference is more than 2.5 MPa,spool face turns up negative pressure and there is gas erosion in valve port;when valve port opening is 1.0 mm,steady flow force gets maximum value;under same other conditions,the fluid flow force in the poppet valve internal flow is less than that of the poppet valve external flow.【期刊名称】《甘肃科学学报》【年(卷),期】2017(029)003【总页数】4页(P69-72)【关键词】锥阀;液动力;压力分布;数值模拟【作者】钱隆;王生金【作者单位】兰州理工大学技术工程学院,甘肃兰州 730050;兰石集团兰州兰石能源装备工程研究院有限公司,甘肃兰州 730314【正文语种】中文【中图分类】TK730.323锥阀结构简单、密封性好、无滞后、成本低、故障少，是应用比较广泛的一种结构形式[1]。
减小外流式液压锥阀中稳态液动力的措施
减小外流式液压锥阀中稳态液动力的措施下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢!本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!减小外流式液压锥阀中稳态液动力的措施引言外流式液压锥阀是液压系统中至关重要的组件之一，它负责控制流体的流动，并在需要时调节流量和压力。
关于锥阀芯稳态液动力方向的分析
该阀组成功应用于国内某风电安装船， 虽然在设
计、 试验时花费了大量精力， 但取得了圆满的结果， 不 仅积累了大型阀块的设计、 应用经验， 而且使我国掌握
ห้องสมุดไป่ตู้64
王玉卿.工程机械实用液压传动[M]. 北京:机械工业出版社,
Hydraulics Pneumatics & Seals/No.02.2017
为稳态液动力。液压传动是根据帕斯卡静压传动原理 发展而来的， 可以总结为在同一系统内， 液体的压力处 处相等， 前提是液体没有流动。当液体流动时， 系统内 的压力就不在是处处相同， 而是满足伯努利方程所叙 述的现象， 如果仍按帕斯卡静压原理计算， 就必须加上 一个附加作用力， 这个附加作用力就是稳态液动力的 本质 。稳态液动力可以分解为轴向分力和径向分力， 由于目前的阀体相对于阀芯都设计成对称腔体结构， 因此阀芯的径向分力可以相互抵消或忽略不计， 所以 本文只分析阀芯轴线方向的稳态液动力。
文献标志码： A 文章编号： 1008-0813 （2017） 02-0064-03
汝绍锋
Analysis about Direction of Steady-state Flow Force on Cone Valve
RU Shao-feng
（Mechanical and Electrical Engineering College, Hainan University, Haikou 570228,China）
[1] [2] [3] [4] 龚烈航, 王强, 涂群章, 程建辉, 等. 液压系统污染控制 [M]. 北 雷天觉.新编液压工程手册[M]. 北京:北京理工大学出版社, 张利平.液压阀原理、 使用与维护[M].北京:化学工业出版社, GB/T786.1,液压气动图形符号[S]. 社,2006. 2009. 1998. 京:国防工业出版社,2010.
不同锥角的直动式溢流阀稳态液动力分析
不同锥角的直动式溢流阀稳态液动力分析蔡超英;林添良;缪骋;任好玲【摘要】In order to reduce the impact of the steady-state flow force onthe performance of proportional relief valve, two kinds of basic structures which the seat and the spool with cone angle are analyzed.PRO/E is utilized to build the channel model of these two structures under different cone putational fluid dynamics (CFD)flow field simula-tion software is employed to simulate the flow field under different seats and spools cone angles and the pressure flow field distribution of the valves under different cone angles is analyzed.The steady-state flow force of different structures and different cone angles are compared.The results show that the steady-state flow force is reduced by 35%-60% when the seat with cone angle compared with the spool with cone angle.And the minimum steady-state flow forces are obtained when the half cone angleof the seat is 32.5°and that of the spool is 30°.