基于ANSYS/LS-DYNA钻井泵泵阀冲击动态仿真研究

针对钻井泵泵阀使用寿命短且更换次数频繁,严重制约着钻井泵向高压、高冲次及大排量方向发展的现状,构造出泵阀冲击过程的动力学模型,采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对不同橡胶圈伸出厚度、阀体锥角及阀座类型泵阀的冲击特性进行了动态仿真分析。研究表明:全开型泵阀最大等效应力值为706.42 MPa,该应力循环作用于阀体上,使其极易产生变形,甚至发生断裂,这和钻井现场泵阀断裂失效现象相符;当伸出厚度取0.5 mm左右时,泵阀具有较良好的冲击性能;当阀体锥角取60°时,阀体最大等效应力值最小;当阀体锥角取55°时,阀座最大等效应力值最小;三筋阀座的泵阀冲击性能最差;四筋阀座的泵阀相对于全开型泵阀能较大地减小阀体的最大等效应力。研究结果对泵阀结构设计具有一定的参考意义。     

防气泵阀座的三维有限元分析及结构优化

应用从美国 Ｐ Ｔ Ｃ 公司引进的 Ｐｒｏ／ Ｅ 软件,在 Ｓ Ｇ Ｉ工作站上对防气泵阀座进行了三维有限元数值计算,确定了泵阀座的应力分布和变形规律。通过分析多种因素对防气泵阀座强度及密封性的影响,对其结构进行了优化改进,不仅降低了高应力区的当量应力值,而且使防气泵阀座与阀的密封更加可靠。     

钻井泵阀箱锥孔简易滚压装置

钻井泵是石油钻井的主要设备之一,用于循环泥浆。钻井泵阀箱有两个同轴线的锥孔,其功用是安装阀座(图1)。由于钻井泥浆压力很高,可达30～40MPa,加之阀盘2关闭时的冲击,锥面受力很大,锥面的强化处理便成了阀箱5修理中的关键问题。为此,我们自制了阀箱锥孔的简易滚压装置,利用Z3080钻床进行滚压加工,效果良好。     

钻井泵泵阀流场动态仿真分析

针对钻井泵泵阀使用寿命短且更换次数频繁,严重制约着钻井泵向高压、高冲次及大排量方向发展的现状,利用CFD相关软件对钻井泵在120次/min的额定冲次、阀体锥角为55°的标准泵阀参数及不同锥角、不同冲次情况下泵阀的流场分布情况进行了动态仿真分析。结果表明,随着吸入冲程的进行,流场内最大速度呈现出先增大后减小的趋势;阀隙入口处的流场速度最大,这是阀体锥面底部易产生块状脱落的根本原因;在阀体附近产生较强的漩涡,将带动周围钻井液中的粒子对泵阀及液缸产生强烈的冲蚀作用;随阀体锥角增加和冲次的上升,泵阀内的流场速度分布水平呈上升趋势。     

柴油机输油阀的检修

１．输油阀偶件的更换原则 输油阀偶件的磨损部位主要集中在密封锥面、减压凸缘和导向表面３个部位。 对清洗干净的输油阀偶件用肉眼和放大镜观察,有下列情况之一的,应成对地进行更换：输油阀的减压凸缘上有严重磨损;输油阀密封锥面磨损过多;锥面有金属剥落或深的纵向划痕;输油阀座的端面或锥面有裂纹;输油阀和网座锥面有严重锈蚀。 ２．输油阀偶件的配合检验方法 （１）滑动性试验 将清洗干净的输油阀偶件进行滑动性试验,以检查阀和阀座导向面的配合。方法是：拿住阀座,于垂直位置将输油阀抽出１／２～ｌ／３长度,当其转动任一角…     

油田高压往复注水泵泵阀故障及其改进技术

通过对3H-8/450II型高压往复注水泵泵阀结构进行分析,得出泵阀失效原因是阀孔流速过高。对阀结构进行改进,将阀打开升程限位点改到阀密封面背面,阀杆根部圆弧过渡,以避免应力集中;将缸体阀座腔孔定位改为阀座阀套一体定位,改进后泵故障停运率降低80%。     

基于Fluent的不同阀芯与阀体组合的数值模拟研究

从理论上分析液压节流阀的最佳结构形状,利用Fluent软件对不同结构阀芯与阀体组合形式内的流场和压力梯度进行分析。分析得出:单独改进阀座或阀芯时,阀芯对内部流体流动影响较大;在所建立的模型中,双锥面阀座与单锥面阀芯结构的组合阀内流体流动最稳定。     

