针对液压滑阀阀芯卡紧力研究

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1、2014年7月机床与液压Ju1．2014第42卷第13期MACHINET00L&HYDRAULICSVol_42No．13DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．13．018液压滑阀阀芯卡紧力研究张俊俊，刘罡，王江勇(西南科技大学制造学院，四川绵阳621010)摘要：以ADINA软件的流固耦合求解器为计算平台，对液压滑阀的液压卡紧进行了数字模拟研究。主要研究阀芯与阀套的间隙特性对卡紧力的影响，矩形均压槽对减小卡紧力的作用效果。卡紧力推动阀芯移向阀套，可能导致阀芯卡紧；与偏心距相比，锥角对卡紧力的影响更大；开设均

2、压槽后，能有效地减小卡紧力；通过研究均压槽的位置和结构尺寸对卡紧力的影响关系，得到了均压槽的最优位置及合理的结构尺寸。关键词：滑阀；ADINA软件；卡紧力；均压槽中图分类号：TH137文献标识码：A文章编号：1001—3881(2014)13—071—3ResearchontheClampingForceofHydraulicSlideValveZHANGJunjun，LIUGang，WANGJiangyong(SouthwestUniversityofScienceandTechnology，MianyangSichuan621010，

3、China)Abstract：ThedigitalsimulationoftheslidevalvewascarriedonusingthesolverofADINA．Thehydraulicclampingofspoolvalvewasresearchedwithdigitalsimulationmethod．Therelationshipbetweenthegapcharacteristicsofspoolvalveandlockforcewasresearchedandhowtherectangularequalizingtankt

4、oreduceslockforce．Thelockforcepushesthespoolmovetosleeve，whichmayleadtospoolbeclamped．Comparedwiththeoffset，theinfluenceofconeangletolockforceisgreater．Thelockforceisreducedef-fectivelyaftertherectangularequalizingpressuretanksareopened．Theoptimallocationandreasonablestru

5、cturesizeofequalizingpressuretanksaregottenbystudyinghowthelocationandstructuresizeofequalizingpressuretanksreducethelockforce．Keywords：Spoolvalve；ADINAsoftware；Clampingforce；Pressure—equalizingtank液压滑阀在使用过程中经常出现阀芯卡紧故障，卡紧故障一般分为液压卡紧与机械卡紧两种。液压滑阀发生液压卡紧现象非常普遍，其主要原因是阀芯与阀套间隙内液体

6、压强分布不均，导致液体对阀芯产生径向不平衡作用力，这个径向不平衡力即为液压卡紧力。倒锥是产生液压卡紧故障的主要形式之一。滑阀在工作时，高压腔与低压腔反复交替，下对称面因此出现倒锥是不可避免的。为了防止液压卡紧，只图1阀芯卡紧模型能进一步分析影响径向不平衡作用力的因素，并采取表1卡紧模型的结构尺寸合理的减小措施，实际应用时一般采用开设均压槽来减小卡紧力。文中利用ADINA软件对滑阀进行数R／mm5．515e／ram可变值模拟，研究偏心距、锥角、均压槽的数量、位置、r1／mm5．5r2／mm可变结构尺寸等对卡紧力的影响。L／mm5hx／mm可

7、变1模型与计算条件o，／(。)可变h2／ram可变1．1三维模型1．2解析假定及边界设定图1所示为滑阀阀芯卡紧模型结构简图，具体尺分析模型具有平面对称性，为了减少计算量，只寸如表1所示。R为阀套的半径，r，为阀芯凸肩的大对模型的一半进行计算。流体模型为层流，并假设阀端半径，r为阀芯凸肩小端半径，Ot为锥角，e为偏腔内的湍流流动对间隙中的层流无影响。心距，为阀芯凸肩与的阀套形成的密封长度，h．为缝隙流场与阀芯模型的接触面设为流固耦合面；大端侧缝隙高度，h为小端侧缝隙高度。人口分别设5、10、20MPa等3种不同的高压；出口收稿日期：2013

8、—06—14基金项目：四川省教育厅重点项目(1lzdl1lO)作者简介：张俊俊(1961一)，女，教授，主要从事机电系统装备控制与优化设计。E—mail：zhangjunjun@swust．e