液壓閥的節(jié)流溫升與熱形變的研究.pdf

1、液壓系統(tǒng)中，液壓閥控制著系統(tǒng)中液流的壓力、流量和方向，因此液壓閥的性能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的性能起著至關(guān)重要的作用。液壓滑閥和錐閥是常用的兩種閥結(jié)構(gòu)，由于滑閥閥芯、閥套（或閥體）間配合間隙較小，其在使用過程中常出現(xiàn)卡滯、卡死、磨損、泄漏等問題。本文采用了理論分析和數(shù)值仿真相結(jié)合的研究方法，針對(duì)液壓閥內(nèi)因節(jié)流而產(chǎn)生的油液和閥內(nèi)溫度變化所導(dǎo)致的閥特性的改變進(jìn)行了深入的研究，計(jì)算結(jié)果表明：節(jié)流作用使得與固體接觸的油液和固體部分溫度較高，閥口形式對(duì)溫升影

2、響較大；閥芯、閥體內(nèi)溫度分布不均勻、不對(duì)稱；閥芯、閥體受節(jié)流溫升影響局部變形較大。
　　 主要內(nèi)容如下：
　　 第1章，闡述了本課題研究的背景和意義；概述了國(guó)內(nèi)外關(guān)于液壓閥內(nèi)溫度場(chǎng)、閥結(jié)構(gòu)受熱形變的研究現(xiàn)狀和存在的問題；概括了本文的主要研究?jī)?nèi)容。
　　 第2章，分析了流體溫升理論，對(duì)液壓系統(tǒng)中溫升的主要來源進(jìn)行了討論；討論了材料和零件隨溫度變化的變化情況。
　　 第3章，利用CFD軟件FLUENT對(duì)滑閥、

3、錐閥、阻尼孔內(nèi)流場(chǎng)和溫度場(chǎng)進(jìn)行了分析，得到了閥內(nèi)部壓力、速度和溫度隨閥口形式、開口量和進(jìn)出口壓差變化的分布情況。計(jì)算結(jié)果表明，閥內(nèi)液流的溫度分布不均勻，閥口流束與固體壁面接近的流體區(qū)域溫度較高，流束中心部位溫度較低，最高溫度出現(xiàn)在最靠近流束的壁面區(qū)域，節(jié)流口后部出現(xiàn)漩渦的流體溫度有所升高；這表明流體溫度升高主要是由于閥口處的高速流體與壁面及其周邊低速流體摩擦產(chǎn)生熱量和漩渦的粘性耗散所致。
　　 第4章，有限元分析軟件ANSYS將

4、第三章分析的溫度邊界結(jié)果加載到對(duì)應(yīng)的閥芯、閥體中，對(duì)閥芯和閥體的熱變形進(jìn)行有限元分析。計(jì)算結(jié)果顯示：閥體和閥芯的溫度分布不均勻、不對(duì)稱，閥口區(qū)域和流束在閥腔內(nèi)沖擊到的固體壁面有局部高溫；節(jié)流槽形狀和閥口開度對(duì)閥內(nèi)溫度分布有較大影響，閥芯和閥體的熱變形主要表現(xiàn)為閥芯局部直徑變大、閥體孔局部變小，變形量可達(dá)數(shù)微米，并伴有彎曲變形現(xiàn)象．上述變形可能導(dǎo)致閥芯卡緊。
　　 最后，對(duì)本論文的研究工作和成果進(jìn)行了總結(jié)，展望了下一步的研究工作。