阀芯微观表面对阀间隙微流动影响的研究.pdf

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1、2011年5月润滑与密封May2011第36卷第5期LUBRICATIONENGINEERINGV01．36No．5DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2011．05．016阀芯微观表面对阀间隙微流动影响的研究蒋国进殷展波贾文华吴冬张大雨(南京工业大学车辆与工程机械研究所江苏南京210009)摘要：运用分形理论，研究阀芯微观表面的分形特征。采用Weierstrass—Mandelbrot函数对阀芯微观表面轮廓进行表征；通过结构函数与尺度符合幂律关系，说明液压阀微观表面具有分形特征。运用分形表征曲线，建立微

2、观阀间隙二维横截面模型，使用FLUENT流体软件对具有粗糙表面阀腔间隙的流场进行数值模拟，并且与理想光滑表面的模拟结果进行对比分析。研究结果表明，粗糙的阀间隙所形成的压力降明显大于理想光滑表面所形成的压力降。对阀芯进行改进，增加环形槽。模拟结果表明，带有环形槽的阀芯既能满足粗糙度要求，又能起到比较好的密封保压作用。关键词：分形；液压阀；微流动；流场分析中图分类号：TH137．1文献标识码：A文章编号：0254—0150(2011)5—068—4StudyontheEfectofSpool’SMicroscopicSurface

3、onMicro—·flowinValve·-gapJiangGuojinYinChenboJiaWenhuaWuDongZhangDayu(VehiclesandConstructionMachineryandEquipmentResearchInstitute，NanjingUniversityofTechnology，NanjingJiangsu210009，China)Abstract：Thefractalcharacteristicsofsurfacespool’Smicroscopicsurfacewerestudi

4、edbyfractaltheory．TheWeier-strass-Mandelbrotfunctionwasintroducedtocharacterizethesurfacespool’Smicroscopicsurface，itsfractalcharacteristicswascertificatedbythestructurefunctionandscaleconsistentwithPower—Law．Thetwo-dimensionalcross-sectionmodelofthevalve—gapwasesta

5、blished，theflowfieldoftheroughvalve—gapwassimulatedbyFLUENTandtheresultwascomparedwiththeidealsmoothvalve—gap．Theresultsshowthatthepressuredropformedbytheroughvalve—gapissignificantlygreaterthanbytheidealsmoothvalve—gap．Thespoolwasimprovedbyaddingtheringgroove．Thesi

6、mulatedresultsshowthatthespoolwiththeringgroovecanmeettherequirementoftheroughness，andalsocanplayagoodroleinsealingandpressure—maintaining．Keywords：fractal；hydraulicvalve；micro—flow；flowfieldanalysis液压阀广泛应用于矿山、冶金、橡塑、筑路、建阀芯和阀腔之间存在间隙，间隙尺寸越小，微观筑、机床等行业中，近年来随着我国工业生产的持续表面

7、的相对粗糙度就会急剧增加。对于小通道增长，作为主要工业基础件之一的液压元件的市场需(200p．m≤dh≤3mm)和微通道(10m≤dh≤200求不断扩大，但是产品质量和技术水平良莠不齐。液Ixm)[23，微观表面粗糙度与水力直径(相对粗糙度)压阀泄漏就是其中一个比较突出的问题，液压阀泄漏远大于常规尺度间隙。在微尺度下，粗糙度表面的形分为内泄漏和外泄漏。内泄漏通俗地说就是阀内各腔状和相对粗糙度大小会对间隙微流动产生重要影响。窜油，一般是由于密封损坏或间隙过大所致，有些间微观表面的凹凸是非线性非稳态的随机过程，所隙密封的阀由于油液

8、不干净经常会研伤，从而造成内用的仪器测量精度的不同、测量尺度不同，得到的粗泄漏。内泄漏会使液压系统工作效率降低，甚至使机糙度也随之不同。本文作者运用分形理论对液压阀间械无法正常使用、工作。外泄漏就是液压油漏到外部隙微流动进行研究。环境当中，对环境造成破坏。因此，液压阀泄漏很大