插装阀阀芯优化与仿真分析

来源：中国农机化学报杂志2021年第12期北京时间：

作者：王欲进, 潘思意

单位：1. 太原学院，太原市，030032； 2. 太原科技大学机械工程学院，太原市，030024

摘要：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12 000 Pa上下波动，大于新型阀芯切线应力4 200 Pa；在入口压力为8 MPa时，原阀芯的切线应力在7 200 Pa上下波动，大于新型阀芯切线应力3 000 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。

关键词：插装阀,卡紧力,切线应力,间隙压力,CFD

基金资助：山西省重点研发计划(201903D121041)；山西省高等学校优秀成果培育项目(2020KJ019)；山西省高等学校优秀青年学术带头人支持计划(20191044)；山西省“1331”项目(2020—44)