论文部分内容阅读
全自动陶瓷液压压砖机是将颗粒状粉料压制成各式各样陶瓷砖的设备。液压压砖机作为液压机械的一种,由于其充液、增压系统的特殊性,会引起泄露、噪声、液压油高含气量、气蚀等问题,系统设计不合理会有起压时间长、壁面损伤、油液黑化等现象,为了提高压砖机的性能,有必要对其进行理论建模以及仿真分析。运用流体动力学中的伯努利方程、连续性方程等理论建立了压砖机充、排液过程流场的流体动力学解析模型,该模型加入了加速度对压强的影响,更为完善;并借助Fluent对其进行基于动网格的三维气液两相流瞬态仿真,将仿真结果与理论、实测数据作出对比与分析,结果表明:高速的弯曲流动容易产生局部低压引起气蚀,在充液阀阀道会发生空化,不合理的上油箱形状结构容易造成液面强烈震荡大量混入空气等。为解决这些问题:应优化动梁运动曲线降低最高速,顺滑充液阀附近位置的流体域形状提升局部压强,在上油箱增加挡板以降低液面的震荡等。建立了压砖机充、排液过程的动力学解析模型,该模型利用一次函数范围线性化分段求解,比泰勒展开线性化更为准确;并利用AMESim对压砖机充、排液阶段以及压制过程进行仿真,通过与实测数据对比,验证模型的可信度,再用其进行含气量的影响探究,结果发现:含气量越大动梁下降越快、上升越慢,起压所需时间越长;回应了企业所提出的起压较慢等问题,进一步阐明减少液压油含气量的必要性。基于上述研究成果,结合能量守恒、流体弯曲流动压强函数等理论方程,对压砖机中上油箱、流孔、阀道、主油缸等位置的流体域结构进行了单独优化,再将其整合,进行整体的Fluent流场仿真分析,通过优化前后的对比,证明优化后的结构:可以减少空气的混入量,提升压砖机的整体压强,减少空化气蚀等现象并且能够使动梁活塞受力更为均匀;但在上油箱的挡板设计方面还有不足,不能证明该挡板能够减少主油缸中油液的含气量。为压砖机结构上的设计、优化改进等方面提供了较好的指导性建议。