氣動(dòng)控制閥流場特性分析研究.pdf

1、活塞式氣動(dòng)馬達(dá)是礦山采掘、管道鋪設(shè)及錨桿裝卸等礦用絞車的核心動(dòng)力裝置，研究氣動(dòng)馬達(dá)的工作過程對(duì)提高絞車的工作效率具有重要意義。氣動(dòng)控制閥是氣動(dòng)馬達(dá)配氣系統(tǒng)的關(guān)鍵控制元件，其結(jié)構(gòu)直接影響氣動(dòng)馬達(dá)的動(dòng)力輸出及工作特性。氣動(dòng)控制閥及馬達(dá)缸內(nèi)流場分布復(fù)雜多變，具有較強(qiáng)的三維特性與隨機(jī)性。應(yīng)用數(shù)值模擬方法對(duì)氣動(dòng)控制閥及馬達(dá)缸內(nèi)流場進(jìn)行分析，并研究其流場分布規(guī)律與馬達(dá)輸出特性之間的關(guān)系。
　　根據(jù)氣動(dòng)控制閥內(nèi)部流場的流動(dòng)特性及影響因素，結(jié)合空

2、氣動(dòng)力學(xué)基本理論與研究方法，建立氣動(dòng)控制閥內(nèi)部流場的三維模型。針對(duì)不同工況條件，應(yīng)用流體分析軟件Fluent進(jìn)行氣動(dòng)控制閥流場的數(shù)值模擬。得到了壓力、速度及馬赫數(shù)等可以反映氣動(dòng)控制閥內(nèi)部流場特性的相關(guān)參數(shù)。首先，在不同升程下，對(duì)安全閥內(nèi)部流場及馬達(dá)輸出功進(jìn)行分析，確定出合理的安全閥升程值，在減小安全閥閥口處壓力損失的基礎(chǔ)上保證氣缸內(nèi)具有足夠的進(jìn)氣量。其次，對(duì)不同氣缸進(jìn)氣時(shí)配氣閥芯進(jìn)氣管與閥體圓形管接口處的流場分布進(jìn)行模擬，分析不同接口處

3、的流場分布規(guī)律及能量損失情況。再將馬達(dá)正反轉(zhuǎn)工況下配氣閥進(jìn)氣管出口段的流場分布進(jìn)行對(duì)比分析，確定出配氣相位角與配氣閥進(jìn)氣管出口段及氣缸內(nèi)流場分布間的關(guān)系。同時(shí)，對(duì)氣動(dòng)馬達(dá)一次排氣及二次排氣過程進(jìn)行分析，分別取三組二次排氣管截面直徑，研究截面直徑對(duì)氣動(dòng)馬達(dá)二次排氣過程的影響，找出二次排氣過程中存在串氣現(xiàn)象的原因。最后，根據(jù)氣缸進(jìn)氣管內(nèi)壓力損失系數(shù)與氣缸進(jìn)氣管擴(kuò)壓角之間的關(guān)系，確定了氣缸進(jìn)氣管擴(kuò)壓角。并建立了進(jìn)排氣相位角與缸內(nèi)氣壓及馬達(dá)輸出