插装阀阀芯优化与仿真分析

简介

插装阀在静止状态下,由于静摩擦的原因,导致阀芯与阀套出现卡滞现象;在运动状态下,由于压差和阀芯微偏移的原因造成阀芯与阀套发生磨损;为此提出一种新型的带有导流槽的插装阀阀芯。基于缝隙流动和液压卡紧分析,建立插装阀阀芯与阀套间隙的CFD优化仿真模型,通过N-S方程、伯努利方程和卡紧力方程联立得到阀芯与阀套间卡紧力的推导公式。基于CFD仿真模拟分析,比较新型阀芯与原阀芯不同模型间隙的切线应力、压力分布规律,结果表明:在入口压力为12 MPa时,原阀芯的切线应力在12000 Pa上下波动,大于新型阀芯切线应力4200 Pa;在入口压力为8 MPa时,原阀芯的切线应力在7200 Pa上下波动,大于新型阀芯切线应力3000 Pa;且原阀芯切线应力的波动范围远大于新型阀芯。新型阀芯在阀套间的受力更加平稳,磨损更小。研究结果为插装阀优化以及减少能量损失和改善润滑条件提供理论指导和依据。