溢流阀的故障及维修方法

溢流阀在液压系统中起着控制压力的作用,如果出现故障,将会影响整个系统的稳定性、可靠性、运动粘度及正常工作。因此,对溢流阀出现的故障应引起足够重视,现介绍几种常见故障及维修方法。 1.系统压力升不高 (1)溢流阀主阀芯锥面密封差 产生的原因有:①主阀芯锥面磨损或不圆。②阀座锥面磨损或不圆。③锥面处有脏物粘住。④主阀芯锥面与阀座     

阀体阀座锥体研磨装置的设计与实施

我厂成功开发了应用于化纤行业的鼓风机,该设备中的安全回流装置是控制系统压力均衡的重要部分。其关键零件阀体、阀座的锥度配合面需进行研磨,才能够保证锥面的配合精度,达到设计的气密性要求。因阀体、阀座材质为不锈钢且体积较大,手工研磨锥面时既费时又费力。阀体、阀座结构简图如图1所示。     

某冷却系统用三通调节阀内部湍流动能和 耗散率分析

为研究三通调节阀阀芯节流锥面对内部介质的流动影响,采用CFD软件对阀门内部湍流进行了三维数值模拟,探讨了典型工况下,阀芯节流锥面对阀门内部湍流动能和湍流耗散率的影响,分析发现节流锥面可大幅度降低上阀座在大开度范围内、下阀座在小开度范围内的湍流动能和耗散率,二者降幅达30%以上。所以,阀芯节流锥面可显著降低阀门内部湍流动能的损失以及湍流耗散率的扩散,有利于流动的稳定性和节能性。     

双阀座止动式旋塞阀设计及接触应力分析

针对目前常用的旋塞阀容易发生转动失效的问题设计了一种双阀座止动式旋塞阀。该旋塞阀在发生井喷关闭后,可有效减小旋塞阀球形阀芯和阀座之间的接触应力,减少球形阀芯的变形,从而使旋塞阀开启转动力矩变小,并能保证其密封的可靠性,有效解决了旋塞阀容易发生转动失效的问题;另外还通过建立球形阀芯和阀座接触的力学模型和ansys有限元分析软件分别对旋塞阀工作时球形阀芯和阀座的接触应力进行了理论计算和有限元分析。     

高温蝶阀筋板设置对阀座强度的影响及分析

基于大型通用有限元软件ANSYS,分别对筋板在垂直及倾斜放置时的高温蝶阀阀座进行数值模拟和加载分析,获得了高温蝶阀阀座的径向、周向、轴向和MISES等效应力场情况,对两种阀座的承载能力进行了对比和分析,为高温蝶阀的结构优化和安全选型提供参考依据。     

基于SolidWorks的活塞接触压力分析与仿真

活塞与阀座内壁所形成的接触应力及拔出力直接影响活塞的密封性及摩擦磨损等使用性能。利用有限元分析法,得出活塞在静态和动态情况下,接触应力的分布规律,同时分析在改变活塞装配过盈量情况和工作压力的情况下,接触应力的分布与过盈量的选取问题。仿真分析表明,活塞和阀座之间的单边过盈量不能超过0．01mm;当摩擦系数肛为0．05,单边过盈量为0．01inm时的最大拔出力为892．14N,而液压产生的推出力仅为300N,远小于实际所需的拔出力,因此0．01mm的单边过盈量能完全符合使用要求。     

稳压器喷雾阀阀芯倒角尺寸对流动的影响

V型旋转式阀芯具有流阻小,切断性能好,调节精度较高的特点。为了减小阀芯旋转时流体在阀芯和阀座棱边上剪切力以及阀门形阻系数,通常在阀芯的棱边上加工倒角来达到此目的,研究稳压器喷雾阀V型阀芯棱边不同倒角尺寸时,阀内流体流动时在阀芯与阀座上的产生的剪切力大小,以及阀芯棱边取不同倒角尺寸时对流动的各参数的影响。采用CFD软件fluent,基于RANS方程,采用有限体积法进行空间离散,使用K-ε湍流模型和SIMPLE算法,针对阀芯不同的倒角尺寸,计算稳压器喷雾阀V型阀芯在关闭时阀门的体积流量,湍流参数,壁面剪切力,形阻系数等各种参数。得到阀芯倒角对流动参数的影响规律。     

关于缸盖座圈60°锥面宽度控制方法的研究

基于缸盖座圈锥面的加工品质对发动机功率、油耗与排放都有重要影响的认识,控制缸盖座圈锥面不同角度宽度尺寸可以提高缸盖进气气流的平顺性、稳定性,以保证发动机缸盖进气性能品质的一致性,为此探究了座圈底孔加工深度公差、座圈厚度公差、座圈加工深度公差三个因素和座圈底孔位置度公差,座圈内径公差,座圈同轴度,座圈锥面同轴度四个因素分别在Z轴和Y轴对60°锥面宽度的影响,得出可以通过改变加工起始位坐标获得所需要的60°锥面宽度的结论,实际加工结果验证了这一结论。     

