矿用乳化液泵站电磁卸荷阀的仿真研究

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1、万方数据声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除：史中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：塞．盟茎L一日期：加烨，占．≥关于学位论文使用权的说明本人完全了解太原理工大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文!：；{勺颇件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或惜阅

2、；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容(保密学位论文在解密后遵守此规定)。签名：鑫璺堇．麴．日期：一呈里生：￡：墨!导师酪缈目期：缈f?}万方数据太原理工人学硕士研究生学位论文矿用乳化液泵站电磁卸荷阀的仿真研究摘要乳化液泵站是煤矿综采机械化配套设备中液压支架的动力源。随着现代化综采技术的快速发展，对乳化液泵站的供液质量提出了更高的要求。对于高压大流量的乳化液泵站来说，基于电磁卸荷阀的压力控制方式更能满足调压的及时性和稳定性要求。因此，加强对电磁卸荷阀结构及整体动态性能的研究，有助于提高泵站压力控制的平

3、稳性和可靠性，对保证综采工作面的正常运行和安全生产具有实际意义。论文首先分析了电磁卸荷阀的结构特点和工作机理，然后对卸荷阀进行受力分析，建立了各元件单独的动态数学模型，最终简化得到了电磁卸荷阀的传递函数框图。应用AMESim软件对电磁卸荷阀进行建模仿真，分别分析了电磁控制式和机械控制式卸荷阀持续工作的动态过程。仿真可知，先导节流孔直径越大，出口压力波动范围越小，卸荷阀开启越频繁，但节流孔直径过大会引起阀口流量超调增大；主阀芯半锥角越大，出口压力波动范围越小，阀的响应速度越快，卸荷压力越低，而减小半锥角有利于减小流量波动；主阀座直径越小，出口压力波动范围

4、越小，卸荷阀开启越频繁，且流量波动较小，但会增大卸荷压力；主阀控制腔容积越小，出口压力波动范围越小，阀的响应速度越快，但会引起出口压力和阀口流量的超调增大，并且控制腔容积太大会引起主阀开启时阀芯的剧烈振荡。应用FLUENT软件对电磁卸荷阀流场进行了数值模拟。首先对电磁先导T万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文阀的二维流场仿真分析得到：流体流经阀芯节流口时产生最大压降，最大速度区域出现在沿节流u球阀：藩轮廓曲面的位置，同时在靠近节流u的直角拐角处、阀口出口及阀腔出口斜流道内均有旋涡产生，在实际工作巾容易发生气穴和气蚀破坏，对球阀芯产生液压冲击。通过对主

5、阀的二维流场仿真分析得到：(1)土阀芯开口度越大，产生的负压区域越小，漩涡强度和范围越小；开口度越小，最大速度区域越大且分布越集中于节流口。(2)阀芯半锥角越大，形成负压区域越小，节流口处的流速变小，且高速区域有向节流口出口处移动的趋势，形成的漩涡也越小。(3)阀芯拐角处采用圆角设计后流场的负压区域、流速及漩涡强度相较改进前明显减小，大大降低了气穴产生的可能性。最后对主阀的三维流场仿真分析得到：流体流经通液孔时存在压力损失，在阀套与阀体形成的外腔以及通液孔内近壁面处有漩涡产生。此外，通过对不同入口速度和出口压力条件下三维仿真可以得到，入口速度越大，出口

6、压力越小，负压区域面积越大，流速越大，形成漩涡强度和区域越大，能量损失相对越大。本文进行的研究工作为提高电磁卸荷阀的整体性能提供参考依据，对乳化液泵站卸荷系统可靠地工作具有指导意义。关键词：电磁卸荷阀，动态特性，AMESim仿真，流场数值模拟万方数据太原理_r：大学硕士研究生学位论文SIMULATIONSTUrDY0FELECTROMAGNETICUNLOADINGVALVEFORMINEEMULSl0NPUM【PS1ⅪIONABSTRACTEmulsionpumpispowerresourceofhydraulicsupportsystemincoa

7、lminefully—mechanizedminingequipment．Withtherapiddevelopmentofmodemfully-mechanizedminingtechnology,ThedemandforLiquidsupplyingqualityofemulsionpumpstationputsforwardhigher．Forpumpwithhighpressureandlargeflow,pressurecontrolwithelectromagneticunloadingvalvecanmeetthetimelinessan

8、dstabilityoftheworkingfacepressure．Therefore，st