張銳

摘 要：低壓安全閥能夠有效防止伺服系統(tǒng)在低壓油路壓力升高的情況下對液壓系統(tǒng)造成破壞，應(yīng)對體積膨脹以及液壓的油溫升高等情況。對于某些型號的低壓安全閥產(chǎn)品，在流量與相關(guān)指標(biāo)相差較大的情況下，能夠進(jìn)行相關(guān)的理論分析與仿真計算。可以由CFD仿真，來得到流量壓力云圖，進(jìn)而推斷出全開狀態(tài)下流量偏低的原因，推出增加閥芯爪部分倒角能夠推動流量的提升，進(jìn)而實現(xiàn)改良方案的合理化。

關(guān)鍵詞：低壓安全閥;流量;方案改良

引言

在對閉式液伺服系統(tǒng)能夠?qū)崮苓M(jìn)行有效的調(diào)節(jié)，且能夠引起油液的膨脹，從而導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)低腔最低容積的膨脹，使得系統(tǒng)內(nèi)油液升高。因此，設(shè)置相關(guān)閾值來防止低壓升得過高而導(dǎo)致的系統(tǒng)受損等情況發(fā)生。在伺服系統(tǒng)的處于最低流量的時候，需要關(guān)掉調(diào)節(jié)安全閥門，讓其他部分的流量通過安全閥門。在出現(xiàn)部分油量較低情況的時候，達(dá)到保護(hù)系統(tǒng)的作用，有利于提升整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性。

低壓安全閥門伺服系統(tǒng)的重要元件是啟動和閉合元件，這個關(guān)鍵元部件能夠很大程度的影響到系統(tǒng)的整體性能，甚至?xí)︼w行任務(wù)產(chǎn)生較大的干擾，這也是影響飛行任務(wù)完成質(zhì)量最為重要的因素之一。因此，為了進(jìn)一步提升安全閥門在排油方面的性能及其功效，伺服系統(tǒng)單元還需要對低壓安全閥門進(jìn)行進(jìn)一步的檢查，使之確保安全閥門控制的有效性和可行性。

在低壓安全閥門全開的情況下，安全閥門的啟動和閉合的特性中極為重要的一部分，且一定程度的上的會導(dǎo)致卸荷系統(tǒng)未能夠正常運轉(zhuǎn)，這就容易導(dǎo)致系統(tǒng)存在油液緩慢降低的風(fēng)險，進(jìn)而影響到整體系統(tǒng)的可靠性，導(dǎo)致系統(tǒng)運行的風(fēng)險提升，產(chǎn)生一定的危害，在情況較為嚴(yán)重的情況下，還可能導(dǎo)致任務(wù)進(jìn)程的失敗。例如某個型號較低的安全閥產(chǎn)品沒有經(jīng)過閥門開啟及關(guān)閉特性的檢查，就很有可能會導(dǎo)致其均值低于相關(guān)指標(biāo)的要求。所以，對于某些參數(shù)，必須要注意某個指數(shù)偏低，就需要進(jìn)行相關(guān)檢查，找出此項指數(shù)偏低的原因，并進(jìn)行細(xì)致而準(zhǔn)確的分析，并優(yōu)化閾值的設(shè)計，最終達(dá)到一個較好的效果。在通過試驗后，下一步則需要強化對方案的優(yōu)化分析，并得出一定的驗證結(jié)論。

1 低壓安全閥工作原理

這種低壓安全閥由密封墊、閥芯、彈簧、閥體以及彈簧墊組成。采用的是單級的加載式彈簧動力型結(jié)構(gòu)，伺服系統(tǒng)能夠?qū)τ鸵骸㈤y芯以及密封墊進(jìn)行設(shè)計，若油液的液力小于彈簧所設(shè)定的值的時候，閥芯以及相關(guān)的密封墊則會出處于關(guān)閉狀態(tài)。彈簧的力量以及密封墊則會產(chǎn)生相應(yīng)的變形，從而隔斷油液的出液口。如果液力與設(shè)定的彈簧的力量相等的時候，就需要調(diào)節(jié)開啟閥芯，來對膨脹起來的油液進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其穩(wěn)定在一個區(qū)間。如果油液的液力處于較低的位置，還需要對油箱進(jìn)行保護(hù)，來更好的適應(yīng)新出現(xiàn)的變化，有效的將將油液的液力調(diào)低到彈簧力量的可控制范圍之內(nèi)，如果閥芯或密封墊的彈簧力量與其他力量相適應(yīng)的時候，就需要調(diào)節(jié)閥芯和密封墊的彈簧力，來收緊閥體，達(dá)到阻斷油液降低的作用。

2 全開流量偏低的原因分析

2.1 理論計算與分析

在低壓安全閥開啟的時候，油液則會通過閥芯，經(jīng)過密封墊，再通過閥體進(jìn)行一定的變換。在低壓安全閥門開啟的時候注意要調(diào)節(jié)彈簧的剛度，注意調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)縮性，注意調(diào)節(jié)進(jìn)油口的面積，還應(yīng)該注意調(diào)節(jié)彈簧的開啟力度，來達(dá)到較好的效果。