%为了降低稳态液动力对比例溢流阀性能的影响，分析了阀座带锥角和阀芯带锥角两种比例溢流阀的基本结构方案，利用PRO／E 建立两种结构下不同锥角的流道模型．通过计算流体动力学（CFD）流场仿真软件对不同阀座与阀芯锥角的锥阀口流场进行数值模拟，分析不同锥角阀口的压力流场分布．对不同结构、不同锥角情况下的稳态液动力进行分析，结果表明：阀座带锥角比阀芯带锥角的结构稳态液动力减小了35％～60％；当阀座半锥角为32．5°，阀芯半锥角为30°时，稳态液动力最小．【期刊名称】《华侨大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(037)002【总页数】5页(P129-133)【关键词】比例溢流阀;稳态液动力;滑锥阀;流场仿真【作者】蔡超英;林添良;缪骋;任好玲【作者单位】华侨大学机电及自动化学院，福建厦门 361021;华侨大学机电及自动化学院，福建厦门 361021;华侨大学机电及自动化学院，福建厦门 361021;华侨大学机电及自动化学院，福建厦门 361021【正文语种】中文【中图分类】TP137随着数字液压与智能液压的发展，比例阀在液压系统中的应用日益广泛.液动力包括稳态液动力和瞬态液动力，是影响比例阀性能的关键因素之一[1].比例阀的工作频率较低，瞬态液动力较小，一般可以忽略.稳态液动力是指液压阀内流体在没有时变流动的情况下，由于液体流动而引起的液体介质对阀芯的附加作用力[2].当阀口流量较大时，液动力随之增大，对比例溢流阀的性能产生较大的影响[3].比例溢流阀的结构合理性影响着整个液压系统的工作特性，减小稳态液动力是提高比例溢流阀特性的一项主要措施.国内外许多学者对稳态液动力进行了大量研究.Amirante 等[4-5]对中位常开式换向阀的液动力进行了研究，发现中位常开与常闭液动力存在很大的差异.周盛等[6]提出了利用阻尼套压力补偿法补偿外流式锥阀的液动力.这些研究主要采用滑阀与锥阀结构的阀口，在一定条件下通过附加措施加以补偿或削弱[7]，并没有深层次地分析液动力的影响因素，从根本上减小液动力对阀芯的影响.对采用滑锥阀式阀口的直动式比例溢流阀稳态液动力的研究则更少.一般阀口锥角都是按照经验值30°进行设计，并没有理论上的依据.本文以常用的4通径直动式滑锥阀为研究对象，分析阀座带锥角与阀芯带锥角两种不同结构的比例溢流阀的工作原理，采用Pro/E三维建模并通过计算流体动力学(CFD)流场仿真获得不同锥角下，阀芯所受到的稳态液动力，建立稳态液动力与锥角之间的关系.根据市面上成熟的小通径比例溢流阀的常用结构及基本参数，确定所研究的直动式比例溢流阀的主要参数：通径为4.39 mm；最高设定压力为31.5 MPa；最大阀口流量为40 L·min-1.溢流阀一般采用锥阀作为阀芯，锥阀具有密闭性好、加工方便等优点，但其导向条件差，需要增加额外的导向结构.滑锥阀继承了滑阀和锥阀的优点，具有很好的密封性和导向性，其两种结构形式，如图1所示.以阀座带锥角的形式(图1(a))为例，其工作原理为：阀芯在上侧比例电磁铁输出力FE与下侧液压力Fp(Fp=πpDx2/4)作用下达到平衡.式中：p为直动式比例溢流阀的入口压力；Dx为阀芯直径.因此，通过比较比例电磁铁输出力FE与作用在阀芯下端面的液压力Fp的大小，确定阀芯的移动方向，具体有以下2个步骤.1) 当FE>Fp时，阀芯处于最下端，阀口处于关闭状态，P-T不通，直动式比例溢流阀不工作.2) 当FE<Fp时，阀芯上移，阀口打开，P-T导通，直动式比例溢流阀起溢流调压作用.图1(b)中：阀芯带锥角的结构除了压力作用面直径从Dx变为dx以外，其工作原理与之相同，不再赘述.根据锥阀稳态液动力的图解法[2]可推导出滑锥阀的稳态液动力的图解法，如图2所示.比例溢流阀阀口关闭时，液体无流动，阀芯受到的静压力分布,如图2(b)所示.此时，阀芯受到的轴向合力为F=pA.比例溢流阀阀口打开时，在液体流动时，阀芯受到的压力不再处处相等.越靠近阀口处，液体的流速越高，压力越低.液体流动时阀芯的压力分布，如图2(a)所示.此时，阀芯受到的轴向力FZ如果还是按照静压力pA计算，必须加上一个修正量，即稳态液动力Fy，其方向指向阀口关闭的方向，如图2(c)所示.其中，轴向合力FZ数值可根据流体仿真得出，进而算出液动力Fy.阀芯带锥角的结构虽然在阀口结构上有区别，但是分析方法与此类似，不再赘述.3.1 锥阀口通流面积的计算通过阀口的流量方程[1]为式(1)中：Q为通过阀口流量；αD为流量系数(文中取0.7)；A为通流面积；Δp为阀口前后压差；ρ为油液密度.