基于Fluent的起重机液压锥阀流场分析与结构优化设计

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1、基于Fluent的起重机液压锥阀流场分析与结构优化设计卞磊武汉理工大学能源与动力工程学院武汉430063摘要：基于Fluent对普通起重机的液压锥阀在定流量、定开度下进行流场数值分析，通过计算对其结构进行优化。研究表明：优化后液压锥阀的压力、速度、流场分布更均匀，可减少液压起重机内部出现气穴、堵塞、振动噪声、滞后等故障，提高了其使用寿命。关键词：Fluent；起重机；液压锥阀；流场分析；结构优化中图分类号：TH215文献标识码：A文章编号：100I一0785(2015)07—0007—04Abstract：WithFluent—basedflowf

2、ieldanalysisofhydraulicconevalueatfixedflowandopeningofcommoncrane，thepaperoptimizesthestructurebycalculating．Theresearchshowsthat，thepressure，velocityandflowfieldofhydraulicconevalueisbeRerdistributedafterstructuraloptimization，reducingthecavitation，obstruction，vibrationnoise

3、andlag-ginginthehydrauliccraneandextendingitsservicelife．Keywords：Fluent；crane；hydraulicconevalue；flowfieldanalysis；structuraloptimization同的缺点：在过渡处存在边角，不能平缓过渡，0引言这将影响流场的分布和增大压力损失。因此，本大功率液压起重机在工程应用中扮演着重要文采用理论和数值仿真相结合的方法，以锥阀芯的角色，其有效起重量大，起升下降范围广，变与直角刃阀座形式锥阀为具体研究对象，进行流幅、行走、旋转速度灵活，

4、广泛应用于建筑、交场仿真分析，针对计算结果进行了结构优化设计。通、运输、物流、船舶等行业。液压锥阀是大功率起重机的重要零部件，具有良好的密封性、较I一一1卜、、强的过流能力、响应迅速、抗污染性等优点。由__1III于起重机经常在大负荷下工作，锥阀在液压控制／卜系统中承受着较大的压力，因此，锥阀的工作状图13种液压锥阀结构形式态影响着整个液压系统和起重机的工作效率。目前，常用的液压锥阀主要有压力型和流量型两种，压力型锥阀的控制特点：由液压油的压1液压锥阀流场理论分析力、预紧弹簧的作用力和负载压力共同控制；流1．1流量系数量型锥阀的控制特点：阀芯开启一

5、定位移，形成流量系数是检验锥阀流通能力的指标，其表通流流道，通过系统压力、流量、负载情况及三达式为者之间的作用最终形成稳定流动。从锥阀的结构C=Q,／p—／A—P(1)上分主要有3种结构：1)锥形阀芯与直角刃阀式中：C为流量系数，m；Q为体积流量，座；2)倒锥形阀芯与直角刃阀座；3)直角刃阀m／s；P为流体密度，kg／m。；△P为压力损失，Pa。芯与锥形阀座。3种液压锥阀的结构形式如图1所流量系数越大代表液压油流过锥阀的压力损示，3种结构形式虽然有一定的不同，但其存在共国家级“大学生仓Ⅱ新创业训练计划”基金项目(20141049712003)、武汉

6、理工大学自主创新基金项目(2014一HY．Bl-06)《起重运输机械》2015(7)～7一