大流量電液換向閥動態(tài)特性仿真及流場分析.pdf

1、隨著采煤技術向高產(chǎn)高效方向發(fā)展，液壓支架的“速度”性能對綜采工作面效率的影響越來越顯著。目前常用的性能良好的大流量電液換向閥的額定流量為400L/min，不能滿足支架進一步提升承受阻力，增大移動速度的要求。因此，需要增大電液換向閥的額定流量，對電液換向閥進行大流量的研發(fā)愈發(fā)重要。
　　本文對某常用的進口電液換向閥結構特點和工作原理進行分析，對其關鍵零部件受力分析，進而推導出電液換向閥的數(shù)學模型，在此基礎上對主閥進行設計計算，設計了

2、一款大流量電液換向閥。首先運用Matlab軟件對新設計的大流量電液換向閥模型進行仿真，得到其初始參數(shù)下的動態(tài)特性，然后利用系統(tǒng)建模動態(tài)仿真軟件AMESim對電液換向閥系統(tǒng)進行動態(tài)特性分析，最后運用流體動力學分析軟件Fluent對電液換向閥進行流場仿真。
　　在AMESim平臺上，建立了換向閥電液控制系統(tǒng)，分析閥芯位移、閥芯速度、出口壓力與出口流量等特性。研究結果表明:主閥芯在0.14s開始運動，0.23s可實現(xiàn)閥口穩(wěn)定開啟，閥芯運

3、動平穩(wěn)，閥芯出口流量達到穩(wěn)定值時為1013L/min。另外，研究了閥芯行程、閥芯錐角角度、主閥節(jié)流孔直徑和彈簧力等關鍵參數(shù)對換向閥閥芯位移、閥芯速度、出口流量與壓力的影響，選取了合理的參數(shù)值。
　　利用CFD計算流體力學軟件Fluent對大流量電液換向閥內部流場進行仿真分析，得到了流場的靜壓力分布云圖、速度分布云圖、速度矢量圖和湍動能分布云圖等特性曲線。通過對進油工況P-A及回油工況A-T兩種情況的仿真結果的分析得到，大流量電液換

4、向閥內部壓降分布均勻，沒有明顯的漩渦區(qū)。在此基礎上，本文進一步討論了在不同開口度、不同進液閥套孔錐角和不同環(huán)形腔直徑的情況下，主閥內部流場的特性，結果表明:隨著開口度的增大，最大速度區(qū)域面積增大，漩渦區(qū)面積和強度減小，這樣加快了主閥的開啟時間，有利于提高液壓支架的工作速度，也有利于減輕閥芯的磨損和沖擊。通過對大流量電液換向閥不同進液閥套孔錐角進行仿真分析，驗證了斜孔出流有利于減小漩渦強度，對錐角角度的選取提供了理論依據(jù)。此外，當環(huán)形腔外