根据式(1)可以推出通流面积，即将直动式比例溢流阀的相关数据带入式(2)，计算得出最大通流面积A为3.59 mm2.故比例溢流阀的通流面积在0～3.59 mm2之间变化.由于在相同的通流面积与阀口压差时，稳态液动力的大小仅和阀口结构(阀座或阀芯锥角)有关，因此，为方便计算选取A为3 mm2.3.2 网格模型的建立1) 阀座带锥角的滑锥阀通流面积[1]为式(3)中：A(x)为阀口通流面积；x为阀口开度；β为阀座半锥角；Dx为阀芯直径. 在已知阀口通流面积为3 mm2,阀座半锥角β的情况下，反推式(3)可得阀口开度x 为一个一元二次方程，即由式(4)可得不同阀座锥角对应的阀口开度，如表1所示.2) 阀芯带锥角的通流面积[1]为在已知阀口通流面积为3 mm2,阀芯半锥角β的情况下，反推式(5)可得阀口开度x 的计算公式，即由式(6)可计算出不同阀芯半锥角对应的阀口开度.文中仅选取几个比较特殊的角度，如表2所示.根据表1，2的阀座锥角和阀口开度，利用Pro/E对直动式比例溢流阀内部流场进行三维实体建模.采用CFD前处理软件Gambit进行网格的划分及边界条件的设定.阀座锥角与阀芯锥角为30°时的网格划分截面图，如图3所示.3.3 计算条件设置为了保证结果的准确性及可比性，锥角为唯一变量，其他条件保持一致.模型的边界条件为压力进口及压力出口，进口压力为31.5 MPa，出口压力设置1 MPa背压；流体为不可压缩牛顿流体，流动状态为紊流，采用标准的k-ε湍流模型；流动介质为液压油，密度为870 kg·m-3，动力粘度为0.0261 Pa·s.采用CFD后处理软件Fluent进行数值求解.迭代结束后，残差收敛曲线平滑收敛，说明仿真的结果是可信的[8].比例溢流阀仿真压力图，如图4所示.由图4可知：当相同的阀口通流面积时，锥角变化会导致阀口压力分布发生变化，液体流动所产生的液动力也发生变化；比较阀座半锥角为30°，50°的压力图，压力场的变化较大，而阀芯带锥角的压力场则变化很小.利用Fluent的Force Report 功能计算各个仿真结果中阀芯受到的轴向力.通过进一步计算可以得出阀座半锥角从25°～50°的变化，以及阀芯半锥角从27.5°～42.5°的稳态液动力，如图5所示.由图5可以得到以下3点结论.1) 在相同锥角的情况下，阀座带锥角的结构比阀芯带锥角的结构稳态液动力降低了35%～60%；通过对2种结构分析可知：在流动时，液体作用在阀座锥角上的轴向力会反作用于阀芯，阀座反作用力的方向为阀口打开的方向，这与稳态液动力的方向相反，故可以抵消一部分液动力；而对于阀芯带锥角的结构，则无反作用力存在，因而在相同条件下，阀座带锥角结构的液动力会小于阀芯带锥角的结构.2) 对于阀座带锥角阀口，锥角的变化对稳态液动力的影响较大.当阀座半锥角从25°增加到30°时，稳态液动力随着半锥角的增大而减小；而当阀座半锥角从30°增加到50°时，稳态液动力随着半锥角的增大而增大.在30°时，稳态液动力出现最小值，由此推断：对阀座带锥角的结构，30°是最佳阀座半锥角.这与常用的阀芯锥角角度相吻合，说明所采用的理论分析和数值计算方法是准确的.3) 对于阀芯带锥角阀口，锥角的变化对稳态液动力的影响比较小.当阀座半锥角从27.5°增加到32.5°时，稳态液动力随着半锥角的增大而减小；当阀座半锥角从32.5°增加到42.5°时，稳态液动力随着半锥角的增大而增大.在此过程中，液动力在阀座锥角为32.5°时出现了最小值.因此，对于阀芯带锥角的结构，32.5°是其最佳半锥角，而不是常用的30°，但其最小稳态液动力是阀座带锥角的2.43倍.通过仿真分析，可以获得以下5点结论.1) 在相同锥角的情况下，阀座带锥角的结构比阀芯带锥角的结构稳态液动力减小了35%～60%.因此，在结构设计时应优先选择阀座带锥角的结构．2) 在相同条件下，阀座半锥角为30°时，阀芯所受稳态液动力最小为24.41 N；阀芯半锥角为32.5°时，阀芯所受稳态液动力最小为59.37 N．3) 当阀芯带锥角时，对稳态液动力的影响较小.4) 数值仿真结果与经验值相吻合，说明对稳态液动力的分析方法和所建立数值仿真模型是准确可信的．5) 阀芯带锥角的阀口结构的最佳锥角是32.5°．【相关文献】[1] 何晓晖,孙宏才,程健生,等.基于动网格的液压阀阀芯启闭中的液动力分析[J].解放军理工大学学报：自然科学版,2011,12(5):491-495.[2] 张海平.纠正一些关于稳态液动力的错误认识[J].液压气动与密封,2010(9):10-15.[3] 郭津津,解宁,刘杰，等.基于FLUENT的滑阀液动力研究及结构分析[J].机械工程文摘,2011(6):50-54.[4]AMIRIANTE R,DEL VESCOVO G,LIPPOLIS A.Flow forces analysis of an open center hydrauli c directional control valve sliding spool[J].Energy Conversion and Management,2006,47(1) :114-131[5]AMIRIANTE R,MOSCATELLI B P G,CATALANOL A.Evaluation of the flow force on a direct (single stage) proportional value by means of a computational fluid dynamic analysis[J].Ener gy Conversion and Management,2007,48(3):924-953.