亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        防水錘用緩沖油缸的理論分析與仿真

        2014-06-04 11:16:06楊國(guó)來(lái)徐美林蘇華山劉毅
        機(jī)床與液壓 2014年13期
        關(guān)鍵詞:閥瓣水錘曲線圖

        楊國(guó)來(lái),徐美林,蘇華山,劉毅

        (1.蘭州理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院,甘肅蘭州 730050;2.蘭州理工大學(xué)溫州泵閥工程研究院,浙江溫州 325105)

        止回閥主要用于管道系統(tǒng)防止介質(zhì)的倒流,保護(hù)管道和機(jī)械設(shè)備不受水錘破壞。工作過(guò)程中水錘瞬時(shí)沖擊壓力ΔH可能高于正常工作壓力的數(shù)倍[1],對(duì)系統(tǒng)的性能穩(wěn)定性和工作可靠性產(chǎn)生較大影響[2-3],現(xiàn)采用阻尼緩沖油缸裝置使閥門(mén)快關(guān)緩閉[4-6],減弱水錘沖擊。

        1 止回閥工作原理

        止回閥在介質(zhì)靜壓力和沖量作用下開(kāi)啟,閥門(mén)全開(kāi)時(shí)閥瓣處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài),閥瓣不隨介質(zhì)速度變化而運(yùn)動(dòng),流阻系數(shù)最小并恒定。意外停泵時(shí),液體逆向加速運(yùn)動(dòng),止回閥加速關(guān)閉,關(guān)閉瞬間產(chǎn)生嚴(yán)重水錘壓力,影響管道設(shè)備的使用壽命。

        2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究

        2.1 油缸阻尼緩沖原理

        油缸緩沖裝置是對(duì)運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)能進(jìn)行緩沖吸收,工作原理是緩沖活塞進(jìn)入緩沖腔,封住活塞和端蓋之間的部分油液,強(qiáng)迫它從小孔或細(xì)縫中擠出,以產(chǎn)生很大的阻力,使工作部件受到制動(dòng)逐漸減慢運(yùn)動(dòng)速度,達(dá)到減速緩沖的效果[7-8]。

        2.2 油缸阻尼緩沖過(guò)程

        止回閥在介質(zhì)作用下開(kāi)啟時(shí)油缸活塞受到推力,油液經(jīng)單向閥流入右腔,閥瓣慢速度開(kāi)啟,避免開(kāi)啟水錘沖擊。隨止回閥開(kāi)度增大,油缸活塞運(yùn)動(dòng)至J口打開(kāi),油液快速進(jìn)入右腔,止回閥開(kāi)啟速度加快,減小介質(zhì)流阻系數(shù)及壓力損失。閥瓣全開(kāi)時(shí)活塞已堵住N口,油缸底部分油液被封住吸收活塞動(dòng)能防發(fā)生碰撞;防閥瓣開(kāi)啟角度過(guò)大,不能立即響應(yīng)關(guān)閉;使閥瓣在最大位置處保持平衡狀態(tài),減小對(duì)流態(tài)的干擾,降低轉(zhuǎn)軸處摩擦損失及疲勞破壞[9]。

        停泵介質(zhì)流速降低,閥瓣趨于關(guān)閉,活塞受到拉力及左腔油液壓力開(kāi)始運(yùn)動(dòng),右腔油液通過(guò)J口快速流向左腔,止回閥迅速關(guān)閉大部分行程,造成很大局部阻力,部分水倒流,使升壓減小;介質(zhì)在重力作用下開(kāi)始倒流時(shí),活塞已堵住J口,油液只能從節(jié)流口流出,腔內(nèi)油液壓力升高對(duì)活塞產(chǎn)生阻力,活塞速度逐漸降為0,止回閥也緩慢關(guān)閉剩余行程。壓力的升高與流速的變化成正比,慢關(guān)過(guò)程導(dǎo)致流速變化的增量減小,把管道的壓力升高限制在允許的范圍之內(nèi),有效減弱停泵水錘。

        2.3 理論分析與計(jì)算

        緩沖油缸結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。這是一種靠活塞位置的自動(dòng)反饋來(lái)實(shí)現(xiàn)緩沖作用的緩沖油缸。當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到J口時(shí),節(jié)流口開(kāi)始起緩沖作用;當(dāng)活塞脫離J口時(shí),油缸快速動(dòng)作。

        圖1 緩沖油缸結(jié)構(gòu)示意圖

        活塞向右運(yùn)動(dòng)到J口時(shí)的速度

        式中:QJ為油缸運(yùn)動(dòng)過(guò)程從J口流出的流量;

        A0為緩沖活塞有效作用面積。

        油缸活塞快速運(yùn)動(dòng)階段時(shí)間即止回閥快關(guān)所用時(shí)間t1

        式中:L為活塞快速運(yùn)動(dòng)階段的長(zhǎng)度。

        活塞到達(dá)J口開(kāi)始緩沖,設(shè)活塞和負(fù)載的總質(zhì)量為m,緩沖缸受到的外力F,則有

        式中:F為作用于活塞上的外力;

