本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）通過(guò)答辯 帶位移電反饋的二級(jí)電液比例節(jié)流閥設(shè)計(jì) 摘要 ： 電液比例技術(shù)發(fā)展迅猛，以其控制精度較高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本合理等優(yōu)點(diǎn)在 工業(yè)生產(chǎn)中獲得了越來(lái)越來(lái)廣泛的應(yīng)用，它的 發(fā)展程度也可從一個(gè)側(cè)面反映一個(gè)國(guó)家液壓工業(yè)技術(shù)水平，因而日益受到各國(guó)工業(yè)界的重視。 本設(shè)計(jì)的課題是電液比例閥中的一類 二級(jí)電液比例節(jié)流閥。在對(duì)該閥各部分的結(jié)構(gòu)、原理及性能參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，完成了 功率級(jí)為二通插裝閥，先導(dǎo)級(jí)為電液比例三通減壓溢流閥， 通徑為 32大流量為 480L/油口額定工作壓力為 油口額定工作壓力為 電液比例節(jié)流閥的 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與參數(shù)設(shè)計(jì) 。 關(guān)鍵詞 ： 電液比例節(jié)流閥； 插裝閥； 比例電磁鐵 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 of of it in by so of a a so by of is of on to of of of of s is is s 2mm,80L/文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2 目 錄 前言 16 正文 17 1 流量閥控制流量的一般原理 17 量控制的基本原理 17 閥閥芯節(jié)流口形式的確定 18 2 比例節(jié)流閥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18 裝閥介紹 19 制蓋板的設(shè)計(jì) 19 裝式主閥設(shè)計(jì) 21 導(dǎo)閥設(shè)計(jì) 30 簧的選用 38 差與配合的確定 39 例放大器 40 例電磁鐵 42 構(gòu)設(shè)計(jì)小結(jié) 45 3 節(jié)流閥工作總原理分析及其 性能參數(shù)指標(biāo) 45 理分析 45 態(tài)性能指標(biāo) 47 態(tài)性能指標(biāo) 48 結(jié)論 49 致謝 50 參考文獻(xiàn) 51 科技譯文 52 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 3 前言 現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展對(duì)液壓閥在自動(dòng)化、精度、響應(yīng)速度方面提出了愈來(lái)愈高的要求，傳統(tǒng)的開(kāi)關(guān)型或定值控制型液壓閥已不能滿足要求，電液伺服閥因此而發(fā)展起來(lái)，其具有控制靈活、精度高、快速性好等優(yōu)點(diǎn)。而電液比例閥是在電液伺服技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)伺服閥進(jìn)行簡(jiǎn)化而發(fā)展起來(lái)的。電液比例閥與伺服閥相比雖在性能方面還有一定差距 , 但其抗污染能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，形式多樣，制造和維護(hù)成本都比伺服閥低，因此在液壓設(shè)備的液壓控制系統(tǒng)應(yīng)用越來(lái)越廣泛。 今天，一個(gè)國(guó)家的電液比例技術(shù)發(fā)展程度將從一個(gè)側(cè)面反映該國(guó)的液壓工 業(yè)技術(shù)水平，因此各發(fā)達(dá)國(guó)家都非常重視發(fā)展電液比例技術(shù)。 我國(guó)在電液比例技術(shù)方面，目前已有幾十種品種、規(guī)格的產(chǎn)品，年生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，但總的看，我國(guó)電液比例技術(shù)與國(guó)際水平比有較大差距，主要表現(xiàn)在：缺乏主導(dǎo)系列產(chǎn)品，現(xiàn)有產(chǎn)品型號(hào)規(guī)格雜亂，品種規(guī)格不全，并缺乏足夠的工業(yè)性試驗(yàn)研究，性能水平較低，質(zhì)量不穩(wěn)定，可靠性較差，以及存在二次配套件的問(wèn)題等，都有礙于該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)一步地?cái)U(kuò)大應(yīng)用，急待盡快提高。 基于以上所述，本設(shè)計(jì)將對(duì)電液比例閥中的一類 二級(jí)電液比例節(jié)流閥進(jìn)行設(shè)計(jì)。 