[6] 周盛,徐兵,杨华勇.高速开关阀液动力及阀芯锥面压强分布的实验研究[J].机械工程学报,2006,45(5):5-8.[7] 吴根茂,邱敏秀,王庆丰，等.新编实用电液比例技术[M].杭州:浙江大学出版社,2006：29-36.[8] 吕庭英,黄效国,何康宁.基于Fluent的液压伺服阀液动力研究[J].机床与液压,2011,39(13):131-132.。
影响锥阀阀芯轴向振动的关键因素
影响锥阀阀芯轴向振动的关键因素闵为;张昊【摘要】锥阀由于结构简单、密封性好、响应快,在液压系统中被广泛采用.而锥阀在使用过程中易产生振动、噪声与空化等现象,影响了液压系统的调压稳定性和工作可靠性.锥阀从本质上来看是由阀芯-弹簧构成的弹簧质量振动系统,在流场扰动因素的作用下极易产生振动,从而引起压力调节阀的调定压力产生波动.运用流固耦合的方法分析了不同阀芯结构对锥阀轴向振动的影响,发现在阀芯轴向振动过程中阀口逆压力梯度区的压力波动幅值和相位会产生剧烈变化,对阀芯轴向振动幅值产生较大影响.%The poppet valve is widely used in hydraulic system,because of its simple structure,better sealing and quick response.But the pressure-flow coefficient,noise and cavitation it causes limit the pressure regulating stability and working reliability of hydraulic system.Poppet valve is a spring-mass vibration system which is composed of poppet and spring.The poppet valve is very easy to vibrate under the influence of flow disturbance,and then the vibration will cause obviously pressure fluctuations of the pressure control valve.We apply the fluid-structure interaction method to analyze the influence of different poppet shapes on axial vibration,and finds that in the process of axial vibration,the pressure fluctuation amplitude and phase of the adverse pressure gradient zone will produce dramatic change,which may have a great impact on the amplitude of the poppet axial vibration.【期刊名称】《液压与气动》【年(卷),期】2017(000)006【总页数】4页(P39-42)【关键词】锥阀;轴向振动;逆压力梯度【作者】闵为;张昊【作者单位】兰州理工大学能源与动力工程学院,甘肃兰州730050;兰州理工大学能源与动力工程学院,甘肃兰州730050【正文语种】中文【中图分类】TH137.52引言锥阀是液压技术中广泛采用的一种阀结构型式，通常作为压力调节阀的导阀或主阀，用于调节系统压力。
滑阀稳态液动力产生原因与补偿方法
滑阀稳态液动力产生原因与补偿方法段少帅; 姚平喜; 张恒【期刊名称】《《流体传动与控制》》【年(卷),期】2010(000)003【总页数】4页(P27-30)【关键词】阀套开斜孔; 出口节流式滑阀; 稳态液动力补偿; Fluent软件【作者】段少帅; 姚平喜; 张恒【作者单位】太原理工大学机械工程学院山西太原 030024【正文语种】中文【中图分类】TH137引言液压滑阀是流体传动与控制技术中非常重要的基础元件,对滑阀的受力和工作过程进行深入的研究就显得十分必要。
作用在液压滑阀上的压力、弹簧力等都是可控的、可预知的，而液动力则随阀的开口的大小、通过流量的大小等变化。
液动力分为稳态液动力和瞬态液动力，所谓的稳态液动力是指阀的开口量一定时，液流通过阀口时因动量变化而作用在阀芯上的力。
当流量较大时，稳态液动力会较大，对伺服阀和比例阀的操控有较大的影响，会出现液动力大于操控力而使阀芯动作失效的情况，因此，补偿稳态液动力一直是国内外液压工作者关注的问题。