        Δp為緩沖活塞兩端壓力,

        Δp=pi-p;

        Ff為密封阻力,它與活塞速度、密封條件等有關(guān),設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)常忽略;

        m為活塞及運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量;

        a為活塞的加速度。

        式 (1)簡(jiǎn)化為:

        根據(jù)連續(xù)性方程:

        式中:v為活塞運(yùn)動(dòng)速度;

        Q為緩沖過(guò)程從節(jié)流閥流出量。

        通過(guò)節(jié)流口流量為:

        式中:Cq為小孔流量系數(shù);

        ρ為油液密度。

        由式 (4)— (6)得

        式中:x為緩沖活塞位移。

        積分得活塞位移:

        邊界條件x=0,v=v0節(jié)流口開(kāi)始起緩沖。

        為簡(jiǎn)化,令

        將邊界條件及式 (9),(10)代入式 (7)

        當(dāng)x=0時(shí),減速度為a=amax。

        減速度通用表達(dá)式

        將式 (10)代入式 (8)得:

        當(dāng)x=0時(shí)緩沖腔的緩沖壓力最大。

        當(dāng)減速度a=(1~5)%amax時(shí)緩沖過(guò)程結(jié)束[8]。

        由式 (7)、(8)可得:

        式中:t0為油缸緩沖作用時(shí)間,即止回閥緩閉過(guò)程所用時(shí)間。

        式中:kl為長(zhǎng)度系數(shù),取kl=1.5 ~2.3[8]。

        不同類型、尺寸止回閥發(fā)生水錘時(shí)的水錘壓力增值不同[10],利用上述的理論分析公式,計(jì)算可得阻尼孔大小、緩沖速度及兩階段關(guān)閥的時(shí)間,使止回閥關(guān)閉過(guò)程與水流的過(guò)渡狀態(tài)協(xié)調(diào)配合,達(dá)到有效控制水錘壓力的目的。

        3 AMESim仿真

        利用AMESim的仿真環(huán)境建立液壓緩沖缸的仿真模型[11-12],進(jìn)行仿真驗(yàn)證。AMESim(Advanced Modeling Environment for Simulation)是法國(guó)IMAGINE公司開(kāi)發(fā)的一套高級(jí)仿真軟件,是一個(gè)圖形化的開(kāi)發(fā)環(huán)境,用于工程系統(tǒng)的建模、仿真和動(dòng)態(tài)性能的分析。AMESim特點(diǎn)是面向工程應(yīng)用并成為汽車、液壓和航天航空等工業(yè)研發(fā)部門(mén)的理想仿真工具。用AMESim的各種模型庫(kù)來(lái)設(shè)計(jì)系統(tǒng),可快速達(dá)到建模與仿真以及優(yōu)化目標(biāo),同時(shí)還提供了與Matlab、ADAMS等軟件的接口,可方便地與這些軟件進(jìn)行聯(lián)合仿真。

        緩沖油缸的第一階段是普通油缸的快速運(yùn)動(dòng),故只考慮緩沖過(guò)程的仿真,即從活塞將J口堵上以后的緩沖過(guò)程的仿真。

        圖2為緩沖腔的壓力曲線圖。由圖可知最大逆流介質(zhì)到達(dá)止回閥處,油缸封閉容腔內(nèi)油液壓力逐漸升高,對(duì)運(yùn)動(dòng)活塞產(chǎn)生阻力,活塞速度逐漸減小至0,緩沖使止回閥關(guān)閥時(shí)間增長(zhǎng)。

        圖3為節(jié)流閥流量曲線圖,可知活塞將J口堵上的時(shí)油液從節(jié)流閥緩沖流出,當(dāng)流量減小為0時(shí)緩沖階段結(jié)束。

        圖2 緩沖腔壓力曲線圖

        圖3 節(jié)流閥流量曲線圖

        圖4為運(yùn)動(dòng)活塞速度曲線圖,由圖可知,阻尼緩沖油缸使活塞運(yùn)動(dòng)速度緩慢降低至0,延長(zhǎng)了止回閥緩閉過(guò)程時(shí)間,從而把管道水錘壓力增值限制在允許范圍內(nèi)。

        圖4 運(yùn)動(dòng)活塞速度曲線圖

        止回閥的關(guān)閥壓力取決于其動(dòng)態(tài)關(guān)閉特性[13-14],改進(jìn)結(jié)構(gòu)可降低水擊強(qiáng)度。防水錘緩沖油缸的理論分析與仿真,驗(yàn)證了緩沖油缸有效防止水錘性能。

        4 結(jié)論

        (1)緩沖油缸克服了普通止回閥的缺點(diǎn),使止回閥實(shí)現(xiàn)快關(guān)緩閉,并與水流的過(guò)渡狀態(tài)協(xié)調(diào)配合,有效地防止了停泵水錘。

        (2)理論分析可選擇與一定范圍水錘壓力增值對(duì)應(yīng)的緩沖缸阻尼孔尺寸。

        (3)通過(guò)為科信閥門(mén)設(shè)計(jì)的緩沖油缸的理論分析與仿真,驗(yàn)證了緩沖油缸的可行性。

        (4)止回閥緩沖油缸的緩沖作用有效防止止回閥水錘壓力增值,保護(hù)泵及管路系統(tǒng),及影響介質(zhì)在止回閥內(nèi)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,為工程設(shè)計(jì)和優(yōu)化管道系統(tǒng)提供參考。

        [1]陸望龍.液壓系統(tǒng)使用與維修手冊(cè)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2008.