水压锥阀空化射流流场结构与流量特性的相关性研究

为了研究水压锥阀空化流场与流量特性的相关性,对两种阀座结构的水压锥阀内部的空化射流开展了三维动态流场仿真.结果表明,直角型锥阀和倒角型锥阀均在阀芯后沿存在分离流诱发的附着型空化,在阀口下游有漩涡空化;此外,倒角阀座流道内亦存在分离流现象并形成附着型空化.倒角型流道入口处的分离流造成流体的局部加速,对于0.6 mm开口度...     

Analysis upon fuel injection quantity variation of common rail system for diesel engines

Fuel injection quantity variation of common rail system has effect on the stability and reliability of diesel engines. For purpose of investigating the influence rule and mechanism of fuel injection quantity variation caused by parameters, taking account of the influence of fuel physical properties on dynamic injection characteristics of the system, a bond graph model of common rail injector has been proposed based on bond graph methodology and the state equations of the system are obtained. Comparisons between calculated fuel injection quantities by the numerical model and experimental measurements at different rail pressures and injection pulse widths indicate that the developed model can reasonably predict the fuel injection quantity characteristic of the system. Fuel injection quantity variation characteristics caused by the parameters of common rail injector have been analyzed in entire operating conditions. The selected parameters are delivery chamber diameter, needle seat semi-angle, needle cone semi-angle, ball valve seat semi-angle, nozzle hole diameter, inlet orifice diameter and outlet orifice diameter. The variation rules of quantitative percentages are obtained by quantitative analysis upon fuel injection quantity variation influential factors. It is concluded that ball valve seat semi-angle, nozzle hole diameter, inlet orifice diameter and outlet orifice diameter have the most significant effect on fuel injection quantity variation, and the followed are delivery chamber diameter and needle seat semi-angle. In addition, needle cone semi-angle also results in the variation of fuel injection quantity, but the effect is insignificant.

     

环状阀流量系数影响因素数值研究

采用计算流体力学软件FLUENT,对不同环状阀做流场模拟计算,得到6条环状阀流量系数α,与升程和通道宽度比H／b的关系曲线。通过理论分析及对比各模拟曲线,分析了升程、阀座通道宽度和密封边宽度对流量系数的影响。模拟曲线相比实验曲线具有更大H／b范围,且考虑了阀座通道宽度和密封边宽度对曲线的影响,可以更好地指导压缩机环状阀的设计。     

Study on the design of ball valve based on elastic ring valve seat structure and fluid characteristics and fatigue strength

Aimed at the technical problems such as the influence of granular medium on spring pre-tightening force sealing, a new ball valve based on elastic ring valve seat structure is studied. The spring plate type valve seat structure is designed to cooperate with the ball core for sealing, and the blade spring coil is used to cooperate with the ball core for sealing in the spring plate type valve seat structure. Wherein the supporting back ring supports the blade leaf spring on the outer side to enhance and protect the role of the blade spring coil. The design without the spring cavity avoids the problem of sealing failure caused by medium entering into the spring cavity and affecting the compression spring, and avoids the situation that the valve seat can be sealed with the ball core by pre-tightening the compression spring, thus avoiding the problem of sealing failure caused by the valve seat sticking on the valve body. The mechanical and flow characteristics are studied and analyzed by the ball valve characteristic test system. The stem torque, unbalance torque, flow characteristics and flow coefficient variation at different nominal diameters are analyzed. The seal allowable squeeze stress and seal surface pressure are analyzed, and the seal is stable and reliable with the seal pressure meeting the seal design criteria. The fluid dynamics simulation analyzes the velocity, pressure and flow traces of the fluid flowing through the ball valve under three opening degrees: fully closed, half open and fully open, the maximum velocity-pressure and opening degree variation curves of the inlet and outlet, the maximum velocity-pressure and opening degree variation curves of the inlet and outlet under different nominal diameters and the flow resistance coefficient curves. Static strength analysis was done for the ball core and spring plate seat structure to obtain the stress, displacement, strain and safety factor. The fatigue strength of the ball spool and spring-loaded plate seat structure was analyzed, and the total number of lives (cycles) and load factors were obtained, and the results show that the fatigue strength of the ball spool and spring-loaded plate seat structure is safe and the fatigue strength meets the requirements. Ball valve pressure test, low pressure sealing test and high pressure sealing test, valve body strength and ball valve sealing performance all meet the requirements.