目前的补偿策略主要有：（1）阀套运动法[1]，这种补偿办法是将阀芯受到的力转移到运动的阀套上面，从而减小了阀芯的受力；（2）流道改造法[3][4]，通过改造阀腔的流道，优化涡的布置位置，改变了流体的流动状态，从而改善液动力的状况；（3）非全周开口法[5]，在阀芯上切割出几条“U”形槽口,油液首先在槽内流动,然后进入阀腔。
由于槽口的引流作用,减小了油液的喷射角度,液动力得到了补偿。
本文提出一种在阀套上开斜孔补偿液动力的方法，并采用Fluent软件分析对比了开斜孔前后阀内流体的流动状态，通过分析阀芯端面受力情况，从另一个角度分析了液动力产生的原因、大小及方向。
1 阀套开斜孔滑阀的结构和工作原理阀套开斜孔滑阀的结构如图1所示，与一般滑阀最大的区别就是在阀套上面沿圆周开一系列对称的径向斜孔，当液流自箭头所指入口流入，经斜孔以一定的速度ω1进入阀腔，然后以ω2的速度从节流口流出。
稳态液动力
5.1.3 阀芯驱动与阀芯运动阻力 Spool Driving and Spool Resistance in Movement驱动阀芯的方式有手动(Manually-actuated)、机动(Mechanically-actuated)、电磁驱动(Solenoid-actuated)、液压驱动(Hydraulic Pressure-actuated )等多种。
其中手动最简单，电磁驱动易于实现自动控制，但高压、大流量时手动和电磁驱方式常常无法克服巨大的阀芯阻力(Resistance)，这时人们不得不采用液压驱动方式。
稳态时，阀芯运动的主要阻力为：液压不平衡力，稳态液动力（Steady-hydrodynamic Force ，i.e. Bernoulli Force ），摩擦力(Frictional Force)（含液压卡紧力）；动态时还有瞬态液动力，惯性力(Inertia Force)等。
若阀芯设计时静压力不平衡，高压下阀芯可能无法移动，因此阀芯设计时尽可采取静压力平衡措施，如在阀芯上设置平衡活塞。
阀芯静压力平衡后，阀芯的稳态液动力和液压卡紧力又成为主要矛盾，高压、大流量时阀芯稳态液动力和液压卡紧力可达数百至数千牛，手动时感到十分吃力。
（1）作用在圆柱滑阀上的稳态液动力液流经过阀口时，由于流动方向和流速的改变，阀芯上会受到附加的作用力。
在阀口开度一定的稳定流动情况下，液动力为稳态液动力。
当阀口开度发生变化时，还有瞬态液动力作用。
限于篇幅，这里仅研究稳态液动力。
稳态液动力可分解为轴向分力和径向分力。
由于一般将阀体的油腔对称地设置在阀芯的周围，因此沿阀芯的径向分力互相抵消了，只剩下沿阀芯轴线方向的稳态液动力。
图5.7 作用在带平衡活塞的滑阀上的稳态液动力(a)流出式； (b)流入式对于某一固定的阀口开度x 来说，根据动量定理(Theorem of momentum)(参考图5.7中虚线所示的控制体积)可求得流出阀口时[见图5.7(a)]的稳态液动力为(5.5)可见，液动力指向阀口关闭的方向。
具有压力补偿器的比例流量阀开度控制算法研究
其 中： 为 阀芯弹簧 力增益 ，ｓ为 阀芯截 面面积 ，Ｐ
为进 口压 力 ， 为 阀芯位 移 量 ，最 大 值 为 ３ｍ ， ｍ Ｆ 为压力补偿器 由于机械限位受 到的压力 。
２ ２ 阀 口开 启 段 ．
液压力 ＝ ，该 阶段 阀芯力学模型为 ： ０ Ｆ ，＝ （ ） Ｍ＝ ４ Ｋ ＋ ０ 其 中： ＞ａ＋ 。 ｂ ２ ５ 仿真 与 实验 ． 使 用 Ｍ Ｔ Ａ 软 ＡＬＢ
Ｉ，
图 ５ 电磁 力 跳 变 段 阀 芯 位 置 状 态
阀芯 稳 态 力 学 方程 为 ：
ＦＭ —ＦＫ＝０
211243482_基于双向流固耦合的锥阀阀芯位移可靠性分析
位移计算是很难实现的. 此外ꎬ数值方法求解忽略
部分重叠的网格构成ꎬ两部分网格空间上相互重
了摩擦力、黏性力与实际工况可能存在偏差. 因此
叠但二者之间相互独立ꎬ不存在联通关系ꎬ在仿真
本文采用 ＣＦＤ 仿真ꎬ通过流固耦合的方法模拟溢
计算过程中由前处理软件进行挖洞、建立区域连
流阀工作时阀芯的运动情况.
通性、插值计算 [１５] . 相较传统的动网格方法ꎬ重叠
作用于阀芯表面的流体作用力达到弹簧作用力
模型ꎬ研究发现弹簧刚度、阀芯锥角对锥阀的启动
时ꎬ阀芯打开ꎬ溢流阀开始工作. 考虑溢流阀开启
特性有重要的影响. Ｌｉ 等
[４]
通过可视化实验方法
是一个动态变化的过程ꎬ在划分网格时ꎬ为保证计
捕捉阀芯的振动ꎬ发现阀芯的位移偏差与压力差
算精度、提高收敛速度ꎬ对整个流场及溢流阀采用
ｍｅｔｈｏｄ
锥阀结构简单、响应迅速、密封性好、抗污染
阀调节系统压力ꎬ也可以作为先导阀与主阀组成
能力强ꎬ在液压系统中是常用的压力调节阀ꎬ工作
多级压力调节阀工作. 国内外学者主要采用计算
中与弹簧配合ꎬ通过液压力与弹簧力的平衡完成
流体动力学( ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ ｆｌｕｉｄ ｄｙｎａｍｉｃｓꎬＣＦＤ)
和动态特性ꎬ分析了导致阀不稳定的参数. Ｃｈｅｎ
等 [１２] 对阀芯轴向和径向振动共存的动力学特性
进行研究ꎬ发现径向运动会通过阀芯与阀体的碰
撞影响轴向运动. Ｃｈｏｉ 等 [１３] 采用流固耦合方法分
析压缩弹簧预设力对阀动态特性的影响.