該閥的功率級(jí)為二通插裝閥，先導(dǎo)級(jí)為電液比例三通 減壓溢流閥。 本說(shuō)明書(shū)各章節(jié)安排如下： 第一章給出了電液比例電液閥的定義，概述了電液比例閥特點(diǎn)、分類及其發(fā)展階段。另外還對(duì)電液比例流量閥、電液比例節(jié)流閥作了簡(jiǎn)單的介紹。 第二章對(duì)流量控制的基本原理進(jìn)行闡述，是本設(shè)計(jì)理論依據(jù)的基礎(chǔ)。 第三章是本閥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的詳細(xì)過(guò)程，依次對(duì)閥的組成部分如控制蓋板、插裝式主閥、先導(dǎo)閥進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，并對(duì)比例放大器、比例電磁鐵也進(jìn)行了介紹與分析。此章是整個(gè)說(shuō)明書(shū)的核心章節(jié)。 第四章在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成之后對(duì)閥的具體控制原理和性能參數(shù)進(jìn)行了闡述。 由于本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我的第一次綜合性設(shè)計(jì)， 在 設(shè)計(jì)的過(guò)程中，將有一定的困難， 無(wú)論設(shè)計(jì)概念上的模糊或經(jīng)驗(yàn)上的缺乏都可能導(dǎo)致設(shè)計(jì)的失誤與不足，在此，懇請(qǐng)各位老師給以指正。 相信我一定會(huì)圓滿完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)的。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 4 1 流量閥控制流量的一般原理 本閥是電液比例節(jié)流閥，最終控制的是液壓系統(tǒng)中的流量，即實(shí)現(xiàn)節(jié)流，故下面將對(duì)流量控制的基本原理進(jìn)行闡述。 量控制的基本原理 不管各類流量閥結(jié)構(gòu)有何不同，其依據(jù)的控制原理都是一樣，查文獻(xiàn) 的 102 頁(yè)，得以下這 個(gè)公式： )( 21 （ 2 式中： 流量閥控制的流量； C 與節(jié)流口形狀、油液密度和和油溫相關(guān)的系數(shù)，具體數(shù)值應(yīng)該由實(shí)驗(yàn)得出。在一定的溫度下， 對(duì)確定的閥口和工作介質(zhì)， C 可視為常數(shù)； 為節(jié)流口的通流截面積，與閥口的形狀與閥芯位移有關(guān)； p 節(jié)流口前后的壓差； 由節(jié)流口形狀決定的節(jié)流閥參數(shù)，其值在 由實(shí)驗(yàn)求得。 由式 (1知，通過(guò)節(jié)流閥的流量是和節(jié)流口前后的壓差、油溫以及節(jié)流口的形狀等因素密切有關(guān)的。 量閥的控制方式 (1) 節(jié)流控制 如式 (1， 此一般不能對(duì)它進(jìn)行調(diào)節(jié)，而控制 p 來(lái)調(diào)節(jié)流量很不方便，一般只能通過(guò)調(diào)節(jié) 辦法來(lái)控制流量 。當(dāng)只調(diào)節(jié) 控制流量時(shí)就是所謂的節(jié)流控制。在這種方式下，當(dāng)節(jié)流閥的通流截面積調(diào)整以后，在實(shí)際使用時(shí)由于負(fù)載及其他不穩(wěn)定的因素的存在，節(jié)流口前后的壓差也在變化，就會(huì)干擾節(jié)流閥通流，使流量不穩(wěn)定。式中 越大， p 的變化對(duì) 影響也就越大。一般來(lái)說(shuō)節(jié)流口為薄壁孔時(shí) 長(zhǎng)孔時(shí) 1。故為增大流量控制準(zhǔn)確性，減小對(duì) 影響，本設(shè)計(jì)中的節(jié)流口采用薄壁孔形式。 (2) 調(diào)速控制 在要求較高的場(chǎng)合，采用減壓閥來(lái)保持節(jié)流口前后的壓差恒定。由于不會(huì)有不穩(wěn)定的壓差對(duì)流量造成影響，因而流量將與通流截面積成較好的線性關(guān)系，這就是所謂的流量控制或調(diào)速控制，相應(yīng)的閥稱為調(diào)速閥。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 5 設(shè)計(jì)中節(jié)流閥的參數(shù) 如前所述，由于本設(shè)計(jì)中節(jié)流閥的節(jié) 流口采用薄壁孔的形式，故式（ 3 為 而式（ 3為下式： T (2本設(shè)計(jì)擬定調(diào)節(jié) 方法為將閥芯置于閥套之中，閥芯圓周上開(kāi)有一定面積梯度的溝槽，移動(dòng)閥芯將得到不同的 進(jìn)而將得到不同的流量 這就是本設(shè)計(jì)中 節(jié)流主閥實(shí)現(xiàn)節(jié)流的基本原理。 閥閥芯節(jié)流口形式確定 節(jié)流口的形式及其特性在很大程度上決定者流量控制閥的性能。