小型电磁插装阀设计及流量—压差特性研究

• 作 者: 范亚雄
• 出 处: 湖南科技大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 电磁插装阀 结构设计 强度分析 Fluent 流量—压差特性

本文研制的小型电磁插装阀是驱动液控换向阀的先导阀,在原有结构尺寸的限制下,减小该阀的流道压力损失,可以提高其工作效率。本文完成了电磁插装阀的结构设计,研究了电磁插装阀的零件加工工艺及电磁插装阀的装配工艺。对电磁铁线圈骨架进行了强度分析。采用经验公式对电磁插装阀流道的压力损失进行理论计算,采用计算流体力学(CFD)仿真软件Fluent对流道的流量—压差特性进行了仿真分析,对流道结构进行了改进,通过试验验证了理论计算和仿真分析结果的适用条件。本文主要完成了以下研究工作:(1)完成了电磁插装阀的结构设计,阐述了电磁插装阀零件的加工工艺,确定了电磁插装阀的装配工艺,进行了电磁插装阀尺寸精度选择与公差计算。(2)用ANSYS软件对线圈骨架在承受线圈绕紧力下的强度进行了仿真分析;对线圈骨架在加工时承受切削力下的强度进行了仿真分析。仿真结果表明,线圈骨架结构满足强度要求,满足电磁插装阀的装配精度要求。(3)根据流体力学压力损失经验公式,对电磁插装阀的P-A口和A-T口流道的压力损失进行了计算。根据电磁插装阀流道的结构尺寸,采用Solid Works软件建立了电磁插装阀P-A、A-T口流道的三维模型,采用ICEM CFD软件对其内部流道的三维模型进行了网格划分,分析了网格数量对仿真结果的影响,采用计算流体力学(CFD)仿真软件Fluent对其流量—压差特性进行数值计算,研究了阀口开口量、渐缩圆孔形状、流道形状、流道直径等对流量—压差特性的影响,对流道结构进行了改进。(4)搭建了小型电磁插装阀流量—压差特性试验台,完成了小型电磁插装阀的流量—压差特性试验,得到了相应的性能曲线,与计算和仿真结果进行对比分析,验证了计算和仿真结果的准确性,同时得出了理论计算和仿真分析的适用条件。搭建了电磁插装阀压力瞬态响应特性试验台,完成了电磁插装阀的压力瞬态响应特性试验,得到了相应的性能曲线,得到了电磁插装阀开启和关闭的响应时间。该阀已在专业检测机构完成了高低温、耐久性、冲击、振动及用户实际使用等试验,各项技术指标达到了设计要求,具有良好的性能。