基于Fluent的起重机液压锥阀流场分析与结构优化设计.pdfVIP

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—04 Abstract：WithFluent—basedflow fieldanalysisofhydraulicconevalueatfixedflow andopeningofcommoncrane， thepaperoptimizesthestructurebycalculating．Theresearchshowsthat，thepressure，velocityandflowfieldofhydraulic conevalueisbeRerdistributedaftersturctural optimization，reducingthecavitation，obstruction，vibrationnoiseandlag- ginginthehydrauliccraneandextendingitsservicelife． Keywords：Fluent；crane；hydraulicconevalue；flowfieldanalysis；sturcturaloptimization 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，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、、 I I 强的过流能力、响应迅速、抗污染性等优点。由 __1 I 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 态影响着整个液压系统和起重机的工作效率。 图1 3种液压锥阀结构形式 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