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1、畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 論文題目：論文題目：液壓元件綜合實(shí)驗(yàn)與分析液壓元件綜合實(shí)驗(yàn)與分析溢流閥溢流閥 Y-10B 溢流閥溢流閥 摘 要 在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，液流的壓力是最基本的參數(shù)之一，執(zhí)行元件的輸出力或輸出 扭矩的大小，主要由供給的液壓力所決定。為了對(duì)油液壓力進(jìn)行控制，并實(shí)現(xiàn)和提高 系統(tǒng)的穩(wěn)壓、保壓、減壓、調(diào)壓等性能或利用壓力變化實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的順序動(dòng)作等， 根據(jù)油液壓力和控制機(jī)構(gòu)彈簧力相平衡的工作原理，人們?cè)O(shè)計(jì)制造了各種壓力控制閥。 在液壓設(shè)備中主要起定壓溢流作用和安全保護(hù)作用。 定壓溢流作用：在定量泵節(jié)流調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，定量泵提供的是恒定流量。當(dāng)系統(tǒng)壓 力增大時(shí)，會(huì)使流量需求減小。此時(shí)溢流閥開啟

2、，使多余流量溢回油箱，保證溢流閥 進(jìn)口壓力，即泵出口壓力恒定（閥口常隨壓力波動(dòng)開啟） 。 安全保護(hù)作用：系統(tǒng)正常工作時(shí)，閥門關(guān)閉。只有負(fù)載超過(guò)規(guī)定的極限（系統(tǒng)壓 力超過(guò)調(diào)定壓力）時(shí)開啟溢流，進(jìn)行過(guò)載保護(hù)，使系統(tǒng)壓力不再增加（通常使溢流閥 的調(diào)定壓力比系統(tǒng)最高工作壓力高 1020） 。 實(shí)際應(yīng)用中一般有：作卸荷閥用，作遠(yuǎn)程調(diào)壓閥，作高低壓多級(jí)控制閥，作順序 閥，用于產(chǎn)生背壓（串在回油路上） 。 溢流閥一般有兩種結(jié)構(gòu)：1、直動(dòng)型溢流閥 2、先導(dǎo)型溢流閥 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：工作原理、實(shí)際應(yīng)用、設(shè)計(jì)加工 目 錄 摘 要 1 緒 論 .1 第 1 章1 1.1 液壓技術(shù)的發(fā)展歷史.1 1.2 我國(guó)液壓閥技術(shù)

3、的發(fā)展概況.2 1.3 本課題的目的及研究范圍.3 第第 2 章章溢流閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 2.1 直動(dòng)型溢流閥.4 2.2 先導(dǎo)式溢流閥.6 第第 3 章章溢流閥主要參數(shù)設(shè)計(jì) 8 3.1 靜態(tài)特性：.8 3.2 動(dòng)態(tài)特性.8 3.3 先導(dǎo)型溢流閥的靜態(tài)特性分析：10 第第 4 章章溢流閥的基本應(yīng)用 .14 第第 5 章章溢流閥的零部件及加工 .16 5.1 調(diào)節(jié)桿及其加工16 5.2 調(diào)壓螺帽及其加工19 5.3 先導(dǎo)閥芯及其加工21 5.4 先導(dǎo)閥座及其加工23 總 結(jié) .29 致 謝 .30 參考文獻(xiàn) .31 第 1 章 緒 論 液壓技術(shù)作為一門新興應(yīng)用學(xué)科，雖然歷史較短，展的速度卻非常驚人

4、。 液壓設(shè)備能傳遞很大的力或力矩，單位功率重量輕，結(jié)構(gòu)尺寸小，在同等功率 下，其重量的尺寸僅為直流電機(jī)的 10%20%左右；反應(yīng)速度快、準(zhǔn)、穩(wěn)；又能 在大范圍內(nèi)方便地實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速；易實(shí)現(xiàn)功率放大；易進(jìn)行過(guò)載保護(hù)；能自動(dòng) 潤(rùn)滑，壽命長(zhǎng)，制造成本較低。因此，世界各國(guó)均已廣泛地應(yīng)用在鍛壓機(jī)械、 工程機(jī)械、機(jī)床工業(yè)、汽車工業(yè)、冶金工業(yè)、農(nóng)業(yè)機(jī)械、船舶交通、鐵道車輛 和飛機(jī)、坦克、導(dǎo)彈、火箭、雷達(dá)等國(guó)防工業(yè)中。 液壓傳動(dòng)設(shè)備一般由四大元件組成，即動(dòng)力元件液壓泵；執(zhí)行元件 液壓缸和液壓馬達(dá)；控制元件各種液壓閥；輔助元件油箱、蓄能器 等。 液壓閥的功用是控制液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的油流方向，壓力和流量；實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元 件

5、的設(shè)計(jì)動(dòng)作以控制、實(shí)施整個(gè)液壓系統(tǒng)及設(shè)備的全部工作功能。 1.1 液壓技術(shù)的發(fā)展歷史液壓技術(shù)的發(fā)展歷史 液壓技術(shù)最早是 19 世紀(jì)末在西方發(fā)展起來(lái)的。我國(guó)從 50 年代后期開始起 步。目前各國(guó)都非常重視液壓技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用?？偟膩?lái)看，美國(guó)在這一領(lǐng)域 的技術(shù)、產(chǎn)值在世界上處于領(lǐng)先地位，但面臨西歐和日本的激烈競(jìng)爭(zhēng)。從行業(yè) 上看，一段時(shí)間里，主機(jī)制造商傾向于外購(gòu)的元件自行設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)。但由于 技術(shù)日益復(fù)雜，使得用從各制造商購(gòu)得的元件建立具有穩(wěn)定市場(chǎng)效益的液壓系 統(tǒng)越來(lái)越困難。設(shè)計(jì)的人物正向元件制造商轉(zhuǎn)移，由專業(yè)液壓廠商提供成套系 統(tǒng)，但只有大公司才能承擔(dān)這項(xiàng)任務(wù)?；诖?，全球性的跨國(guó)公司展開了競(jìng)爭(zhēng)、

