赵美卿

（山西工程技术学院，阳泉 045000）

螺纹插装阀自20世纪70年代以来，在工程机械和煤矿机械等液压装备方面的应用逐渐增多。螺纹插装阀是一种常见的核心液压元件。因掘进机工况复杂恶劣，尤其当掘进机截割部升降液压缸负重升降瞬间，平衡阀常常伴随严重的节流发热、气穴以及漩涡等现象。因此，有必要研究螺纹插装式平衡阀的多物理场耦合特性。多物理场耦合主要指液固热耦合。分析插装式平衡阀多物理场耦合，能够为平衡阀的优化设计提供参考依据[1]。

国内不少学者对插装式平衡阀进行了研究。管传宝以插装平衡阀为研究对象，依托钢拱架安装机液压举升回路进行了动态特性分析[2]。郑淑娟分析了插装型锥阀配合副的流固热耦合。邓龙研究了螺纹插装式平衡阀在平衡回路中的稳定性[3]。曹秉刚[4]等利用边界元方法对锥阀的内部流场进行数值分析，试验研究了锥阀液动力与阀芯锥面的压力分布[5]，得到锥阀边界压力和速度场的分布特征。高殿荣[6]等针对锥阀内部流场，利用有限元方法进行数值仿真，得到了锥阀流场的速度矢量图和流线图谱等。本文利用FLUENT软件模拟掘进机用螺纹插装式平衡阀多物理场耦合，主要研究液固热耦合情况下综合应力作用特征、流程特征以及温度场特性。

1 插装式平衡阀多物理场耦合概述

插装式平衡阀常常伴随严重的节流发热[7]。液压力和热应力综合导致了平衡阀变形。变形又和液流和温度有关。……