液压锥阀的有限元分析及优化设计

 

一

 引言 

液压锥阀是液压系统中重要的元件之一，其结构简单，阀心与阀座间的接触应力大，密封
性好，灵敏度高，在普通液压阀中应用极为普遍。并且最常应用在单向阀和压力阀

(溢流阀、

减压阀等

)中的先导控制部分。锥阀的性能优劣对整个液压系统的性能会产生很大的影响。 

现有的液压锥阀存在着能量损失大，能量利用率低，噪声大，寿命短等主要问题。因此本文
对液压锥阀进行有限元分析，并在其分析的基础对阀心的结构进行优化设计。

 

二、有限元计算分析

 

图

1 所示为锥阀的阀口结构简图。进口直径为 30mm，阀腔直径为 80mm,阀心半锥角为

45°，阀心开口度为可变参数。

基于计算流体动力
学

(Computational 

Fluid  Dynamics 简
称

CFD) 技 术 的

COSMOS/F1oWorks,提供了对复杂流体流动的多方面的数值分析手段。COSMOS/F1oWorks
内嵌在

SolidWorks 中，其载荷和边界条件完全提取于模型.且随着 SolidWorks 的几何特征的

改变而更新。

 

1.分析假定 

在数值分析计算过程中，对模型进行以下的假定

: 

(1)由于流体运动平稳时，阀心与阀座的相对位置较稳定，因此本文是对阀心开口度为一定
值时的静态分析。

 

(2)在流体传动中，虽然流动液体本身的属性对阀有一定的影响，但阀件的结构特征对传动