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  • 海珠吊车租赁, 海珠吊车出租, 吊车出租    吊车动臂的液压伺服阀阀口冲蚀的研究现状?
    新闻分类:公司新闻   作者:admin    发布于:2023-05-214    文字:【】【】【

         海珠吊车租赁, 海珠吊车出租, 吊车出租    吊车动臂的液压伺服阀阀口冲蚀的研究现状?   冲蚀是指流体携带固体颗粒以一定的速度和角度冲击材料表面导致材料损耗的现象,易造成材料损伤及设备失效。液压系统工作介质一般为液压油,油液在生产、运输和使用过程中不可避免地会混入各种污染物,比如固体颗粒物、水和空气等。固体颗粒物是液压系统中危害最大的常见污染物,颗粒数量及粒径是评估液压油清洁度的重要参数, 本研究重点关注油液中携带的固体颗粒对液压伺服滑阀阀口的冲蚀作用。 液压伺服系统对油液清洁度要求最高,其核心元件液压伺服阀是一种高精密液压动力元件,其内部存在多处狭小流道,比如阀口、喷嘴-挡板结构、射流管-尖劈结构、射流偏转板和阻尼孔等,以上部位极易受到油液中固体颗粒的破坏作用。本文主要对液压伺服阀阀口冲蚀的研究现状进行了概述。 

     

     

     

      (2)液压系统油液中固体颗粒特征的研究    油液在液压系统中具有传递能量、润滑、散热和防锈等重要作用。在一定程度上,油液品质决定了元件和系统的性能。据统计,液压系统70%左右的故障均与油液污染有关,固体颗粒是油液中最具破坏性的污染物。有关污染敏感性实验研究发现,当100ml的油液中粒径1~5μm的颗粒超过25~500万个时,伺服阀将完全失效。在液压伺服系统中清洁的油液等同于可靠性。因此,开展液压伺服系统油液中固体颗粒特征的研究对于伺服阀中功率级滑阀口冲蚀机理的探索十分必要。  绘出油液中污染颗粒轮廓边缘二值图发现可以用椭球形来描述所研究的液压系统中的大多数污染颗粒,颗粒粒径主要集中在4~6μm,利用 JSM-6490LV 扫描电镜获得了污染颗粒三维微观形貌。 提出了一种基于旋转体视的润滑油固体颗粒污染物三维外型实验方法,利用计算出的三维坐标点来恢复固体颗粒几何形态。 计算表明寿命的指数增长模式与由不同污染水平定义的粒子浓度一致。一般来说,NAS 5的污染水平应得到保证,以获得大约20000小时的寿命。通过检测过滤器截留的不同区域的固体污染物和磨损颗粒的形态,为磨损程度和系统状态监测提供重要信息。的研究结果表明固相颗粒含量与液压系统的磨损量、酸浓度及粘度之间存在显著的相关性。 全面深入掌握液压伺服系统油液中固体颗粒特征如粒径分布及数量、颗粒形态等对于揭示颗粒运动规律、颗粒-材料表面的作用机制将提供重要支撑,而这方面有待于进一步研究。

      

     

      (3)油液流动中固体颗粒运动规律的研究   液压元件内部流动有流道流动、淹没射流、缝隙流动、旋涡流动等典型流动,而固体颗粒就是在油液的携带作用下在液压元件内部运动,关于典型流动中固体颗粒的运动规律将为探索阀口固体颗粒的冲蚀行为提供研究基础。对管道系统冲蚀磨损进行了数值计算,结果表明在90°弯管流域颗粒并没有跟随主流而是撞击到了弯管外侧壁面;由于盲三通管闭死腔缓冲涡的作用,颗粒被主流导向到出口管道外侧;颗粒在合流效应作用下在合流点下游与T形合流管出流管壁面发生碰撞。提出一种90°弯管冲蚀的动态网格计算方法,研究发现壁面粗糙度和颗粒旋转对壁面变形的形状和大小有重要影响。提出两种弯管沿程冲蚀测量方法,可精确获得局部冲蚀轮廓和冲蚀量。  剪切旋涡对于颗粒动力学特性以及弥散过程具有显著的影响。滑阀间隙入口处的旋涡为固体颗粒侵入配合间隙提供了驱动力,且固体颗粒在旋涡中心区域分布较少,而在旋涡边缘区较高。 磨粒射流加工[65,66]利用射流中高速运动的磨粒对工件表面碰撞产生冲蚀磨损进而去除材料。发现油箱中的5~25μm颗粒因粘性曳力远大于重力而很难在流动过程中沉降。研究了化学机械抛光加工中微米级间隙内磨粒的运动规律,结果表明微观峰谷形貌对磨粒运动具有直接影响。指出由于水流动能的损失,携带磨料去除材料的能力逐步减弱。研制了一种用于实时捕捉射流管伺服阀前置级射流形态的观测系统,为精确评价伺服阀的性能提供了实验参考。 

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       (4)液压伺服阀冲蚀磨损的研究   等在全球精密运动控制系统的领军者MOOG公司支持下设计了如图1.7所示的阀芯和阀套组件冲蚀实验模型,该方案采用千分尺驱动阀芯和LVDT传感器测量联合控制阀口开度,系统地探索了颗粒粒径、阀口压差和开度、流体属性等因素对冲蚀磨损的影响,研究认为零位泄漏量是阀口冲蚀的主要表征参量,发现冲蚀磨损率正比于颗粒浓度和压差,对于阀口开度100μm以内的微小开度情况未做相关研究。 发现射流管伺服阀前置级冲蚀磨损最严重的部位是劈尖,固体颗粒对接收孔壁面的冲击角度为22.5°左右,以切削磨损为主。计算结果显示射流管式伺服阀前置级最大冲蚀率的极大值出现在零位,且随喷嘴移动而对称分布。  研究了射流偏转板伺服阀前置级油液的流动及固体颗粒的运动轨迹,分析不同直径颗粒的最大运动速度及对前置级冲蚀磨损率的影响,结果表明射流偏转板伺服阀前置级的冲蚀磨损主要发生在劈尖,颗粒粒径越大其运动速度越小,较大粒径颗粒对劈尖的冲蚀较为严重,偏转板位移和厚度、V形导流窗口夹角增大时,劈尖的冲蚀率减小。  

        分析认为伺服滑阀阀口流域变窄、流速高,与壁面碰撞的颗粒数增多易造成阀口节流边冲蚀,受射流角影响,阀套节流边的冲蚀速率明显大于阀芯节流边。 传统塑性材料冲蚀理论模型本质是颗粒-靶材模型,基本都是基于宏观物理运动规律的类比,把冲蚀过程看作颗粒与靶材的物理作用过程,如切削、变形、锻压和挤压,虽然都是目前冲蚀问题研究的主要理论依据,但仍未完全揭示材料冲蚀内在机理。其局限性主要有:1)现有理论模型研究大多关注颗粒运动与靶材碰撞的作用过程即颗粒-壁面模型,而对于碰撞过程中流体的作用即颗粒-流体-壁面之间的耦合作用研究不深入,尤其是在高粘度介质中颗粒冲击碰撞材料过程作用机制有待进一步研究。2)冲击作用力是造成材料逸出的直接因素,对于冲蚀过程的零部件的动力学响应,特别是边缘类结构的应力应变鲜有研究。液压伺服阀冲蚀问题的根本在于油液中固体颗粒与其内部部件壁面之间的作用过程。因此,需要深入微观层面研究固体颗粒冲蚀阀口工作边的机理。

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    点击次数:181  更新时间:2023-05-21  【打印此页】  【关闭
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