是流量閥的關(guān)鍵部位，幾種常用節(jié)流口形式為（參見(jiàn)文獻(xiàn) 4109 頁(yè) ） : (1) 針閥式節(jié)流口 針閥做軸向移動(dòng)時(shí)，調(diào)節(jié)了環(huán)形通道的大小，由此改變了流量。這種結(jié)構(gòu)加工簡(jiǎn)單，但節(jié)流口長(zhǎng)度大，水力半徑小，易堵塞，流量受油溫影響較大。一般用于對(duì)性能要求不高的場(chǎng)合。 (2) 偏心式節(jié)流口 在閥芯上開(kāi)一個(gè)截面為三角形（或矩形）的偏心槽。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯時(shí)，就可以改變通道大小，由此調(diào)節(jié)流量。這種節(jié)流口的性能與針 閥式節(jié)流口相同，但容易制造。其缺點(diǎn)是閥芯上的徑向力不平衡，旋轉(zhuǎn)閥芯時(shí)較費(fèi)力，一般用于壓力較低、流量較大和流量穩(wěn)定性要求不高的場(chǎng)合。 (3) 軸向三角槽式節(jié)流口 在閥芯端部開(kāi)有一個(gè)或兩個(gè)斜三角槽 ,軸向移動(dòng)閥芯就可以改變?nèi)遣弁髅娣e從而調(diào)節(jié)流量。在高壓閥中有時(shí)在軸端銑兩個(gè)斜面來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)流。這種節(jié)流口水力半徑較大。 (4) 縫隙式節(jié)流口 閥芯上開(kāi)有狹縫，油液可以通過(guò)狹縫流入閥芯內(nèi)孔，從旁側(cè)的孔流出。旋轉(zhuǎn)閥芯可以改變縫隙的通流面積大小。這種節(jié)流口可以做成薄刃結(jié)構(gòu)，從而獲得較小的流量，但是閥芯受徑向不平衡力作用， 故只在低壓節(jié)流閥中采用。 (5) 軸向縫隙式節(jié)流口 在套筒上開(kāi)有軸向縫隙，軸向移動(dòng)閥芯就可改變縫隙的通流面積大小。這種節(jié)流口可以做成單薄刃或雙薄刃式結(jié)構(gòu)，流量對(duì)溫度不敏感。在小流量時(shí)水力半徑大，故小流量時(shí)穩(wěn)定性好，可用于性能要求較高的場(chǎng)合，但節(jié)流口在高壓下易變形，使用時(shí)應(yīng)改變結(jié)構(gòu)剛度。 由于本設(shè)計(jì)中閥的設(shè)計(jì)要求為通徑 32于大流量應(yīng)用場(chǎng)合，且流量控制精度要求較高，故針閥式節(jié)流口不適用；該閥擬定工作壓力為 于高壓應(yīng)用場(chǎng)合，因此縫隙式節(jié)流口和軸向縫隙式節(jié)流口這兩種只適合在低壓的情況下的節(jié) 流口不適合；由于閥芯運(yùn)動(dòng)形式為軸向運(yùn)動(dòng)，故需要轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯才能可以改變通道大小，并以此調(diào)節(jié)流量的偏心式節(jié)流口不適合。因此，本設(shè)計(jì)中節(jié)流口最終確定采用軸向三角槽式節(jié)流口。 2 比例節(jié)流閥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由于本設(shè)計(jì)中電液比例節(jié)流閥的設(shè)計(jì)參數(shù)要滿足的要求為：電液比例節(jié)流閥通徑 32大流量 480L/此該閥屬于高壓大流量閥，而今天在高壓大流量范圍領(lǐng)域內(nèi)，插裝閥以其通流能力大、買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 6 密封性能好、組裝靈活，已取代滑閥式結(jié)構(gòu)成為該領(lǐng)域內(nèi)的主導(dǎo)控制閥品種。因此，在本設(shè)計(jì)中節(jié)流閥的主閥采用插裝式結(jié)構(gòu)，而不采用傳統(tǒng)的滑閥式結(jié)構(gòu) 。 基于此，有必要在此對(duì)插裝閥作簡(jiǎn)要介紹。 裝閥介紹 插裝閥的主要產(chǎn)品是二通蓋板式插裝閥，它是在 20世紀(jì) 70 年代，根據(jù)各類控制閥閥口在功能上或是固定、或是可調(diào)、或是可控液阻的原理，發(fā)展起來(lái)的一類覆蓋壓力、流量、方向以及比例控制等的新型控制閥類。 插裝閥的基本構(gòu)件為標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、模塊化程度很高的插裝式閥芯、閥套、插裝孔和適應(yīng)各種控制功能的蓋板組件，具有涌流能力大、液阻小、密封性好、響應(yīng)快及控制自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)。 由于插裝閥是一種標(biāo)準(zhǔn)化的閥，所以閥的一些關(guān)鍵尺寸必須符合相關(guān)規(guī)定。在我國(guó)，插裝閥必須符合 裝閥的組成 一般由插裝主閥、控制蓋板、通道塊三部分組成。 