赵美卿

摘要：针对掘进机螺纹插装式平衡阀热效应明显的现象，考虑插装式平衡阀的热应力场和机械应力场的综合应力相互作用，对螺纹插装式平衡阀的内部流场特性进行了液固热耦合仿真分析。建立实际使用的插装式平衡阀整体三维模型，包括阀芯阀体，根据液压阀流体流动过程的传热特点，对液流流动过程流场、温度场进行数值模拟，在不同的阀芯锥角和开口度参数条件下，可获得阀芯锥角和开口度对应力应变的影响规律。仿真结果表明，锥角开口影响阀芯温度与出口温度，开口越大更有利于抑制液压油温度增加，锥角大小对油液温度的影响比较小;开口大小对锥角处应力有影响，开口越小应力越大，锥角越大应力越大。

关键词：螺纹插装式平衡阀;液固热耦合;流场模拟;阀芯锥角;开口度

中图分类号：TH137.5                                  文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）10-0030-02

0  引言

平衡回路常应用于工程机械、矿山机械以及起升下降的液压传动系统中。螺纹插装式平衡阀具有重量轻、结构紧凑、集成度高和安装维修方便等特点，因此在安装空间狭小的场合中常被使用。由于以上优点，插装式平衡阀常被应用在掘进机铲板的升降油缸、后支撑油缸，以及截割部的升降油缸、回转油缸等液压平衡回路中。掘进机工作环境较为恶劣、且工况复杂多变，插装式平衡阀易产生节流发热、低频抖动、气穴、漩涡和噪声等现象。

液固热耦合是指由流体、固体和温度场同时存在的系统中三者之间的相互作用的问题。……