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螺纹插装电磁换向阀的设计与仿真研究

作　者: 杜金凤
导　师: 彭树生
学　校: 南京理工大学
专　业: 机械工程
关键词: 螺纹插装阀 电磁换向阀 流场仿真 电磁仿真 Fluent Maxwell
分类号: TH134
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


螺纹插装阀结构简单,品种丰富,装拆方便,集成化程度较高,所需要的体积最小,并且零件多采用通用件,互换性好,零件全部数控加工,质量可靠,成本低,适合大批量生产,这些优点特别适合工程机械的要求。目前我国工程机械液压阀主要依赖进口,没有掌握核心技术,成为我国工程机械企业发展中的瓶颈。本文研究的目的是实现工程机械高端液压阀的国产化,替代进口液压件,配套国内知名主机厂家,并掌握国际高端液压阀的研制技术。本文研究的螺纹插装电磁换向阀应用于挖掘机中,通常用于控制先导油路通断及行走回路高、低速切换,是由两个结构相同的二位三通插装阀组成的三位四通电磁阀。介绍了螺纹插装电磁换向阀的详细结构和工作原理,并且介绍了螺纹插装电磁阀电磁铁的结构特点,壳体设计和流道设计需要注意的问题。使用Ansoft Maxwell电磁仿真软件对螺纹插装电磁换向阀的电磁铁进行了静态和动态仿真,模拟了电磁铁磁感应强度的大小及磁场分布情况,对吸力的仿真结果表明设计的电磁铁可以可靠的完成液压阀的开启和关闭。使用Fluent计算流体力学仿真软件对螺纹插装电磁换向阀的流场进行了仿真分析,首先用solidworks三维建模软件建立流道的三维模型,对螺纹插装电磁换向阀在不同的阀芯开口度、不同流道结构条件下的流场进行仿真分析研究,设计了合理的流道。设计了螺纹插装电磁换向阀的试验台,对实际产品进行性能测试,测试结果满足设计要求,且测试的数据与仿真模拟的数据对比,结果基本相同,可以认为仿真模型和数值计算模型是准确可信的。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
1 绪论  10-17
  1.1 背景分析  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-12
  1.3 螺纹插装阀的优点与局限性  12-14
    1.3.1 螺纹插装阀的优点  12-13
    1.3.2 螺纹插装阀的局限性  13-14
  1.4 螺纹插装阀的应用  14-15
  1.5 课题来源和意义  15-16
    1.5.1 课题来源  15
    1.5.2 课题意义  15-16
  1.6 主要研究内容  16-17
2 螺纹插装电磁换向阀的结构  17-25
  2.1 概述  17-18
  2.2 螺纹插装电磁换向阀的结构和工作原理  18-20
    2.2.1 二位三通插装阀  18-19
    2.2.2 螺纹插装电磁换向阀的工作原理  19
    2.2.3 电磁铁的结构  19-20
  2.3 壳体设计  20-24
    2.3.1 壳体设计注意内容  20-21
    2.3.2 壳体最小壁厚  21
    2.3.3 壳体材料的选用  21-22
    2.3.4 工艺孔的加工  22
    2.3.5 插装孔的结构  22-24
  2.4 本章小结  24-25
3 螺纹插装电磁阀换向阀电磁铁数值分析  25-35
  3.1 电磁场的基本定律和基本方程  25-27
  3.2 Maxwell电磁场分析软件简介  27
  3.3 电磁铁的结构  27-28
  3.4 电磁铁数学模型的建立  28-30
    3.4.1 电磁线圈回路方程  29
    3.4.2 电磁铁受力方程  29-30
    3.4.3 电磁铁运动方程  30
  3.5 电磁铁的静磁场分析  30-33
  3.6 电磁铁的动态特性分析  33-34
  3.7 本章小结  34-35
4 电磁阀流场数值仿真分析  35-46
  4.1 计算流体力学应用及Fluent简介  35-37
    4.1.1 计算流体力学(CFD)应用简介  35-36
    4.1.2 Fluent简介  36-37
  4.2 流场有限元仿真数学基础  37-38
  4.3 电磁阀流场分析  38-45
    4.3.1 电磁阀流场模型  38-39
    4.3.2 流道设计  39-43
    4.3.3 流阻分析  43-45
  4.4 本章小结  45-46
5 螺纹插装电磁换向阀的试验  46-53
  5.1 测试系统的构建  46-48
    5.1.1 试验台的设计  46-47
    5.1.2 试验台系统设计中的一些问题  47-48
  5.2 性能测试  48-52
    5.2.1 试验条件  48-49
    5.2.2 试验项目和试验方法  49-52
  5.3 试验结果分析  52
  5.4 本章小结  52-53
6 结论  53-54
致谢  54-55
参考文献  55-57

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中图分类: > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 机械零件及传动装置 > 控制机件
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