插裝主閥由閥套、彈簧、閥芯（一般為錐閥芯）及相關(guān)密封件組成，可以看成是兩級(jí)閥的主級(jí)，有多種面積比和彈簧剛度，主要功能是控制主油路中油流方向、壓力和流量； 控制蓋板上根據(jù)插裝閥的不同控制功能，安裝有相應(yīng)的先導(dǎo)控制級(jí)元件； 通道塊既是插入元件及安裝控制蓋板的基礎(chǔ)閥體，又是主油路和控制油路的連通體。 裝閥的優(yōu)點(diǎn) (1) 插裝閥有許多滑閥不具有的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)即標(biāo)準(zhǔn)化程度高，系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)用靈活。 將一個(gè)或若干個(gè)插裝元件進(jìn)行不同組合，并配以相應(yīng)的先導(dǎo)控制級(jí)，就可以組成方向控制、壓力控制、流量控制或復(fù)合控制等控制單元，內(nèi)阻小，適宜大流量工作； (2) 由于是閥座式結(jié)構(gòu)，內(nèi)部泄漏非常小，沒(méi)有卡死現(xiàn)象。插裝閥被直接裝入集成塊的內(nèi)腔中，所以減少了漏油、振動(dòng)、噪聲和配管引起的故障，提高了可靠性； (3) 有良好的響應(yīng)性，能實(shí)現(xiàn)高速轉(zhuǎn)換； (4) 由于實(shí)現(xiàn)了液壓裝置緊湊集成化，可大幅度地縮小安裝空間與占地面積，與常規(guī)的液壓裝置相比結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，且成本降低而可靠性提高，工作效率也相應(yīng)提高； (5) 對(duì)于乳化液等低粘 度的工作介質(zhì)也適宜，污染耐受力比滑閥式結(jié)構(gòu)更大。 制蓋板的設(shè)計(jì) 控制蓋板是總個(gè)閥各個(gè)元件的承載體，其上裝有插裝式主閥、先導(dǎo)閥、位移傳感器及比例電磁鐵。 因?yàn)椴逖b閥的各安裝尺寸都已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，各尺寸需查表按標(biāo)準(zhǔn)化尺寸來(lái)定； 控制蓋板的各部分尺寸如下： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 7 圖 2控制蓋板 查文獻(xiàn) 第 11章“二通插裝閥的安裝連接尺寸”一節(jié)，查得公稱通徑為 32 102026300055 由于控制蓋板右側(cè)將安裝先導(dǎo)閥，故將 長(zhǎng)為 122，將其中的 長(zhǎng)為 50。 本閥中，控制蓋板將用四個(gè)緊固螺釘固定在通道塊上，此為四個(gè)四個(gè)緊固螺釘為圓柱頭內(nèi)六角螺釘，其公稱直徑根據(jù)閥的要求選用 文獻(xiàn) 6第二章螺紋連接中表緊固件的通孔及沉孔尺寸，確定控制蓋板上四個(gè)內(nèi)六角螺釘?shù)陌惭b孔的尺寸為： 607t= 本設(shè)計(jì)中控制蓋板中有三條油液通道， 第一條為主閥控制腔至先導(dǎo)閥 二條為 口的孔道，第三條為先導(dǎo)閥的 口的孔道，由于此三條均為先導(dǎo)控制油通道，通過(guò)流量不會(huì)很大，故直徑不需要太大，但太小可能會(huì)容易堵塞，且流道太小也難以加工出來(lái)。故最終擬定三條通道直徑均采用 建議加工時(shí)可采用電火花加工出來(lái)。 綜合以上所述，確定控制蓋板相關(guān)尺寸如下： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 8 2控制蓋板尺寸 裝式主閥設(shè)計(jì) 插裝式主閥由主閥閥套、閥芯、主閥彈簧及相關(guān)密封件組成。 閥閥套的設(shè)計(jì) 該閥套頭部插裝入控制蓋板中，下部裝入通道塊中。 由于插裝閥的一些尺寸已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，因而主閥閥套的外部尺寸必須符合標(biāo)準(zhǔn)。在我國(guó)，插裝閥必須符合 閥閥套的各尺寸如下： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 9 控制蓋板主閥閥套的尺寸示意圖 因?yàn)楸敬萎厴I(yè)設(shè)計(jì)的要求為 通徑 32大流量 480L/閥芯帶位移 電反饋型先導(dǎo)控制， 故尺寸 2 查文獻(xiàn) 5第 11章“二通插裝閥的安裝連接尺寸”一節(jié)，查得公稱通徑為 32 5, 5, 0 由于主閥閥套頭部 插裝入控制蓋板中，下部裝入通道塊中，因此如何防止油液的內(nèi)、外泄漏，減小在閥上的能量損失，提高閥的效率，對(duì)液壓閥來(lái)說(shuō)是很重要的問(wèn)題。因此密封件的選用是很重要的。密封件有多種，如油封氈圈、骨架式旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈、 一般對(duì)密封件的主要要求是： (1) 在一定的壓力、溫度范圍內(nèi)具有良好的密封性能； (2) 有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，因密封件所引起的摩擦力應(yīng)盡量小，摩擦系數(shù)應(yīng)盡量穩(wěn)定； (3) 耐腐蝕、 耐磨性好，不易老化，工作壽命長(zhǎng)，磨損后能在一定程度上自動(dòng)補(bǔ)償； (4) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便，成本低廉。 