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

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考虑稳态液动力的锥阀阀芯可靠性分析
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( " 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

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(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。
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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。
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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・
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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