6、 合并。大量的資金用于技術(shù)的開發(fā)和革新，較小的公司負(fù)擔(dān)不起這樣的開支， 其中很大一部分被擠出市場(chǎng)。我國(guó)經(jīng)過(guò) 40 多年的發(fā)展，液壓行業(yè)已具有一定的 獨(dú)立開發(fā)能力，能生產(chǎn)出一批技術(shù)先進(jìn)、質(zhì)量較好的元件、系統(tǒng)和整機(jī)，隨著 我國(guó)加入 WTO，向國(guó)際先進(jìn)技術(shù)學(xué)習(xí)、與世界著名的大公司合作的機(jī)會(huì)越來(lái)越 多，液壓技術(shù)在機(jī)械設(shè)備中的發(fā)展速度日新月異。 1.21.2 我國(guó)液壓閥技術(shù)的發(fā)展概況我國(guó)液壓閥技術(shù)的發(fā)展概況 我國(guó)的液壓工業(yè)及液壓閥的制造，起始于第一個(gè)五年計(jì)劃（19531957 年） ， 期間，由于機(jī)床制造工業(yè)發(fā)展的迫切需求，50 年代初期，上海機(jī)床廠、天津液 壓件廠仿造了蘇聯(lián)的各類低壓泵、閥。 隨后，以

7、廣州機(jī)床研究所為主，在引進(jìn)消化國(guó)外中低壓元件制造技術(shù)的基 礎(chǔ)上，自行設(shè)計(jì)了公稱壓力為 2.5MPa 和 6.3MPa 的中低壓液壓閥系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱廣 州型） ，并迅速投入大批量生產(chǎn) 60 年代初期，為適應(yīng)液壓工程機(jī)械從中低壓向高壓方向的發(fā)展，以山西榆 次液壓件廠為主，引進(jìn)了日本油研公司的公稱壓力為 21MPa 的中高壓液壓閥系 列，以及全部加工技術(shù)和制造、試驗(yàn)設(shè)備，并據(jù)此發(fā)展、設(shè)計(jì)成我國(guó)的中高壓 液壓閃系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱榆次型） 。 1968 年，當(dāng)時(shí)的一機(jī)部組織有關(guān)單位，在公稱壓力 21MPa 液壓閥的基礎(chǔ)上， 設(shè)計(jì)了我國(guó)一套公稱壓力為 31.5MPa 的高壓閥系列，并投入批量生產(chǎn)。 為使產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化

8、、通用化、系列化，我國(guó)于 1973 年再次組成“液壓閥 聯(lián)合設(shè)計(jì)組” ， 在總結(jié)國(guó)產(chǎn)高壓閥設(shè)計(jì)、生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，借鑒了國(guó)外同類產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)， 性能、工藝特點(diǎn)，又增補(bǔ)了多種規(guī)格和新品種，并使國(guó)產(chǎn)閥的安裝連接尺寸首 次符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。并于 1977 年正式完成了公稱壓力為 31.MPa 的高壓閥新系列 的設(shè)計(jì)。1978 年起，通過(guò)全系列圖紙的審查、試制、鑒定等工作，并在全國(guó)推 廣使用。1982 年，通過(guò)了全系列的定型工作。故上述產(chǎn)品簡(jiǎn)稱為“82 年聯(lián)合設(shè) 計(jì)型高壓液壓閥系列” 。 為適應(yīng)高壓、大流量的液壓傳動(dòng)要求，濟(jì)南鑄鍛研究所、上海 704 研究所 和北京冶金液壓機(jī)械廠等單位，自 1976 年開始

9、，還引進(jìn)、消化和研制了二通插 裝閥（簡(jiǎn)稱 CV 閥） ，并在 80 年代初期，完成了自己的系列。二通插裝閥作為不 同于常規(guī)閥的另一類液壓閥類，也正在開拓著它的使用范圍。 此外，隨著組合機(jī)床在機(jī)械制造行業(yè)中的廣泛應(yīng)用，1975 年，大連組合機(jī) 床研究引進(jìn)、消化、吸收和研制了疊加式液壓閥。 建國(guó)以來(lái)，我國(guó)液壓行業(yè)及液壓閥的制造生產(chǎn)，從無(wú)到有，發(fā)展很快，取 得了巨大的成績(jī)。但與國(guó)外同類產(chǎn)品相比，品種和性能指標(biāo)還有較大差距。為 了提高我國(guó)液壓行業(yè)的綜合素質(zhì)，國(guó)家機(jī)械部制定了以下調(diào)整原則： A 類重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)品（包括國(guó)產(chǎn)的電液伺服閥、比例閥和數(shù)字控制閥以及引 進(jìn)、消化德國(guó)力士樂公司的壓力為 21、35、6

