DOI: https://doi.org/10.22281/2413-9920-2021-07-04-356-368

УДК 62-311

Свойкин А.О.
Уменьшение гидродинамической силы в гидрораспределителе путем модернизации деталей золотниковой пары
Из-за резкого изменения направления и скорости течения жидкости в гидравлическом распределителе возникают гидродинамические силы. При позиционировании и удержании золотника величина вышеозначенных сил определяет потребную мощность управления. Цель статьи — нахождение оптимального конструктивного решения, которое бы позволило уменьшить влияние гидродинамических сил. В статье мы рассмотрели теоретические основы, положенные в аналитическое решение задачи расчета величины гидродинамической силы, действующей на плунжер золотника. Кроме того, были проведены численный эксперимент с использованием САПР Solidworks и прикладного пакета Flow Simulation и сравнение полученных результатов с аналитическим решением задачи. В ходе численного эксперимента удалось установить, что путем модернизации гильзы золотника можно снизить величину гидродинамической силы в 4,5 раза, по сравнению с исходной конструкцией. При этом установлено, что модернизация плунжера не дает дальнейшего уменьшения максимальных гидродинамических сил. В статье подчеркнута экономическая выгода от снижения требуемой мощности для управления гидравлическим распределителем. Статья может быть интересна как научным работникам, чьи научные интересы лежат в области гидродинамики, так и производителям гидравлики.
Ключевые слова: пропорциональный клапан, гидравлический распределитель, гидродинамическая сила, золотниковая пара.

Svoykin A.O.
Reducing the hydrodynamic force in the hydraulic distributor by modernizing the spool coupe parts
Due to a sharp change in the direction and velocity of the fluid flow in the hydraulic distributor, hydrodynamic forces arise. When positioning and holding the spool, the magnitude of the above forces determines the required control power. The aim of the article was to find an optimal constructive solution that would reduce the influence of hydrodynamic forces. In the article we have considered the theoretical foundations laid in the analytical solution of the problem of calculating the magnitude of the hydrodynamic force acting on the plunger of the spool. In addition, a numerical experiment was carried out using CAD Solidworks and the Flow Simulation application package and a comparison of the results obtained with the analytical solution of the problem. During the numerical experiment, it was found that by upgrading the spool sleeve, it is possible to reduce the value of the hydrodynamic force by 4.5 times, compared with the original design. At the same time, it was found that the modernization of the plunger does not further reduce the maximum hydrodynamic forces. The article highlights the economic benefits of reducing the required power to control the hydraulic distributor. The article may be of interest to both researchers whose research interests lie in the field of hydrodynamics, and manufacturers of hydraulics.
Keywords: proportional valve, hydraulic distributor, hydrodynamic force, spool pair.

Скачать статью (файл pdf) — Download (pdf)

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-ShareAlike» («Атрибуция — На тех же условиях») 4.0 Всемирная.