511 / 2021-06-19 00:41:19

液压滑阀口小开度冲蚀磨损行为研究

  电液伺服阀是液压伺服系统核心元件，通过微弱电信号控制前置级的输出压力以及滑阀节流口面积，进而控制液流的压力、流量和方向，在航空航天、舰船、特种装备等领域的中应用极为广泛。伺服阀中的主控滑阀跟随先导级常工作在小开度，一般0~0.5mm即零位附近，且保持小幅高频振动，这种伺服型液压阀口在工作中易受到高压高速液流冲刷及其携带的颗粒物的冲蚀作用，进而导致伺服阀静耗流量增大、零偏与零漂的工作点变动甚至失效，严重影响特种装备的可靠性。为了揭示液压滑阀口小开度冲蚀行为，运用流场可视化与固液两相流数值模拟，并结合冲蚀形貌研究阀口流域微米级固体颗粒的运动规律。研究发现阀口区域颗粒运动可以分为迎流附壁、背流贴壁、主流携带、旋涡旋转四种典型形式。颗粒与壁面微观的高速刮擦与碰撞是造成阀口工作棱边冲蚀磨损的主要原因。工作棱边的冲蚀磨损率与进出口压差、颗粒非圆度成正比。由于颗粒运动的随机性，工作棱边圆角直径在圆周方向呈现较强的波动变化。该研究有望引导高精度液压伺服阀在抗冲蚀和延寿方面的发展。