10、3MPa，通徑為 632mm 的三大類液 壓閥和我國(guó)自行開發(fā)的疊加閥、插裝閥及 GE 系列閥等） ； B 類允許保留和過(guò)渡產(chǎn)品（包括目前應(yīng)用面廣、市場(chǎng)需求最大，一時(shí)尚無(wú) 替代產(chǎn)品；國(guó)內(nèi) 70 年代、80 年代開發(fā)的，現(xiàn)在已成為主導(dǎo)產(chǎn)品，雖然技術(shù)上 達(dá)不到國(guó)際 80 年代水平，但需要保留一段時(shí)間的產(chǎn)品。 ） C 類限制發(fā)展和逐步淘汰產(chǎn)品。 （指水平低，性能差，耗能耗材的產(chǎn)品，不 符合標(biāo)準(zhǔn)的落后產(chǎn)品，不符合標(biāo)準(zhǔn)的老產(chǎn)品，具體指我國(guó) 50、60 年代設(shè)計(jì)的廣 州型中低壓系列，及與之相仿的早期產(chǎn)品。 ） 1.31.3 本課題的目的及研究范圍本課題的目的及研究范圍 作為工科類院校，特別是機(jī)械專業(yè)，液壓技

11、術(shù)是一門必不可少的課程，但 由于學(xué)科本身內(nèi)容的復(fù)雜，本課將重點(diǎn)對(duì)溢流閥部分進(jìn)行加工與設(shè)計(jì)，主要研 究對(duì)象為溢流閥。在進(jìn)行加工的同時(shí)，對(duì)溢流閥部分零件進(jìn)行編程。最后，針 對(duì)溢流閥的理論研究進(jìn)行討論，內(nèi)容包括溢流閥的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、型號(hào) 說(shuō)明、應(yīng)用情況以及各種閥的比較等。 P OO O P P (a)(b)(c)(d) 第 2 章溢流閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 溢流閥的基本功用是：當(dāng)系統(tǒng)的壓力達(dá)到或超過(guò)溢流閥的調(diào)定壓力時(shí)，系 統(tǒng)的油液通過(guò)閥口溢出一些，以維持系統(tǒng)壓力近于恒定，防止系統(tǒng)壓力過(guò)載， 保障泵、閥和系統(tǒng)的安全，此時(shí)的溢流閥常稱為安全閥或限壓閥。 溢流閥的根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為直動(dòng)型和先導(dǎo)型兩種。 2.12.

12、1 直動(dòng)型溢流閥直動(dòng)型溢流閥 圖 3-1 直動(dòng)型溢流閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 （a）錐閥式 (b)球閥式 (c)滑閥式 (d)溢流閥的基本符號(hào) 1-調(diào)壓螺栓 2-彈簧 3-閥芯 4-閥體（含閥座） 錐閥式和球閥式又叫座閥式溢流閥，特點(diǎn)是動(dòng)作靈敏，密封性能好，配合 沒有泄漏間隙，但導(dǎo)向性差，沖擊性較強(qiáng)，閥座閥芯易損壞?；y式由于閥口 有一段密封搭合量，穩(wěn)定性較好，不易產(chǎn)生自激振動(dòng)，但動(dòng)作反應(yīng)較慢。 下面以錐閥式 DBD 直動(dòng)型溢流閥為例說(shuō)時(shí)其工作原理： A A A-A (c) (d) P T (a) (b) 圖 3-2 錐閥式 DBD 直動(dòng)型溢流閥（插裝式） （a）結(jié)構(gòu)圖 （b）局部放大圖 （c）簡(jiǎn)化符號(hào) （

13、d）詳細(xì)符 號(hào) 1-偏流盤 2-錐閥 3-阻尼活塞 4-調(diào)節(jié)桿 5-調(diào)壓彈簧 6-閥套 7-閥座 （1 1）工作原理）工作原理: 設(shè)彈簧預(yù)緊力為 Ft,活塞底部面積為 A 則： 當(dāng) PA Ft 時(shí),閥口打開,PT,穩(wěn)壓溢流或安全保護(hù)。 錐閥開啟后,由1得錐閥的力平衡方程為： PAK(+)+G F +Fs Fj 0 XX f P= K(+)+G F +Fs Fj/A (3-1) 0 XX f 式中 ： K、分別為彈簧剛度和預(yù)壓縮量（m）;G 為閥芯自重（水平 0 X 時(shí)不考慮）:F 為閥芯與閥套間的摩擦力（N） ；Fs 為穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力（N） ；Fj f 為射流力(N)。 又 Fs=0, Fj=KX

14、(N) K P T 遙控口 進(jìn)油口 出油口 P1 a P2 符號(hào) P=( K+G F )/A (3-2) 0 X f （2 2）調(diào)壓原理）調(diào)壓原理：調(diào)節(jié)調(diào)壓螺帽改變彈簧預(yù)壓縮量,便可調(diào)節(jié)溢流閥調(diào)整壓力。 （3 3）特點(diǎn)）特點(diǎn)：從式（3-2）可知這種閥的進(jìn)口壓力 P 不受流量變化的影響,被力 P 變化很小,定壓精度高。但由于 Ft 直接與 PA 平衡,若 P 較高,Q 較大時(shí),K 就相 應(yīng)地較大,不但手調(diào)困難,且 Ft 略有變化,p 變化較大,所以一般用于低壓小流量 場(chǎng)合。 2.22.2 先導(dǎo)式溢流閥先導(dǎo)式溢流閥 先導(dǎo)閥 -直動(dòng)式錐閥，硬彈簧。 （1 1） 組成組成 : 帶有導(dǎo)向圓錐面的錐閥（二