基于以上分析ꎬ本文采用双向流固耦合的方
法ꎬ仿真分析锥阀不同入口条件下的动态响应. 考
１ ３ 计算方法
网格对不同计算区域可采用最恰当的网格形式ꎻ
基于CFD的液压锥阀动态和静态性能研究
ａ ｄ ｒ ｎ ｉｎ ｐ ｏ ｅ ｔ ｓ Ａｎ ｈ ｎ ｗｅ ｃ ｌｕ ａ ｅ ｈ ｎ ｕ ｎ ｅ ｏ ｈ ｍ ｅ ｅ ｇｈ ｏ ｏ ｐ ｔ ｖ ｖ ’ ｐ ｏ ｅ ｉｓ Ｔ ｅ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ： ｎ Ｔ ａ ｓ ｔ ｒ ｐ ｒ ｅ ， ｅ ｉ ｔ ｅ ， ａｃ ｌｔ ｄ ｔ ｅ ｉｆ ｅ ｃ ｆ ｃ ａ ｌ ｆ ｒ ｌｎ ｔ ｎ ｐ ｐ ｅ ａ ｅ Ｓ ｒ ｐ ｒ ｅ ． ｈ ｒ ｓ ｌ ｌ ｔ ｓ ｏ ｓ
点 ， 而广 泛应 用 于液 压 系统 中。但 是 ， 从 由于锥 阀 内部 流道复 杂 ，流 体在 阀腔 内部 的 流动 情况 对 液压 锥 阀 的
本 文根 据 参 考 文 献 圆 中 的锥 阀结 构 进 行建 模 与 Ｃ Ｄ计算 ，从 而研究 阀芯结 构 尺 寸对 锥 阀动 态性 能和 Ｆ 静 态性 能 的影 响 ，并 分 析计 算 大额 定 流量 下 阀 口倒 角 以及 倒 角长度 对液 压锥 阀静 态性 能 的影 响 。
表 １ 锥 阀 结构 尺 寸
图 ３ 入 １ 力 阶 跃信 号 ３压
通过 瞬态 计算 ，可得 到 阀芯 的动态 响应 和最 终稳
态位 置及 其 流量 。 由于锥 阀 的静态 调压 偏差 可 以拟合
为一 条 直线 Ｉ 根 据 线性 插 值 ， 计 算 出锥 阀 的静态 调 ４ ］ ， 可
压 偏差 即开 启 比 ， 此值 可作 为 液压锥 阀的静 态性 能评
ｄ ａ ｔ ｒｉ ５ ｉｍｅ ｅ ｓ １ ｍｍ， ｂ ｔ ｈ ｔｔ ｎ ｒ ｎ ｉｎ ｒ ｐ ｒ ｅ ｒ ｅｔ ｒ Ｗｈ ｔ Ｓ ｏｈ ｔ ｅ Ｓ ａｉ ａ ｄ Ｔ ａ ｓｅ ｔｐ ｏ ｅ ｔ ｓ ａ ｅ ｂ ｔ ， ｃ ｉ ｅ ａ ’ ｍｏ ｅ Ｆ ｒｔ ｅ ｉ ｅ ｔ ａ ｏ ｐ ｔ ｖ ｌｅ ｓｒ ｃｕ ｅ ｔｅ ｍｏ ｅ ｒ ， ｏ ｈ ｄ ｎ ｉ ｌｐ ｐ ｅ ａｖ ｔｕ ｔ ｒ ， ｈ ｒ ｃ
基于CFD的液压锥阀阀芯启闭过程的液动力分析
分不 完全 对称 的 。图 １为建立 的锥 阀几何 模 型 。 流场 网格 的划 分 直接 关 系计算 的精度 ，甚 至 于收 敛 性 本文 模 型 的网格 采用 四面体 网格 进行 划分 ，考 虑 到 计 算 机 容量 ，对其 进 行 了局部 细化 ，细化 主要 针对 流场 中压 力梯 度较 大 、流 场速 度梯 度大 和结 构 转折 较多 的部
从 事 机 电液 控 制 技 术 的 教 学 与 研 究 工 作 ；权 龙 （ ９９ ， １５ 一）
男 ．教 授 。主 要研 究 方 向 ：电液 伺 服 及 比例 控 制 技 术 。
状态进行 了如下设置 ： 流体为不可压缩 、牛顿流体 ； ①
（ 流动 状态 为紊 流 。
下 ．液压 阀开度 不 同 所 以在 工作 过 程 中 阀芯 处 于运 动
１ 研 究对 象 几 何 模 型 与 网格 划 分
插 装 型 锥 阀模 型 为 １ ６通 径 ， 阀芯 是 不 完 整 锥 形 ，
收稿 日期 ：２ ０ — ２ ２ ０７０－３ 作者 简介 ：郑 淑 娟 （ ９ １ ） １ ８ 一 ，女 ，助 教 ，硕 士研 究 生 。 主要
中图分类 号 ：Ｔ ３ Ｈ１４
文献 标识码 ：Ａ
文章 编号 ：１０ — ６ ３ （ ０ ７ ２ ０ １ ０ ０ ２ ６ ７ ２ ０ ）０ — ８ — ３
阀芯 半 锥 角为 ３ 。 ０ ，在 阀 套 上有 六 个对 称 通 孔 ，阀座 部
０ 引 言
插 装式 锥 阀通 流能 力大 ，阀芯 动作灵 敏 、抗 堵塞 能
维普资讯
第２ ０卷 第 ２期
２０ ０ ７年 ３月
Ｄ ｖ ｌｐ ｎ ＆ Ｉ ｎ ｖ ｔ ｎ ｏ ａ ｈｎ ｒ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｎ ｏ ａｉ ｆ ｃ ｉ ｅｙ＆ Ｅ ｅ ｔ ｃ ｌ ｒｄ ｃｓ ｏ Ｍ ｌｃｒ ａ Ｐ ｏ ｕ ｔ ｉ
锥型阀芯液动力计算与补偿方法研究
!'$
B#
B"
然后对 B# 和 B" 进行积分" 再取速度在轴向的分
量" 就可以得到阀芯上液动力表达式!,$(
GNa.! -*T# D@N&# .-*T" D@N&" $ !,$ 因为进口流速 T" 远小于出口的流速 T# " 则 公式!,$ 可以转化为式!%$ (
GNa.-*T# D@N&#
!%$
偏度平均值 &$##" 偏度标准差为 &$"#$网格节
点数 (' %Z(" 网格单元数 )#/ &/)" 流体域网格
式中" *为 液 体 流 速" 可 由 孔 口 流 量 公 式 ! ( $
计算 (
槡 *a)H B#
#";; -
!($
式中" B# 为过流面积" B# a#/!N78 &## LH 为流量
