針對高壓清洗機柱塞泵排液閥芯的有限元分析

柱塞泵是高壓清洗機的壓力發生裝置，排（pái）液閥（fá）芯則是柱塞（sāi）泵的一（yī）個核心部（bù）件（jiàn），草莓色版APP下载（men）發現國（guó）內某品牌的高壓清洗機柱塞泵的排液閥芯（xīn）經常出現（xiàn）斷裂情況，針（zhēn）對這一情況，草莓色版APP下载認為有必要（yào）對該品牌（pái）高壓清洗（xǐ）機柱塞泵的排液閥芯進行研究。對排液閥芯進行應力分析（xī），找出排液閥芯的應力分布情況和危險（xiǎn）部位，以便根據分析結果改進排液閥芯的設計，從而降低應力最大值，提高高壓清洗機的可靠（kào）性和使（shǐ）用壽命。

閥芯的有（yǒu）限元分析：

1、選擇材料
 
該品牌高壓清洗機柱塞泵的排（pái）液閥芯采用馬氏體不鏽（xiù）鋼3Cr13，彈性模（mó）量（liàng）為219000 MPa，密度為7.75 g/cm3，泊鬆比為0.3，抗拉強度為735 MPa，屈服強度（dù）為540 MPa，斷後伸長率大於等於12%，斷麵收縮率大於等於40%，衝擊（jī）吸收功大於等（děng）於24 J，若（ruò）為馬（mǎ）氏體型退火（huǒ）處理後的硬度值小於等於HBS235。

2、劃分網格
 
為了（le）計算的準確性（xìng），草莓色版APP下载對網格的密度進行控（kòng）製，並使用四麵體和五麵體單元進（jìn）行網格劃分，如圖：

3、約束條件

排液閥芯有兩種工作狀況：一種是吸入工況，吸液閥芯（xīn）打開，排液閥芯閉合；另一種是排出（chū）工況，排液閥芯打開，吸液閥芯閉合。在這兩種工況時的約束條件（jiàn）是不一樣的，在第一種工況時，閥芯的45°的斜麵是與閥座固定住的，在x，y，z 方（fāng）向上都沒有位（wèi）移；而（ér）在第二種工況時，運動至排液閥彈簧座，受排液閥彈簧座控製而停止運動，所以在這一工（gōng）況時（shí）閥（fá）芯的圓柱（zhù）頭部表麵固定，在x，y，z 方向上都（dōu）沒有（yǒu）位移。

4、載荷處理

排液閥芯（xīn）受到的最（zuì）大工作壓力（lì）為5 MPa，為了安全性的考（kǎo）慮，取試驗壓力為7.5 MPa，為最大工作壓力的1.5 倍。在工況（kuàng）一時吸入腔壓力為0，排出腔的壓力為7.5 MPa；當在工（gōng）況（kuàng）二時，吸（xī）入腔的壓力和排出腔的壓力均為7.5 MPa。在計算時，吸入腔和排出腔的壓力都作為受力表麵的垂直壓力，並且壓力都為7.5 MPa。

5、結果分析

從載荷（hé）分析可以得出，工況二比工況（kuàng）一危（wēi）險程度更高，如果工（gōng）況二的強（qiáng）度是足夠的話，那麽工況一一定是安全的。
 
經過軟件分析得出，最（zuì）大的應（yīng）力出現在排液閥芯吸入腔的V 形的頂點處，最大的應力為558.7 MPa，這樣就可以解釋排液閥芯經常在（zài）吸入腔（qiāng）V 形頂點處容易破裂的現象。
 
在排液閥芯的位移雲圖中，可以得（dé）出最大的位移出現（xiàn）在排液閥芯吸入腔的前端部位，最大的（de）位移為0.021 mm。