15、級(jí)同心式）和軟簧 主閥 滑閥和軟彈簧。 帶有多節(jié)導(dǎo)向圓錐面的錐閥（三級(jí)同心式）和軟 彈簧 圖 3-3 YF 型三節(jié)同心先導(dǎo)溢流閥（板式） 1、閥體 2、主閥座 3、主閥芯 4、閥蓋（先導(dǎo)閥體）5、先導(dǎo)閥座 6、先導(dǎo)閥錐式閥芯 7、調(diào)壓彈簧 8、調(diào)節(jié)桿 9、調(diào)壓螺栓 10、手輪 11、主閥彈簧 先導(dǎo)型溢流閥的先導(dǎo)閥是一個(gè)小規(guī)格的錐閥式直動(dòng)溢流閥，其彈 簧用于調(diào)定主閥部分的溢流壓力。主閥的彈簧不起調(diào)壓作用，僅是為 了克服摩擦力使主閥芯及時(shí)回位而設(shè)置。 （2 2）工作原理）工作原理：設(shè) Ac 為先導(dǎo)閥閥座孔面積（m ）,Fx、Kx 為先導(dǎo)閥彈簧 2 預(yù)緊力、剛度,Ft、G、Ff、Ky為主閥彈簧預(yù)緊力

16、、自重、摩擦力。 當(dāng) P2Ac Fx 時(shí),導(dǎo)閥打開,主閥兩端產(chǎn)生壓差: 當(dāng) p p Ft+G+F時(shí),主閥打開穩(wěn)壓溢流或安f 全保護(hù)。 由1得主閥芯和導(dǎo)閥的力平衡方程分別為： fy FGyyKAPAP)( 02211 )( 02 XXKAP xc 由上兩式可得溢流閥進(jìn)口壓力為： （Pa） (3-)( 1 )( 0 1 0 1 2 1fy c x FGyyK A XX A K A A P 3) （3 3）調(diào)壓原理：）調(diào)壓原理：調(diào)節(jié)調(diào)壓螺帽,改變硬彈簧力,即可改變壓力。 （4 4）特點(diǎn)）特點(diǎn): : 溢流閥穩(wěn)定工作時(shí),主閥閥芯上部壓力小于下部壓力。 即使下部壓力較大,因有上部壓力,彈簧可做得較軟,流量

17、變化 引起閥心位置變化時(shí),彈簧力的變化量較小,壓力變化小。 又 調(diào)壓彈簧調(diào)好后,上部壓力為常數(shù)。 壓力隨流量變化較小,克服了直動(dòng)式溢流閥的缺點(diǎn)。 還 先導(dǎo)閥的溢流量?jī)H為主閥額定流量的 1%左右 先導(dǎo)閥閥座孔面積 AC、開口量 x、調(diào)壓彈簧剛度 KX都不必很 大 先導(dǎo)型溢流閥廣泛用于高壓、大流量場(chǎng)合。 第 3 章 溢流閥主要參數(shù)設(shè)計(jì) 溢流閥工作時(shí)，隨著溢流量的變化，系統(tǒng)壓力會(huì)產(chǎn)生一些波動(dòng)，不同的溢 流閥其波動(dòng)程度不一同。因此一般用溢流閥穩(wěn)定工作時(shí)的壓力-流量特性來(lái)描述 溢流閥的動(dòng)、靜態(tài)特性。 3.13.1 靜態(tài)特性：靜態(tài)特性： （1）壓力調(diào)節(jié)范圍 定義：調(diào)壓彈簧在規(guī)定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時(shí)，系統(tǒng)壓力平穩(wěn)（

18、壓力無(wú)突跳及遲滯 現(xiàn)象）上升或下降最大和最小調(diào)定壓力差值。 （2）啟閉特性 定義：溢流閥從開啟到閉合全過(guò)程的被控壓力 p 與通過(guò)溢流閥的溢流量 q 之間的關(guān)系。 一般用溢流閥處于額定流量、額定壓力 Ps 時(shí)，開始溢流的開啟 壓力 Pk 和停止溢流的閉合壓力 P分別與 Ps 的百分比來(lái)表示。B 開啟壓力比： =(Pk/Ps)100% K P 閉合壓力比： =( P/Ps)100% B PB 兩者越大及越接近,溢流閥的啟閉特性越好。一般規(guī)定：開啟壓力比應(yīng)不小 于 90%，閉合壓力比應(yīng)不小于 85%，其靜態(tài)特性較好。 （3）卸荷壓力：當(dāng)溢流閥作卸荷閥用時(shí)，額定流量下進(jìn)、出油口的壓力差 稱為卸荷壓力。

19、 （4）最大允許流量和最小穩(wěn)定流量：溢流閥在最大允許流量（即額定流量） 下工作時(shí)應(yīng)無(wú)噪聲。 3.23.2 動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性 （1）壓力超調(diào)量：最大峰值壓力與調(diào)定壓力的差值。 （2）響應(yīng)時(shí)間：指從起始穩(wěn)定壓力與最終穩(wěn)態(tài)壓力之差的 10%上升到 90% 的時(shí)間。(即圖 3-4 中 A、B 兩點(diǎn)的間的時(shí)間間隔) （3）過(guò)渡過(guò)程時(shí)間：指從調(diào)定壓力到最終穩(wěn)態(tài)壓力的時(shí)間。(即圖 3-4 中 B 點(diǎn)到 C 點(diǎn)間的時(shí)間間隔) （4）升壓時(shí)間：指溢流閥自卸荷壓力上升至穩(wěn)定調(diào)定壓力所需時(shí)間。 （即 圖 3-5 的t1） （5）卸荷時(shí)間：指卸荷信號(hào)發(fā)出后由穩(wěn)態(tài)壓力狀態(tài)到卸荷壓力狀態(tài)所需的 時(shí)間。(即圖 3-5 中的