注意系統(tǒng)的整體性，在閥芯打開的時候，能夠有效的對閥芯的端面進(jìn)行調(diào)節(jié)，來控制進(jìn)油口。與此同時，投影內(nèi)的閥芯端面也有有一定的變化。此時在閥出口的氣近似于零。當(dāng)然了，這個數(shù)值一定程度上忽略了摩擦力以及液動力，屬于在沒有考慮油液的情況。在收縮的時候，注意閥芯的穩(wěn)定狀態(tài)，此時的閥芯的穩(wěn)定狀態(tài)也會滿足一定的公式，只要平衡關(guān)系式成立，則此時的閥芯就會處于一個穩(wěn)定的狀態(tài)。

2.2 仿真計算與分析

仿真計算也是低壓安全閥門全開流量的一個重要方面，這關(guān)系到安全閥內(nèi)部流道的網(wǎng)格劃分以及模型的設(shè)計。

2.3? CFD 網(wǎng)格劃分

CFD網(wǎng)格的劃分，這是安全閥內(nèi)部流道變化情況分析有著重要的作用。首先將安全閥的三維模型通過CFD的軟件進(jìn)行模型的導(dǎo)入，來初步對網(wǎng)格進(jìn)行劃分，而后再根據(jù)閥體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，來對閥道進(jìn)行精細(xì)化處理，例如閥口的設(shè)計，流道拐彎處的設(shè)計和場處的相關(guān)設(shè)計等，再對網(wǎng)格進(jìn)行細(xì)化，快速求解出網(wǎng)格劃分的狀態(tài)?？梢赃M(jìn)行邊界調(diào)節(jié)的相關(guān)計算，邊界的條件也有著較為繁雜的差異，對閥內(nèi)的油液的設(shè)定，都需要根據(jù)其他條件的變化而做出相應(yīng)的變化。

3 試驗驗證

為了進(jìn)一步驗證閥芯內(nèi)部爪部倒角的相關(guān)情況，需要對其內(nèi)部進(jìn)行相關(guān)驗證，來進(jìn)一步優(yōu)化方案的合理性。如果將爪部倒角的以及兩種的閥芯的情況進(jìn)行檢查，則需要進(jìn)一步調(diào)節(jié)壓力表力量的開啟情況，進(jìn)行彈簧位置的固定。如果此時經(jīng)過安全閥門的油液呈現(xiàn)出細(xì)線形狀的時候，則需要在低壓安全的情況下來開啟油液閥門。

4 總結(jié)

總而言之，低壓安全閥流量偏低的情況多種多樣，需要根據(jù)現(xiàn)實的情況來進(jìn)行確定。注重對閉式液伺服系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，使其更好的適應(yīng)油液的變化，從而進(jìn)一步協(xié)調(diào)閥芯、芯體以及閥體的相關(guān)作用。在油液提及膨脹的時候，能夠更好的利用容積的變化來繼續(xù)對系統(tǒng)的情況進(jìn)行深入的調(diào)節(jié)。在低壓安全閥油液伺服系統(tǒng)中，其中最為關(guān)鍵的一個元件為安全閥，安全閥能夠?qū)ε庞偷那闆r進(jìn)行設(shè)定，來有效降低排油的風(fēng)險，提升系統(tǒng)排油的安全性。另外，強化對低壓安全閥結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，也能夠更好的完成對彈簧力量的調(diào)節(jié)，有效對出油口以及彈簧力密封墊進(jìn)行調(diào)節(jié)，實現(xiàn)對油液膨脹的保護(hù)，起到穩(wěn)定低壓油路，實現(xiàn)對油箱的更好的保護(hù)作用。全開流量偏低的原因往往具有一定的綜合特性，并非是由于單一的原因所導(dǎo)致，因此這離不開對安全閥內(nèi)部流道情況的理論計算，結(jié)合低壓安全閥內(nèi)部流道的三維剖視圖，來更好的完成對內(nèi)部油液情況的計算，進(jìn)一步分析閥芯局部流道情況。加強對低壓安全閥流量網(wǎng)格情況的仿真計算與分析也有著重要的意義，能夠有效的探究邊界的條件。

參考文獻(xiàn)

[1]雷天覺.新編液壓工程手冊[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，1998.

[2]李壯云.液壓元件與系統(tǒng)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2014.

[3]曹飛梅，姚平喜.不同結(jié)構(gòu)閥芯的滑閥流場 CFD 分析[J].液壓與氣動，2017，（8）：40 - 43.

[4]費宏偉;朱海請，安全閥離線校驗整定壓力的自動測量與數(shù)據(jù)處理技術(shù)研究[A].壓力容器先進(jìn)技術(shù)——第七屆全國壓力容器學(xué)術(shù)會議論文集[C].2009.