        [2]WILKINSON D H,DARTNELL L M.Water Hammer Phenomena in Thermal Power Station Feed Water System[C].Proc.Inst.of Mech.Eng,1980,194.

        [3]劉斌.淺談停泵水錘的危害及防護(hù)[J].山西建筑,2009,35(24):182.

        [4]姚青云.泵站水錘兩階段關(guān)閥調(diào)節(jié)防護(hù)[J].寧夏農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào),1997,18(1):36 -37.

        [5]楊麗明,吳秀云,王念慎.緩閉止回閥防護(hù)水錘的研究[J].中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào),2004,14(11):84 -86.

        [6]陳穎鋒.旋啟緩沖式止回閥的研制[J].石油化工設(shè)備技術(shù),1998,19(1):39.

        [7]劉波.液壓缸緩沖結(jié)構(gòu)和緩沖過(guò)程的研究[D].杭州:浙江大學(xué),2004.

        [8]何存興,林建亞.液壓元件[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1988:380-385.

        [9]岳彭,王硯軍,劉金梁,等.核級(jí)閥門(mén)抗疲勞性能的分析[J].閥門(mén),2009(1):30.

        [10]PROVOOST G A.A Critical Analysis to Determine Dynamic Characteristic of Non-return Valves[C].4th Int.Conf.on Pressure surges.Crybiology61,1983:27 -32.

        [11]羅治軍,謝建,田桂,等.多級(jí)液壓缸變負(fù)載同步控制研究[J].流體傳動(dòng)與控制,2009,35(4):16-18.

        [12]常秋紅,楊士敏,李旋.礦用立爪式裝載機(jī)小臂油缸性能優(yōu)化方法[J].應(yīng)用科技,2011,38(8):69 -71.

        [13]李永德.止回閥動(dòng)態(tài)特性研究[J].流體機(jī)械,1994,22(8):7.

        [14]WANG H,F(xiàn) M,AD H.Dynamic Characterization of a New Accelerated Heart Valve Tester[J].ASAIO Journal,1997,43(5):M372 - M37.

        猜你喜歡
        閥瓣水錘曲線圖
        鈦合金止回閥半圓形閥瓣強(qiáng)度計(jì)算及模擬研究
        高水頭短距離泵站水錘計(jì)算分析
        秦皇島煤價(jià)周曲線圖
        秦皇島煤價(jià)周曲線圖
        對(duì)夾式止回閥閥瓣工藝優(yōu)化
        秦皇島煤價(jià)周曲線圖
        秦皇島煤價(jià)周曲線圖
        新型截止閥閥瓣導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
        水錘防護(hù)措施在某長(zhǎng)距離供水系統(tǒng)中的應(yīng)用
        輸水管道水錘防護(hù)方案對(duì)比分析
        亚洲女同性恋第二区av| 日韩无码无播放器视频| 国产精品综合久久久久久久免费| av一区二区三区高清在线看| 久久中文字幕人妻淑女| 少妇高潮喷水久久久影院| 国产乱人视频在线看| 国产福利一区二区三区视频在线看| 加勒比婷婷色综合久久| 东京热无码av一区二区| 日韩欧美亚洲综合久久影院d3| 国产自产拍精品视频免费看| 美腿丝袜在线观看视频| 国产三级av在线播放| 亚洲欧美国产日韩天堂在线视| 久久成人黄色免费网站| 丰满少妇被猛进去高潮| 国产精品无码久久久久久| 在线欧美精品二区三区| 亚洲国产精品成人一区| 中文字日产幕码三区的做法大全| 久久精品免视看国产成人| 国产日韩欧美911在线观看| 美女一区二区三区在线视频| 国产成人a∨激情视频厨房| 一本一本久久a久久精品综合| 日本激情视频一区在线观看| av日韩高清一区二区| 少妇久久久久久被弄到高潮| 午夜精品一区二区三区无码不卡| 午夜视频在线观看日本| 热re99久久精品国99热| 狠狠人妻久久久久久综合| 二区三区亚洲精品国产| 精品人妻一区二区三区浪人在线| 福利体验试看120秒| 久久久久久久尹人综合网亚洲 | 亚洲精品1区2区在线观看| 青青草视频免费观看| 高清高速无码一区二区| 一区二区三区中文字幕在线播放|