20、t2) 1.05(pn-p0) 0.95(pn-p0) 0.9(pn-p0) 0.1(pn-p0) p t p pn 0 P0 C B A t 1 圖 3-4 流量階躍變化時(shí)溢流閥的進(jìn)口壓力響應(yīng)特性 D C 0.9(pn-p0) 0.1(pn-p0) t p pn 0 P0 B A t 1 圖 3-5 溢流閥升壓與卸荷特性 3.33.3 先導(dǎo)型溢流閥的靜態(tài)特性分析：先導(dǎo)型溢流閥的靜態(tài)特性分析： 以本次設(shè)計(jì)中繪制 YF 型溢流閥為例：具體尺寸見相關(guān)裝配圖及零件圖。 （1 1）開啟過(guò)程：）開啟過(guò)程： 設(shè)額定排放壓力 pn=16MPa，開啟壓力 pk=14MPa，先導(dǎo)閥彈簧剛度為 Kx=42Nmm、

21、預(yù)壓縮量為 X0=5mm，主閥彈簧剛度y20N/mm、預(yù)壓縮量 y0=40mm 額定流量 qn=120L/min，主閥芯與閥孔間的摩擦力為 Ff，上、下腔的液 壓力分別為 p2和 p1，而其上下有效作用面積分別為 A2和 A1 A2=1055 mm2； )1640( 4 22 A1=1016 mm2) 5 . 1740( 4 22 =1.04 (符合在 1.031.05 之間的條件) 1016 1055 1 2 A A 主閥芯自重為： G=mg=0.189.8=1.764N， 先導(dǎo)閥孔座面積為： Ac=14.85 mm2 2 35 . 4 4 穩(wěn)態(tài)時(shí)的主閥開度 y=0.4mm，則： A. 當(dāng)液

22、壓系統(tǒng)壓力 p1低于先導(dǎo)閥的開啟壓力 pk時(shí)，先導(dǎo)閥保持關(guān)閉。根 據(jù)1此時(shí)主閥芯受力條件為 A1 p1 A2 p1+Kyy0+G+Ff (3-4) 式中 KX、Ky分別為先導(dǎo)閥彈簧和主閥彈簧的剛 度（N/m） ；X0、y0 分別為先導(dǎo)閥彈簧和主閥彈 簧的預(yù)壓縮量（m） 。此時(shí)閥口仍關(guān)閉。 B. 當(dāng)系統(tǒng)壓力上升到先導(dǎo)閥的開啟壓力時(shí)， 先導(dǎo)閥處于即將開啟但未開啟的狀態(tài)，主閥芯受 力關(guān)系仍為式（3-4） 1 2 C P2 p1 尾碟 D1 A2 A1 x qqp ql q1c Ac x 圖 3-6 先導(dǎo)型溢流閥示意圖 C. 當(dāng)系統(tǒng)壓力升高超過(guò)先導(dǎo)閥開啟壓力時(shí)，先導(dǎo)閥打開，液壓油經(jīng)由阻尼 孔流向先導(dǎo)閥

23、再流回油箱。此時(shí)主閥芯上下兩腔將產(chǎn)生壓力差，但尚未到達(dá)足 以抬升主閥芯的程度，根據(jù)1主閥芯的受力方程為： A1 p1q A2 p2q+Kyy0+G+Ff （3-5） D. 當(dāng)系統(tǒng)壓力上升到主閥開啟壓力時(shí)，通過(guò)阻尼孔的流量增大，產(chǎn)生的壓 力差使主閥芯處于平衡狀態(tài)：根據(jù)1有力平衡方程： A1 p1n = A2 p2n + Kyy0+G+Ff （3-6） E. 當(dāng)系統(tǒng)壓力高于主閥開啟壓力時(shí)，主閥開啟，根據(jù)1其受力為 = A2 p2+Ky（y0+y）+G+Ff 111111 2sinypDCpA （3-7） 式中，y 為主閥口的開度（m） ；為液體入射角，近似等于維閥半維角 1 =38.5（0） ；D

24、1=16 為主閥座孔直徑（m）; 根據(jù)7主閥口流量系數(shù) 1 C1=0.770.8(取 0.8)為。 F. 當(dāng)系統(tǒng)壓力升到調(diào)定壓力時(shí)，閥內(nèi)通過(guò)額定流量，根據(jù)1此時(shí)主閥芯受 力方程為： = A2 p2n+Ky（y0+y）+G+Ff （3-8） 1111 2sin nn ypDCpA 到此，溢流閥開啟完成。 （2 2）閉合過(guò)程：）閉合過(guò)程： 其過(guò)程與開啟過(guò)程相反，但各關(guān)鍵點(diǎn)相似，不同的是由于摩擦力方向改變， 造成閥口的關(guān)閉壓力比相應(yīng)的開啟壓力要小。 （3 3）靜態(tài)特性關(guān)系式）靜態(tài)特性關(guān)系式 先導(dǎo)型溢流閥在穩(wěn)態(tài)溢流條件下，滿足下列關(guān)系式： A. 根據(jù)1，主閥口出流方程式為 （m3/s） (3-9) 1