系数" 取 LH a&$,"# ";;为压力损失" H[=# /为
阀套内径" /a' SS# !为阀芯位移" SS# )# 为
7,1)-3/)* *@NKBJOKEIG=BFK@GKEINRL78A@GK=RILN@FI8@7J J7LIDK7@8=FM=FMIB8=UFIK@RBNE KEIM=FMID@LI" KEI KEI@LIK7D=FM=FBI@GKEINK=K7DEOJL=BF7DG@LDIG@LKEIM=FMID@LIY=ND=FDBF=KIJ BN78AKEIS@SI8KBSKEI@LIS" =8J =8 @RK7S7X=K7@8 NDEISIG@LKEIM=FMID@LIY=NRL@R@NIJQ*EIR=RILD=FDBF=KINKEIRLINNBLIDF@BJ S=R =8J MIF@D7KOMIDK@LS=R UIG@LI=8J =GKIL@RK7S7X78AKEIM=FMID@LIUO1+\! 1@SRBK=K7@8=F+FB7J \O8=S7DN$ " KEI @RK7S=FAI@SIKLOR=L=SIKILN@GM=FMID@LI=LIJIKILS78IJ U=NIJ @8 =8=FON7NLINBFKNQ*EIN7SBF=K7@8 LINBFKNE@YN KEITIK=8AFI@G@RK7S7XIJ R@RRIK78DLI=NIJ =8J KEIRLINNBLIJL@R LIJBDK7@8 =KKEIN=SIN7KB=K7@8Q 8"69%-01* K=RILN@FI8@7J J7LIDK7@8=FM=FMI# GF@YG@LDI# 1+\# @RK7S7XIJ R@RRIK
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ Ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃ Ｃｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ Ｃ Ｓ ｏ ｆ Ｒｅ ｌ ｉ ｅ ｆ Ｖａ ｌ ｖ ｅ ｗｉ ｔ ｈ ｏ ｕｔ Ｐｒ ｅ ｓ ｓ ｕｒ ｅ ０ｖ ｅ ｒ ｓ ｈ ｏ ｏ ｔ
Ｌ Ｉ Ｕ Ｈｕ ａ ｎ ｌ ｏ ｎ ｇ ，Ｈ Ｏ Ｎ Ｇ Ｗｅ ｉ ，ＷＡ Ｎ Ｇ Ｇ ｕ ｏ ｚ ｈ ｉ ， Ｙ Ａ Ｎ Ｊ ｉ ｎ ｇ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｍ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ，Ｓ ｏ ｕ ｔ ｈ ｗ ｅ ｓ ｔ Ｊ ｉ ａ ｏ ｔ ｏ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ，Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ｄ ｕ Ｓ ｉ ｃ ｈ ｕ ａ ｎ ６ １ ０ ０ ３ １ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
ｈ ａ ｓ ｌ ｏ ｗｅ ｒ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｖ Ｍｖ ｅ ．Ｔ ｈ ｅ ｉ ｄ ｅ ａ ｏ ｆ ｃ ｏ ｍｐ ｅ ｎ ｓ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｅ ａ ｄ ｙ — ｓ ｔ ａ ｔ ｅ ｌ ｆ ｏ ｗ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｂ ｙ ｐ ｌ ａ ｃ ｉ ｎ ｇ ａ ｌ ｆ ａ ｎ ｇ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｉ ｎ
锥 阀芯 稳态 液 动 力补 偿 研 究
刘桓 龙 ，洪威 ，王 国志 ，晏 静 江
（ 西南交通大学机械 工程学院 ，四川成都 ６ １ ０ ０ ３ １ ）
摘要 ：溢流阀主阀芯的稳态液动力使溢流阀存在较大 的调压偏差 ，降低 了其 静态性能指 标。采用 在溢流 阀主阀芯 （ 锥 阀芯 ）上加 突缘 结构来 补偿稳 态液动力。采用 Ｃ Ｆ Ｄ工具对 主阀 口流场 进行 仿真 ，研究突缘结构尺寸 、位置及 阀芯锥 角对 主 阀芯稳态液动力补偿 的影响。结果表明 ：突缘结构能实现 阀芯液动力补 偿 ，但 随着 阀芯开 Ｉ ＝ １ 量的增加 ，补 偿会 由欠补偿变 为过补偿 ；当突缘长度为 ０ ． ５ ｍ ｍ、距离阀座为 １ ｍ ｍ时 ，液 动力 补偿 效果最好 。 关键词 ：溢流阀 ；锥 阀芯 ；稳 态液动力 ；突缘结构 ；补偿
ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｌ ｆ ａ ｎ ｇ ｅ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｎ ｅ ａ ｎ ｇ ｌ ｅ ｏ ｆ ｐ ｏ ｐ ｐ ｅ ｔ ｖ Ｍｖ ｅ ｏ ｎ ｃ ｏ ｍｐ ｅ ｎ ｓ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｓ ｔ ｅ ａ ｄ ｙ － ｓ ｔ ａ ｔ ｅ ｆ ｌ ｏ ｗ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ．Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｌ ｆ ａ ｎ ｇ ｅ ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｕ ｒ ｅ
ｖ ａ ｌ ｖ ｅ（ ｐ ｏ ｐ ｐ ｅ ｔ ｖ ａ ｌ ｖ ｅ ）ｗ ａ ｓ ａ ｄ ｏ ｐ ｔ ｅ ｄ ．Ｔ ｈ ｅ ｍ ａ ｉ ｎ ｖ ｌｖ ａ ｅ ’ Ｓ ｌ ｆ ｕ ｉ ｄ ｉ ｆ ｅ ｌ ｄ ｗ ａ ｓ ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ Ｃ Ｆ Ｄ， ｔ ｏ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｄ ｉ ｍ ｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ，ｐ ｏ ｓ ｉ －
ｃ ａ ｎ ｃ ｏ ｍｐ ｅ ｎ ｓ ａ ｔ ｅ ｔ ｈ ｅ ｆ ｌ ｏ ｗ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｖ ａ ｌ ｖ ｅ ，ｂ ｕ ｔ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｖ ａ ｌ ｖ ｅ ｏ ｐ ｅ ｎ ｉ ｎ ｇ，ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｅ ｎ ｓ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗ ｉ ｌ ｌ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅ ｆ ｒ ｏ ｍ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｃ ｏ ｍ・
ｐ ｅ ｎ ｓ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｏ ０ ｖ ｅ ｒ ｃ ０ ｍｐ ｅ ｎ ｓ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ．Ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｅ ｎ ｓ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｗ ｉ ｌ ｌ ｒ ｅ ａ ｃ ｈ ｔ ｈ ｅ ｂ ｅ ｓ ｔ ｗｈ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｌ ｅ ｎ ￣ｈ ｏ ｆ ｌ ｆ ａ ｎ ｇ ｅ ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｕ ｒ ｅ ｉ ｓ ０ ． ５ ｍｍ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｓ —
２ ０ １ ３年 ｌ ０月
机床 与液压
Ｍ ＡＣＨＩ ＮＥ ＴＯＯＬ ＆ ＨＹＤＲＡＵＬ Ｉ ＣＳ
Ｏｃ ｔ ． ２ ０１ ３
． １ ９
ＤＯＩ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １—３ ８ ８ １ ． ２ ０ １ ３ ． １ ９ ． ０ ０ ６
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｅ ａ ｄ ｙ — ｓ ｔ ａ ｔ ｅ ｌ ｆ ｏ ｗ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｌ ｉ ｅ ｆ ｖ ａ ｌ ｖ ｅ ’ Ｓ ｍａ ｉ ｎ ｖ ａ ｌ ｖ ｅ ｍａ ｋ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｖ ａ ｌ ｖ ｅ ｅ ｘ ｉ ｓ ｔ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｒ ｅ ｇ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｄ ｅ ｖ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，ｉ ｔ