由上述要求，選用 封性能好、壽命長(zhǎng)、摩擦阻力較小、成本低，既可以作靜密封，也可作為動(dòng)密封使用。在一般情況下，靜密封可靠使用壓力可達(dá) 35密封可靠使用壓力可達(dá) 10合理采用密封擋圈或其它組合形式，可靠壓力將成倍提高。因此在本設(shè)計(jì)中閥套與控制蓋板、閥套與通道塊之間的密封都采用 查文獻(xiàn) 第八章液壓輔件，確定 膠密封圈的型號(hào)及其安裝尺寸。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 10 綜合以上所述，得到閥套的尺寸如下： 6 0 2 . 6 5 G G B 3 4 5 2 . 1 - 9 24 5 2 . 6 5 G G B 3 4 5 2 . 1 - 9 2圖 2主閥閥套尺寸 閥閥芯的設(shè)計(jì) 主閥閥芯為錐閥，頂端帶有軸向三角槽式節(jié)流口，上部有裝主閥彈簧的孔，中心具有連接位移傳感器的螺孔，與位移傳感器的檢測(cè)桿相連。 按上述要求初步擬定的主閥閥芯的示意圖如下： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 11 裝主閥彈簧的孔裝位移傳感器檢測(cè)桿的螺孔節(jié)流口圖 2閥閥芯結(jié)構(gòu)圖 裝式主閥面積比的確定 如圖 3裝閥中有三個(gè)面積 會(huì)影響閥芯在閥套中的開(kāi)啟及關(guān)閉，即 A 、 中 A 、別為閥芯主油口 控制腔腔的面積，很明顯有 （ 2 面積比 是指閥芯處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)， A 、 別與A，它們表示了三個(gè)面積之間數(shù)值上的關(guān)系，通常定義為面積比A /。 錐閥中，面積比大體分為 (1: (1: (1: (1: (1:類型。 在本閥中的面積比 選用類型，即 1:于本畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求是通徑為 32，此處即面積A 的直徑為 32，因此口的半徑 16。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 12 A 圖 2插裝閥面積比的示意圖 令控制腔的半徑為由面積比的公式 222 得 所以 A = 216 = A = 2 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 13 閥閥芯的受力分析 首先在主閥關(guān)閉時(shí)對(duì)主閥閥芯進(jìn)行靜力分析。本設(shè)計(jì)中 主閥采用兩種通流方式： 正向通流（ A通流）：節(jié)流閥的總進(jìn)油口接 出油口接 液從口流向口； 反向通流 (通流 )：節(jié)流閥的總進(jìn)油口接 出油口接 液從 口。 在正向通流即通流且閥芯關(guān)閉時(shí)，對(duì)閥芯進(jìn)行受力分析如下： 往上的力 F 往下的力 S C 1 A P 1P 節(jié)流閥進(jìn)油口處 的工作壓力； A 口的面積； 2P 節(jié)流閥出油口處的工作壓力； 閥芯受閥座向上的反力； 控制腔油液的壓力； 主閥閥芯自重； 在主閥閥芯關(guān)閉時(shí)，彈簧的預(yù)緊力 建立主閥閥芯關(guān)閉時(shí)的靜力平衡方程如下： 即 A P(2而當(dāng)閥芯處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，必有 于或等于 0，忽略閥芯自重， 得： ( A P) ( ) 0 (2轉(zhuǎn)換得 (2正是要使主閥關(guān)閉，控制腔壓力 須 滿足的條件。 代入?yún)?shù)：本畢業(yè)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要求為節(jié)流閥額定進(jìn)口壓力為 定出口壓力為 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 14 壓差為 即 文獻(xiàn) 6 初步擬定主閥彈簧選擇剛度1擬定其預(yù)壓縮量為 20么主閥彈簧的預(yù)緊力 207240 (2將上述參數(shù)代入式 (3，得 2 40 0. 7 6 8*3 0 . 58 0 3. 8 4*3 1 . 5 6 0 4 7 2 4 04 9 0 3 . 4 2 42 5 3 2 0 . 9 6 由上式可知， 須大于 閥閥芯才能關(guān)閉，或者說(shuō) 在反向流通即通流且閥芯關(guān)閉時(shí)，對(duì)閥芯進(jìn)行受力分析如下： 往上的力 F 往下的力 S C 1 A P A P(2忽略閥芯自重，要使主閥閥芯關(guān)閉得： ( A P) ( ) 0 轉(zhuǎn)換為 1(2上式是反向通流下 ,主閥要關(guān)閉控制腔 須滿足的條件。 將參數(shù)代入得： 240 0 . 7 6 83 1 . 58 0 3 . 8 43 0 . 5 6 0 4 7 2 4 05 0 6 4 . 1 9 22 4 5 1 7 . 