25、111 2 sinpyDCq 式中，p1 為受控壓力（a） ，油液密度=900（kg/m3）,其他參數(shù)意義同 前。 B. 主閥芯受力平衡方程式： A2 p2Ky（y0+y）+GFf （N） （3- 11p A 1111 2sinypDC 10） 式中，F(xiàn)f開啟時(shí)取正號(hào)，閉合時(shí)取負(fù)號(hào)；其余參數(shù)意義同前。 C. 通過(guò)主閥芯阻尼孔的流量方程式： 阻尼孔結(jié)構(gòu)為細(xì)長(zhǎng)孔，根據(jù)3其流量 q= (m3/s) (3-11)( 2 210 ppAC 式中阻尼孔截面積 A0=0.785（m2）; 根據(jù)3阻尼孔的流量系數(shù) C 2 1 4 =0.82。 D. 先導(dǎo)閥口出流方程式根據(jù)1有： q= (m3/s) (3-12

26、) 222 2 sinpdxC 式中，根據(jù)3先導(dǎo)閥流量系數(shù) C2=0.77，先導(dǎo)閥閥座孔直徑 d=4 (mm);x 為 先導(dǎo)閥閥口的軸向開度（m） ；先導(dǎo)閥芯的半錐角=20（0） 。 2 E. 先導(dǎo)閥芯受力平衡方程式根據(jù)1有： Ac p2Kx（x0+x） （N） （3-13） 222 2sinxpdC 式中，各參數(shù)意義同前。 (4)(4) 溢流閥內(nèi)泄漏量：溢流閥內(nèi)泄漏量： 根據(jù)10按偏心環(huán)狀縫隙的流量公式來(lái)計(jì)算： q=(cm3/s) (3-14) )( 654 . 0 3 ZbL prD g 式中，主閥芯直徑： D=4（cm） 主閥芯直徑 D 與閥體間的單邊配合間隙 ： r=0.005（cm）

27、 公稱壓力： Pg=16Mpa=16/0.09807163.15（kgf/cm2） 油液動(dòng)力粘度： )/(10592 . 2 90010 8 . 28 226 msN （kgf.s/cm2）026 . 0 )/.( 9807 . 0 10592 . 2 2 2 cmskgf 主閥芯與閥體的配合長(zhǎng)度 ： L=1.5（cm） L 處均壓槽數(shù) ： Z=7 均壓槽寬： B=0.05（cm） 則： q=1.7610-3 (cm3/s) )05 . 0 75 . 1 (026 . 0 15.163005 . 0 4 654 . 0 3 第 4 章 溢流閥的基本應(yīng)用 （1 1）穩(wěn)壓溢流回路）穩(wěn)壓溢流回路：溢

28、流閥和定量泵、節(jié)流閥并聯(lián)，閥口常開。在采用定 量泵的液壓系統(tǒng)中，溢流閥與節(jié)流元件及負(fù)載并聯(lián)，由于泵的供油量大于節(jié)流 閥通道的需求量，液壓升高。此時(shí)，溢流閥作定壓閥使用，閥口打開，使多余 的油液回油箱，以保持節(jié)流閥進(jìn)口的系統(tǒng)壓力基本為恒定值。因此，閥口常開 并且隨著節(jié)流閥的調(diào)節(jié)溢流閥的開口相應(yīng)變化。使系統(tǒng)的壓力與溢流閥彈簧的 作用力保持平衡系統(tǒng)的工作壓力基本不變由此可以看出溢流閥起這定壓和溢流 作用同時(shí)也起到保護(hù)系統(tǒng)的作用。 （如圖 3-7 所示） （2 2）安全限壓回路）安全限壓回路：溢流閥和變量泵組合，在變量泵供油系統(tǒng)中作安全閥 用。溢流閥的調(diào)整壓力一般比系統(tǒng)最大工作壓力高 5%-10%因此

29、它在系統(tǒng)正常工 作時(shí)是關(guān)閉的。泵輸出的油量全部進(jìn)入系統(tǒng)，泵的工作壓力隨負(fù)載變化而變化， 僅在壓力達(dá)到溢流閥的調(diào)整壓力時(shí)閥口才打開油液排至油箱。這時(shí)泵的工作壓 力等于溢流閥的調(diào)整壓力，并且不會(huì)繼續(xù)升高以防止系統(tǒng)過(guò)載保護(hù)泵和整個(gè)系 統(tǒng)的過(guò)載保護(hù)泵和整個(gè)系統(tǒng)的安全。因此，稱安全閥（如圖 3-8 所示） 圖 3-7 穩(wěn)壓溢流回路 圖 3-8 安全限壓回路 （3 3）遠(yuǎn)程調(diào)壓回路）遠(yuǎn)程調(diào)壓回路：將先導(dǎo)式溢流閥的遠(yuǎn)程控制口 K 接遠(yuǎn)程調(diào)壓閥進(jìn)油口， 并 p 遠(yuǎn)程 p 主調(diào)（如圖 3-9 所示） （4 4）系統(tǒng)卸荷回路）系統(tǒng)卸荷回路：溢流閥和二位二通閥組合（先導(dǎo)式） （如圖 3-10 所示） 將先導(dǎo)式溢流閥

30、的遙控口 K 通過(guò)二位二通電磁換向閥直接與油箱連接，當(dāng)換向 閥的 P、O 口處于聯(lián)通狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)卸荷 （5 5）多級(jí)調(diào)壓回路）多級(jí)調(diào)壓回路（如圖 3-11 所示） （6 6）形成背壓）形成背壓 P O 圖 3-9 遠(yuǎn)程調(diào)壓回路 圖 3-10 系統(tǒng)卸荷回路 低壓 高壓 圖 3-11 多級(jí)調(diào)壓回路 第 5 章 溢流閥的零部件及加工 溢流閥由溢流閥和單向閥組成。當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到溢流閥的開啟壓力時(shí)，溢 流閥開啟，泵卸荷；當(dāng)系統(tǒng)壓力降至溢流閥的關(guān)閉壓力時(shí)，溢流閥關(guān)閉，泵向 系統(tǒng)加載。使泵卸荷時(shí)的壓力稱為卸荷壓力，使泵處于加載狀態(tài)的壓力稱為加 載壓力。溢流閥包括調(diào)節(jié)桿、調(diào)壓螺帽、先導(dǎo)閥心、先導(dǎo)閥座和主閥座。

