大流量電液換向閥動(dòng)態(tài)特性仿真及流場(chǎng)分析.pdf

1、隨著采煤技術(shù)向高產(chǎn)高效方向發(fā)展，液壓支架的“速度”性能對(duì)綜采工作面效率的影響越來(lái)越顯著。目前常用的性能良好的大流量電液換向閥的額定流量為400L/min，不能滿足支架進(jìn)一步提升承受阻力，增大移動(dòng)速度的要求。因此，需要增大電液換向閥的額定流量，對(duì)電液換向閥進(jìn)行大流量的研發(fā)愈發(fā)重要。
　　本文對(duì)某常用的進(jìn)口電液換向閥結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理進(jìn)行分析，對(duì)其關(guān)鍵零部件受力分析，進(jìn)而推導(dǎo)出電液換向閥的數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上對(duì)主閥進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，設(shè)計(jì)了

2、一款大流量電液換向閥。首先運(yùn)用Matlab軟件對(duì)新設(shè)計(jì)的大流量電液換向閥模型進(jìn)行仿真，得到其初始參數(shù)下的動(dòng)態(tài)特性，然后利用系統(tǒng)建模動(dòng)態(tài)仿真軟件AMESim對(duì)電液換向閥系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性分析，最后運(yùn)用流體動(dòng)力學(xué)分析軟件Fluent對(duì)電液換向閥進(jìn)行流場(chǎng)仿真。
　　在AMESim平臺(tái)上，建立了換向閥電液控制系統(tǒng)，分析閥芯位移、閥芯速度、出口壓力與出口流量等特性。研究結(jié)果表明:主閥芯在0.14s開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，0.23s可實(shí)現(xiàn)閥口穩(wěn)定開(kāi)啟，閥芯運(yùn)

3、動(dòng)平穩(wěn)，閥芯出口流量達(dá)到穩(wěn)定值時(shí)為1013L/min。另外，研究了閥芯行程、閥芯錐角角度、主閥節(jié)流孔直徑和彈簧力等關(guān)鍵參數(shù)對(duì)換向閥閥芯位移、閥芯速度、出口流量與壓力的影響，選取了合理的參數(shù)值。
　　利用CFD計(jì)算流體力學(xué)軟件Fluent對(duì)大流量電液換向閥內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行仿真分析，得到了流場(chǎng)的靜壓力分布云圖、速度分布云圖、速度矢量圖和湍動(dòng)能分布云圖等特性曲線。通過(guò)對(duì)進(jìn)油工況P-A及回油工況A-T兩種情況的仿真結(jié)果的分析得到，大流量電液換

4、向閥內(nèi)部壓降分布均勻，沒(méi)有明顯的漩渦區(qū)。在此基礎(chǔ)上，本文進(jìn)一步討論了在不同開(kāi)口度、不同進(jìn)液閥套孔錐角和不同環(huán)形腔直徑的情況下，主閥內(nèi)部流場(chǎng)的特性，結(jié)果表明:隨著開(kāi)口度的增大，最大速度區(qū)域面積增大，漩渦區(qū)面積和強(qiáng)度減小，這樣加快了主閥的開(kāi)啟時(shí)間，有利于提高液壓支架的工作速度，也有利于減輕閥芯的磨損和沖擊。通過(guò)對(duì)大流量電液換向閥不同進(jìn)液閥套孔錐角進(jìn)行仿真分析，驗(yàn)證了斜孔出流有利于減小漩渦強(qiáng)度，對(duì)錐角角度的選取提供了理論依據(jù)。此外，當(dāng)環(huán)形腔外