1 2 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 15 可見(jiàn)在反向通流情 況下，主閥閥芯關(guān)閉的臨界壓力為 主閥閥芯開(kāi)啟時(shí)的動(dòng)力分析 設(shè)閥芯質(zhì)量為 1m ， )(閥芯位移 1時(shí)間變化的函數(shù)，其方向的正向?yàn)殚y芯向上運(yùn)動(dòng)方向，起點(diǎn)為主閥芯關(guān)閉時(shí)的位置。在正向通流情況下，建立閥芯運(yùn)動(dòng)方程如下： 1() (2 (2式中： 主閥彈簧對(duì)閥芯施加的壓力； 為閥芯所受到的穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力，是閥芯移動(dòng)完畢，開(kāi)口固定之后，液流通過(guò)閥口時(shí)因動(dòng)量變化而作用在閥芯上的力； 閥芯受到的摩擦力； 彈簧力 11 (2式中11主閥閥芯相對(duì)于關(guān)閉時(shí)的位移。 在工作狀態(tài)下，閥芯一般處于平衡位置。很明顯此時(shí)有閥芯加速度 1m (2 為 0。由于穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力與閥芯所受其他力相比之下較小，因此將其忽略。同樣，忽略閥芯自重及閥芯運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的摩擦力，則式 (2簡(jiǎn)化為下式： 1S (2轉(zhuǎn)化為 11 (2這就是正向通流情況下主閥節(jié)流口開(kāi)度的決定公式。由該公式可見(jiàn)，如果在額定工作狀況下，進(jìn)、出油口工作壓力 1P 、 2P 等都是固定的，則節(jié)流口開(kāi)度將主要決定于控制腔壓力 也可以將上式這樣轉(zhuǎn)化 : 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 16 11 (2由上式可見(jiàn) 1線性關(guān)系，比例系數(shù)為1 將各常數(shù)值代入式 (3，得 : 1P+362 P (2上式說(shuō)明，若 大，則閥芯將向下運(yùn)動(dòng)，閥芯開(kāi)度將減?。?若 小，閥芯將向上運(yùn)動(dòng)，則閥芯開(kāi)度 1 增大。 在反向通流情況下，閥芯運(yùn)動(dòng)方程將變?yōu)椋?1() (2 (3簡(jiǎn)化如下： 1S (2所以 11 (2這就是在反向通流情況下，主閥節(jié)流口開(kāi)度的決定公式，此公式也可轉(zhuǎn)化為： 11 (2將各常數(shù)值代入，得 1 P + 362 P 61.7 (2主閥閥芯開(kāi)度增量表達(dá)式 在正向通流情況下，由式 (3閥芯開(kāi)度增量： 111 11 )1 =11() 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 17 =1(2代入?yún)?shù)得： 1 P P (2上式的數(shù)學(xué)含義為：當(dāng)控 制腔的壓力增量為 時(shí)，對(duì)應(yīng)的閥芯開(kāi)度增量將為1P 。 將上式中自變量與變量調(diào)位，轉(zhuǎn)化為： 1(2代入?yún)?shù) : (2上式的數(shù)學(xué)含義為：在 流情況下，當(dāng)閥芯開(kāi)度增量為 1時(shí)，對(duì)應(yīng)的控制腔的壓力增量為 1或 。 在反向通流情況下，閥芯開(kāi)度增量： 111 11 )1 1(2可見(jiàn)在反向通流情況下的閥芯開(kāi)度增量公式與 A 導(dǎo)閥設(shè)計(jì) 由第三章分析可知，節(jié)流閥的流量應(yīng)由控制主閥閥芯的開(kāi)度來(lái)實(shí)現(xiàn)，而欲控制主閥閥芯的開(kāi)度，則必須調(diào)節(jié)控制腔的壓力，那么如何實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)控制腔的壓力呢？在我們所有已學(xué)過(guò) 的知識(shí)中，減壓閥可完成此功能，油液流經(jīng)液壓系統(tǒng)中的減壓閥后，壓力降低，并基本恒定于減壓閥調(diào)定的壓力上。故本閥將采用減壓閥來(lái)作為節(jié)流閥的先導(dǎo)閥。 因此，下面將深入的分析減壓閥的工作原理，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)。 壓閥的分類（參見(jiàn)文獻(xiàn) 2146 147） 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 18 (1) 用于減小液壓系統(tǒng)中某一支路的壓力，并使其保持恒定。例如，液壓系統(tǒng)的夾緊、控制潤(rùn)滑等回路。這類減壓閥因其二次回路（出口壓力）基本恒定，稱為定值減壓閥。 (2) 有的減壓閥其一次壓力（進(jìn)口壓力）與二次壓力之差能保持恒定，可 與其它閥于節(jié)流閥組成調(diào)速閥等復(fù)合閥，實(shí)現(xiàn)節(jié)流口兩端的壓力補(bǔ)償及輸出流量的恒定，此類閥稱之為定差減壓閥。 (3) 還有的減壓閥的二次壓力與一次壓力成固定比例，此類閥稱之為定比例減壓閥。 由上述可知，本畢業(yè)設(shè)計(jì)中先導(dǎo)閥應(yīng)采用定值減壓閥。 壓閥的工作原理 圖 2直動(dòng)式減壓閥工作原理示意圖 上圖所示為直動(dòng)式定值減壓閥的結(jié)構(gòu)圖，由圖可以看出，閥上開(kāi)有三個(gè)油口：一次壓力油口（進(jìn)油腔） 次壓力油口（出油腔，下同）和外 泄油口 K。來(lái)自液壓泵或高壓油路的一次壓力油從 閥芯（滑閥） 3 的下端圓柱臺(tái)肩與閥孔間形成常開(kāi)閥口（開(kāi)度 X），從二次油腔 向低壓支路，同時(shí)通過(guò)流道 閥）底部面積上產(chǎn)生一個(gè)向上的液壓作用力，該力與調(diào)壓彈簧的預(yù)調(diào)力相比較。當(dāng)二次壓力未達(dá)到閥的設(shè)定壓力時(shí)，閥芯上移，開(kāi)度 維持二次壓力恒定，不隨一次壓力變化而變化，該力與調(diào)壓彈簧的預(yù)調(diào)力相比較以對(duì)閥芯進(jìn)行控制。 當(dāng)出口壓力未達(dá)到調(diào)定壓力時(shí)，閥口全開(kāi)，閥芯不工作。當(dāng)出口壓力達(dá)到調(diào)定壓力時(shí)，閥芯上移，閥口關(guān)小，整個(gè)閥就處于工作狀態(tài)了 。如忽略其它阻力，僅考慮閥芯上的液壓力和彈簧力相平衡的條件，則可以認(rèn)為出口壓力基本上維持在某一定植 調(diào)定值上。這時(shí)如出口壓力減小，閥芯下移，閥口開(kāi)大，閥口處阻力減小，使出口壓力回升到調(diào)定值上。反之，如出口壓力增大，則閥芯上移，閥口關(guān)小，閥口處阻力加大，壓降增大，使出口壓力下降到調(diào)定值上。 由上述分析可知，減壓閥的輸出壓力是由彈簧來(lái)調(diào)定的，即彈簧力越大，減壓閥的輸出壓力也就越大。 在本設(shè)計(jì)中可采用比例電磁鐵的輸出推力來(lái)替代彈簧力調(diào)定減壓閥，即讓減壓閥的輸出壓力與比買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 19 例電磁鐵輸出推力成比例關(guān)系。 但是這樣會(huì)導(dǎo)致 一個(gè)問(wèn)題，即當(dāng)比例電磁鐵輸入電流為 0時(shí)，則意味著減壓閥的出口壓力也為 0，而在本閥中減壓閥的出口連著控制腔，那樣就意味著控制腔的壓力也將會(huì)變?yōu)?0 ，而由 的分析可知，控制腔壓力為 0 時(shí)，主閥閥芯的開(kāi)度為最大。而液壓閥在使用過(guò)程中，由許多難以預(yù)測(cè)的原因（如電網(wǎng)的斷電，控制系統(tǒng)的故障及比例電磁鐵自身電路故障等等）會(huì)導(dǎo)致比例電磁鐵突然斷電，而如果此時(shí)比例電磁鐵輸出力為 0，閥芯開(kāi)度為最大。那這樣將是很危險(xiǎn)的，因?yàn)榭赡軙?huì)導(dǎo)致一些難以預(yù)料的嚴(yán)重事故發(fā)生。 因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該使比例電磁鐵斷電即輸出力為 0時(shí)，主閥閥芯是 關(guān)閉的，以避免意外情況的發(fā)生。為達(dá)到此目的，本設(shè)計(jì)中在減壓閥閥芯的下方加了一個(gè)復(fù)位彈簧，并使此復(fù)位彈簧的力足夠大，當(dāng)比例電磁鐵斷電時(shí)，使控制腔的壓力大到可以使主閥關(guān)閉。 相應(yīng)的結(jié)構(gòu)圖如下所示： A 先導(dǎo)閥示意圖 控制腔油液對(duì)先導(dǎo)閥閥芯的壓力方向與比例電磁鐵剛好相反，這樣原來(lái)由比例電磁鐵單獨(dú)來(lái)控制先導(dǎo)閥閥芯的情形現(xiàn)在變?yōu)橛杀壤姶盆F和先導(dǎo)閥復(fù)位彈簧共同控制。 導(dǎo)閥閥 芯詳細(xì)受力分析 下圖為先導(dǎo)閥閥芯受力示意圖： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 20 2圖 2先導(dǎo)閥閥芯受力示意圖 (1) 先導(dǎo)閥閥芯受力分析 如前面的插裝閥一樣，建立先導(dǎo)閥閥芯的平衡方程如下： 2 F (2 式中： 控制 腔油液壓力； 閥芯上端面積， 控制腔油液對(duì)閥芯的壓力； 先導(dǎo)閥閥芯在移動(dòng)過(guò)程中受到的穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力； 先導(dǎo)閥閥芯在移動(dòng)過(guò)程中受到的摩擦力； 先導(dǎo)閥閥芯所受比例電磁鐵向下的推力； 閥芯自重。 忽略閥芯自重閥芯移動(dòng)過(guò)程中穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力（ 2為： F 2(2轉(zhuǎn)化為 2(2買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 21 上式即控制腔壓力的決定因素。 式中2 222 (2其中，2先導(dǎo)閥閥芯相對(duì)于中位時(shí)的位移。 