31、 5.15.1 調(diào)節(jié)桿及其加工調(diào)節(jié)桿及其加工 1.1. 調(diào)節(jié)桿的加工編調(diào)節(jié)桿的加工編 程：程： O0001 %1 M3 S 600 T0101 G0 X18 Z0 G1 X-0.5 F80 G0 X16 Z2 G71 U1 R1 P10 Q20 X0.5 Z0.1 F100 G0 X100 Z2 M3 S1500 T0101 G0 X0 Z2 G1 Z0 F100 G3 X8 Z-2 R5 G1 Z-32 X12 X14 Z-33 Z-68 X16 G0 X100 Z100 M5 M0 M3 S500 T0202 G0 X15 Z-46 G1 X8 F20 G4 P1 G0 X16 Z-67

32、G1 X5.3 F20 X15 F150 Z-64 X5.3 F20 X15 F150 Z-61 G1 X5.3 F20 X15 F150 Z-58 X5.3 F20 X15 F150 Z-56 G1 X14 X12 Z-57 F20 X5 Z-67 X-0.5 F15 G0 X100 Z100 M5 M30 2.2. 工具夾緊工具夾緊 應(yīng)用在數(shù)控車床上的卡盤有很多種,包括二爪卡盤、三爪自定心卡盤、四 爪單動(dòng)卡盤等。此零件加工應(yīng)用的是三爪自定心卡盤（以下零件都是應(yīng)用三爪 自定心卡盤） 。如圖： （1）將卡盤夾住工件的右邊 15mm17mm，先加工直徑為 14mm，長(zhǎng)度 42mm 的圓柱。然后加

33、工直徑為 8mm，長(zhǎng)度為 32mm 的圓柱。再加工半徑為 5 的球。最 后倒角。 （2）拆卸工件，用卡盤夾住左邊 32mm，先加工直徑為 14mm，長(zhǎng)度為 21mm 的圓柱。然后加工直徑為 5mm，長(zhǎng)度為 10mm 的圓柱。再倒角。換一把切槽刀， 最后切直徑為 8mm，長(zhǎng)度為 4mm 的槽。 5.25.2 調(diào)壓螺帽及其加工調(diào)壓螺帽及其加工 1.1. 調(diào)壓螺帽的加工編程：調(diào)壓螺帽的加工編程： %2 M3 S600 T0101 G0 X45 Z0 G1 X18 F100 G0 X44 Z2 G71 U1 R1 P10 Q20 X0.5 Z0.1 F100 G0 X100 Z2 M3 S1500 T

34、0101 G0 X30 Z2 G1 Z0 F100 X32 Z-1 Z-18 G1 X40 X42 Z-19 X44 G0 X100 Z100 M5 M0 M3 S600 T0404 G0 X20 Z2 G71 U1 R1 P30 Q40 X-0.5 Z0.1 F100 G0 Z5 M3 S1500 T0404 G0 X24.5 Z2 G1 Z0 F100 X22.5 Z-1 Z-18 X20 G0 Z2 X100 Z100 M5 M0 M3 S600 T0303 G0 X22 Z4 G76 C1 A60 I0 P0 K0.93 X24 Z18 U-0.1 V-0.1 Q0.4 FI.5 G0

35、 Z2 X100 Z100 M5 M30 2.2.工具夾緊工具夾緊 （1）將卡盤夾住工件的左端 10mm-13mm，用外圓刀加工直徑為 32mm，長(zhǎng) 度為 18mm 的圓柱。然后倒 C2 的角。換一把內(nèi)鏜刀，加工直徑為 22.5mm，長(zhǎng)度 為 18mm 的孔。再加工直徑為 20mm，長(zhǎng)度為 10mmd 的內(nèi)孔。換一把內(nèi)螺紋刀加 工 M241.5，長(zhǎng)度為 18mm.。 （2）拆卸工件，將卡盤夾住右端 12mm14mm。用外圓刀加工直徑為 42mm，長(zhǎng)度為 17mm 的圓柱。 5.35.3 先導(dǎo)閥芯及其加工先導(dǎo)閥芯及其加工 1.1. 先導(dǎo)閥芯加工編程先導(dǎo)閥芯加工編程: : O0003 %1 M3

36、S600 T0101 G0 X13 Z0 G1 Z-0.5 F100 G0 Z12 X2 G71 U1 R1 P10 Q20 X0.5 Z0.1 F100 G0 X100 Z2 M3 S1500 T0101 G0 X5 Z2 G1 Z0 F100 Z-10 X10 G0 X100 Z100 M5 M30 O0003 %2 M3 S600 T0101 G0 X13 Z0 G1 Z-0.5 F100 G0 X12 Z2 G71 U1 R1 P10 Q20 X0.5 Z0.1 F100 G0 X100 Z2 M3 S1500 T0101 G0 X0 Z2 G1 Z0 F100 X10 Z-14 X1

