仿真分析液压卡紧现象

仿真分析液压卡紧现象
1、仿真分析方法
基于Fluent软件对液压卡紧现象进行仿真分析。

首先利用Inventor软件建立带有锥度的间隙密封卡紧模型，使用ICEM对模型流体域进行网格划分，最后采用Fluent对网格模型进行压力场仿真，对获取的数据进行分析计算，得到最优的间隙密封结构。

2、模型参数
滑阀卡紧力仿真几何模型以阀芯、阀套间隙密封中流场为基型，采用三维模型的形式。

模型的基本参数为：密封长度为20mm，阀套的直径为20.05，阀心的大端直径为20.01，小端直径为20mm。

顺锥模型示意圈如图所示，其中1d 、2d 、0D 、e 别为小端直径、大端直径、阀套孔直径、偏心量，1P 、2P 为进出口压差，参数设置如前文所述。

将倒锥模型导入到Fluent 软件中。

滑阀间隙密封内部流场仿真分析结果如图所示，图1为阀总表面压力分布图，图2为模型上下对称面压力分布曲线。

由图可知，压力沿Ｘ轴从12Mpa 到2MPa 依次减小，由于仿真模型的偏屯、量是沿着Ｙ轴正方向，根据前文的理论分析可知，由于阀忘下对称面间隙高度小，压力下降慢，故下对称面的压力高于上对称面压力，与仿真结果一致，如图所示。

最终会产生一个使阀芯沿Ｙ轴负方向运动的力，使阀，芭对中。

在Fluent 中设置力监测器，得出阀芯沿Ｙ轴的受力为14.31N ，使阀巧对中。

因此，阀芯的顺锥模型有利于滑阀的对中。

倒锥模型与顺锥模型结构上基本相同，只是在阀芯的安装方向上有所不同，倒锥模型阀狂大端朝向高压进口腔。

将模型导入到Fluent中，边界条件与顺锥设置相同。

由图可知，压力在阀巧表面沿Ｘ轴方向依次减小，但是分布并不均匀，滑阀上对称面压降比上对称面的压降慢，在曲线上显示为上对称面曲线在下对称面曲线上方，两曲线形成一封闭区域，由公式可知，封闭区域对阀拉圆周表面积分即为阀巧卡紧力大小。

在Fluent中设置力传感器，监测得到阀孩受到的卡紧力为12.20N，方向沿着Ｙ轴正方向，最终会使阀总向阀孔底侧壁面移动，直到卡死。