由于先導(dǎo)閥閥芯相對(duì)于中位時(shí) 的位移 2對(duì)于先導(dǎo)閥彈簧的預(yù)壓縮量較小，因此在不作精確計(jì)算時(shí)可將其忽略，故式 (2化為： F 2(2或 (2上式即為控制腔壓力與比例電磁鐵輸出力的關(guān)系式。 (2) 彈簧預(yù)緊力如 例電磁鐵斷電的時(shí)候主閥應(yīng)當(dāng)關(guān)閉，即此時(shí)比例閥應(yīng)滿足使主閥閥芯關(guān)閉的條件。由 使主閥關(guān)閉， 滿足 即 2 而此時(shí) ,故 其中 半徑為 本閥中擬定為 4 24 =代入式 (2 ,得 2 (23上式表明當(dāng)比例電磁鐵輸出力為 0時(shí)，欲使主閥關(guān)閉，先導(dǎo)閥彈簧的預(yù)緊力必須大于 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 22 而在本設(shè)計(jì)中，先導(dǎo)閥彈簧擬選擇如下： 彈簧簧絲直徑 2d =2.0 簧中徑 10 度258 N/以 22 158 (2上式說(shuō)明要使比例閥具斷電保護(hù)功能，先導(dǎo)閥彈簧的預(yù)壓縮量（此預(yù)壓縮量是指先導(dǎo)閥閥芯處中位時(shí)，先導(dǎo)閥彈簧的預(yù)壓縮量）必須大于 際應(yīng)用時(shí)為保有一定保險(xiǎn)系數(shù)，復(fù)位彈簧的預(yù)緊力應(yīng)高于此值，故在本設(shè)計(jì)中采用 預(yù)壓縮量。所以，先導(dǎo)閥閥芯處于中位時(shí)，先導(dǎo)閥彈簧的預(yù)緊力為： 4 2 29158222 計(jì)算出先導(dǎo)閥的彈簧的預(yù)緊力后，將其與 入式 (2得： 3) 先導(dǎo)閥調(diào)定壓力的增量表達(dá)式 由式 (2控制腔壓力增量： 2XC 2XC () (2代入?yún)?shù)得： 上式的數(shù)學(xué)含義為比例電磁鐵增量為 時(shí)，對(duì)應(yīng)的控制腔壓力的增量為 或 將上式中自變量與因變量調(diào)換得： 或 P 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 23 上式的數(shù)學(xué)含義為當(dāng)控制腔的壓力增量為，對(duì)應(yīng)的比例電磁鐵的增量必為或P 。 導(dǎo)閥溢流部分的設(shè)計(jì) 減壓閥能夠保持其出口壓力（在本設(shè)計(jì)即控制腔的油液壓力）不會(huì)低于比例電磁鐵的設(shè)定值，但是如果減壓閥由于某種原因?qū)е驴刂魄坏膲毫ν蝗辉龈撸ㄈ缫簤合到y(tǒng)的沖擊）或者是比例電磁鐵調(diào)定力突然下降都將導(dǎo)致閥芯迅速下移，控制腔的油液還未來(lái)得及泄出就被封閉起來(lái)，這樣的后果是控制腔壓力在一段時(shí)間內(nèi)高于先導(dǎo)閥的調(diào)定值，而由前所述，主閥閥芯開(kāi)度是由控制腔壓力決定的，因此也將導(dǎo)致主閥閥芯開(kāi)度偏離調(diào)定值，而造成電液比例閥失調(diào)。 為解決這個(gè)問(wèn)題，本設(shè)計(jì) 再在減壓閥之上復(fù)合了一個(gè)溢流閥，而且使該閥的開(kāi)啟壓力剛好等于前面減壓閥的調(diào)定壓力，這樣當(dāng)出現(xiàn)控制腔的壓力突然高于比例電磁鐵調(diào)定壓力的情況出現(xiàn)時(shí)，溢流閥開(kāi)啟讓油液泄出，以使控制腔的壓力回復(fù)到調(diào)定值上。其結(jié)構(gòu)圖如下所示： A 先導(dǎo)閥結(jié)構(gòu)示意圖圖 同樣將閥芯自重及閥芯移動(dòng)過(guò)程中的摩擦力及穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力忽略，建立閥芯運(yùn)動(dòng)方程， 得： F 2(2或 F 2(2或 (2買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 24 由上式可知，先導(dǎo)閥的溢流部分的開(kāi)啟壓力 F 2，可見(jiàn)溢流部分的開(kāi)啟壓力正好將等于減壓部分的調(diào)定壓力，這樣就滿 足了前面提到的控制要求，使控制腔的壓力能恒定先導(dǎo)閥的調(diào)定值上，且這個(gè)值將與 導(dǎo)閥的連接方式 當(dāng)主閥為正向（即節(jié)流閥的總進(jìn)油口接 出油口接 液從口流向口）時(shí)， 口，口接油箱，此連接在通道塊中實(shí)現(xiàn)（通道塊上加工有具專門通油道，本閥安裝時(shí)就是要插入通道塊中）； 當(dāng)主閥為反向通流（即節(jié)流閥的總進(jìn)油口接 出油口接 液從 口）時(shí)， 口接油箱。 導(dǎo)閥的原理分析 本設(shè)計(jì) 中先導(dǎo)閥全稱應(yīng)當(dāng)稱為電液比例三通減壓溢流閥。在先導(dǎo)閥內(nèi)部，當(dāng)油液從口流向 油液從 口時(shí)為溢流閥功能。 該先導(dǎo)閥也可以看為一個(gè)三位三通滑閥式換向閥，其有上、中、下三個(gè)位置，有 K、 X、 閥芯處于中位時(shí)，三個(gè)通口全關(guān)閉；當(dāng)閥芯處上