37、2 G0 X100 Z100 M5 M30 2.2. 工具夾緊工具夾緊 （1）將卡盤夾住工件的左端面，用外圓刀加工角度為 39。換一把切槽 刀，加工直徑為 5mm，長(zhǎng)度為 10mm 的圓柱。在切斷長(zhǎng)度為 24mm 。 5.45.4 先導(dǎo)閥座及其加工先導(dǎo)閥座及其加工 1.1. 先導(dǎo)閥座的加工編程先導(dǎo)閥座的加工編程: : 加工角度加工角度 3939，長(zhǎng)度為，長(zhǎng)度為 2mm2mm。 O0004 %1 M3 S600 T0101 G0 X43 Z0 G1 X10 F100 G0 X42 Z2 G71 U1 R1 P10 Q20 X0.5 Z0.1 F100 G0 X100 Z2 M3 S1500 T0

38、101 G0 X38 Z2 G1 Z0 F100 X40 Z-1 Z-20 X42 G0 X100 Z100 M5 M0 M3 S600 T0404 G0 X15 Z2 G71 U1 R1 P30 Q40 X0.5 Z0.1 F100 G0 Z5 M3 S1500 T0404 G0 X30 Z2 G1 Z0 F100 X16 Z-7.5006 Z-16 X15 Z2 G0 X100 Z100 M5 M30 O0005 %2 M3 S600 T0101 G0 X43 Z0 G1 X15 F100 G0 X38 Z2 G1 Z0 F100 X40 Z-1 G0 X100 Z100 M5 M0 M3

39、 S600 T0404 G0 X15 Z2 G71 U1 R1 P10 Q20 X-0.5 Z0.1 F100 G0 Z5 M3 S1500 T0101 G0 X20 Z2 G1 Z0 F100 X16 Z-2 X15 G0 Z2 X100 Z100 M5 M30 2.2. 工具夾緊工具夾緊 （1）將卡盤夾住工件的左端 3mm5mm ,用外圓刀加工直徑為 18mm，長(zhǎng)度 為 8mm 的圓柱。在用內(nèi)鏜刀加工直徑為 2 mm，長(zhǎng)度為 12 的孔。 （2）拆卸工件，卡盤夾住右斷 5mm，用外圓刀加工直徑為 14mm，長(zhǎng)度為 12mm 的圓柱。再倒角。用內(nèi)鏜刀加工直徑為 4mm，長(zhǎng)度為 9mm 的孔。

40、在倒內(nèi)角。 總 結(jié) 時(shí)間過(guò)的真快,轉(zhuǎn)眼間,兩年已過(guò)。我即將走出這所院校。回想起在這兩年 里發(fā)生的事，還歷歷在目。在這兩年時(shí)間里，我認(rèn)真過(guò)、馬虎過(guò)；我緊張過(guò)、 松懈過(guò)；我為理想奮斗過(guò)、也放棄過(guò)?？傆X得自己學(xué)到的知識(shí)沒有用，然而在 這即將離開的時(shí)候卻體現(xiàn)出來(lái)畢業(yè)設(shè)計(jì)。它是我們最后一次作業(yè)，而且是 最不得馬虎的一次作業(yè)。它不僅包括了我所學(xué)到的一部分內(nèi)容，也包括沒有學(xué) 過(guò)的知識(shí)。在為期兩個(gè)月的設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要是對(duì)溢流閥典型結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究， 成功編寫了溢流閥各種零件的加工及其工具的夾緊，還介紹了卡盤的使用。雖 然本次設(shè)計(jì)已經(jīng)完成。但在本設(shè)仍存在不少缺點(diǎn)，由于時(shí)間和個(gè)人水平的限制， 這此缺陷沒能完全解決，

41、成為本次設(shè)計(jì)的一大遺憾。在兩個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程 中的有過(guò)面對(duì)難題時(shí)的惶恐不安，也有解決問題后的信心滿懷,在攻克了道道難 關(guān)之后終于完成了所有的任務(wù)，等待著最后的答辯。畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)生涯的一 個(gè)句號(hào),誰(shuí)都想將它畫得圓圓滿滿，但它也是漫漫人生路途中的一個(gè)逗號(hào)，我將 以此次設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)作勉，繼續(xù)為理想而奮斗。 致 謝 首先，非常感謝王老師在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中給予我的悉心的指導(dǎo)與幫助。 其次，感謝同學(xué)們對(duì)我的支持在我進(jìn)行資料查找時(shí)，是他們給了我許多幫 助！ 從接受課題到現(xiàn)在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，我得到了王老師精心的指導(dǎo)和無(wú)微 的幫助，尤其是在課題設(shè)計(jì)的前期準(zhǔn)備工作和設(shè)計(jì)的過(guò)程中，導(dǎo)師提出了許許 多多寶貴的設(shè)計(jì)意見

42、，在最后的論證修改過(guò)程中老師還在百忙之中，抽出時(shí)間 為我們提供了必要的指導(dǎo)和幫助。這使得我們能夠順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)工作， 在短暫的幾個(gè)月的相處時(shí)間里，老師淵博的知識(shí)、敏銳的思路和實(shí)事求是的工 作作風(fēng)給我留下了深刻的印象，這也將對(duì)我不久的工作，起到很大的鼓動(dòng)作用， 將使得我終身受益，謹(jǐn)此向老師表達(dá)我衷心的感謝和崇高的敬意！ 總之，我的設(shè)計(jì)是老師和同學(xué)共同完成的結(jié)果，在設(shè)計(jì)的兩個(gè)月里，我們 合作的非常愉快，教會(huì)了大我許多道理，是我人生的一筆財(cái)富，我再次向給予 我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)表示感謝！ 參考文獻(xiàn) 1 何存興,張鐵華. 液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)（第二版）M. 武漢：華中科技大 學(xué)出版社，2000-8 2

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