针对液压破碎锤锥阀进行解析

     液压破碎锤内的锥阀设置在系统的回油路中，通过调节该阀节流口的大小来调节系统的流量，因此该液压阀的特性对整个系统的性能有很大的影响。然而锥阀的流场解析一直被认为是一件极为困难的事，公开发表的这方面的资料很少。本文作者应用有限元方法对液压破碎锤内锥阀的流场进行研究。液压破碎锤内的锥阀的工作过程是液压破碎锤内的锥阀的结构简图，它主要是由阀座和阀芯等组成。液压流体在阀腔内的流动实际上是轴对称流动，考虑到流动的特性，用二维流动作了近似。
液压油通过左腔进口进入，通过阀芯与阀座之间的节流口流到右腔出口处，通过调节阀芯的开口度可改变节流口的大小，从而调节流量。锥阀既是一个重要的控制元件，同时也是产生能耗的一个主要元件。因而，如何在保持尽可能低的压降条件下，提高阀的操作性能，就显得非常重要。数学模型在液压破碎锤锥阀工作过程中，任取其中流体的一部分作为分析对象。但是，一般在取分析的流体区域时，所取流体区域的边界条件应为已知，如进口油管处的速度为已知，出口处的压力为已知。锥阀流道中两个部位产生涡旋，并发生流动的分离现象。由于涡旋是一群绕公共中心旋转的流体微团，流体的粘性摩阻和流体的斜压性是形成涡旋的主要因素，因此涡旋的存在是造成能量损失的主要原因。从流线的疏密程度可以判断涡旋强度，涡旋吸收能量，涡旋越大，吸收能量越多，造成能量损失越大，同时涡旋的存在也是产生噪声的主要原因。
      锥阀的涡量线（开口度为05mm）锥阀上阀腔拐角处主流和壁面脱离形成旋涡区，产生较大的能量耗散，可改变阀芯以消除旋涡。由可知液压油流经锥阀的节流口处，速度迅速增大。锥阀的总压力轮廓图从以上研究可得出如下结论：压强最高的地方发生在锥阀的进口处，下流产生旋涡，对应边界上的压强降低。在流动重新附壁处，对应边界上的压强增高。在偏离节流口一段距离后产生了负压区，产生气蚀现象。液压油流经锥阀的节流口处，压力迅速减小。
      锥阀的速度场锥阀的流线图锥阀的总压力轮廓图比较与可得出如下结论：改变阀座结构后压强最高的地方仍发生在节流口进口处。改变阀座结构后在节流出口处产生很小的负压区，气蚀现象也相应减少。结论本文通过液压破碎锤内锥阀的有限元分析，对锥阀的阀座进行了优化，减少流线的疏密程度和涡旋的大小，降低了能量损失，负压区也随之改变，减小了噪声，提高了能量利用率。可视化的分析过程的结果为合理设计液压阀流道结构提供了理论依据。