液壓閥設(shè)計(jì)及數(shù)控加工論文

1、<p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　液壓技術(shù)作為一門新興應(yīng)用學(xué)科，雖然歷史較短，發(fā)展的速度卻非常驚人。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)無級變速；易實(shí)現(xiàn)功率放大；易進(jìn)行過載保護(hù)；能自動(dòng)潤滑，壽命長，制造成本較低。因此，世界各國均已

2、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)等國防工業(yè)中。</p><p>　　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。</p><p>　　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)行元件的設(shè)計(jì)動(dòng)作以

3、控制、實(shí)施整個(gè)液壓系統(tǒng)及設(shè)備的全部工作功能。</p><p>　　1.1 液壓技術(shù)的發(fā)展歷史</p><p>　　液壓技術(shù)作為一門新興應(yīng)用學(xué)科，雖然歷史較短，發(fā)展的速度卻非常驚人。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)無級變速；易實(shí)現(xiàn)功率放大；易進(jìn)行過載保護(hù)；能自動(dòng)

4、潤滑，壽命長，制造成本較低。因此，世界各國均已廣泛地應(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)等國防工業(yè)中。</p><p>　　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。</p><p>　　液壓閥的功用是控制液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的

5、油流方向，壓力和流量；實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件的設(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。</p><p>　　1.2 我國液壓閥技術(shù)的發(fā)展概況</p><p>　　我國的液壓工業(yè)及液壓閥的制造，起始于第一個(gè)五年計(jì)劃（1953~1957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。</p><p>　

6、　隨后，以廣州機(jī)床研究所為主，在引進(jìn)消化國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)（簡稱廣州型），并迅速投入大批量生產(chǎn)。</p><p>　　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)成我國的中高壓液壓閃系統(tǒng)（簡

7、稱榆次型）。</p><p>　　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)了我國一套公稱壓力為31.5MPa的高壓閥系列，并投入批量生產(chǎn)。</p><p>　　為使產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化，我國于1973年再次組成“液壓閥聯(lián)合設(shè)計(jì)組”，</p><p>　　在總結(jié)國產(chǎn)高壓閥設(shè)計(jì)、生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，借鑒了國外同類產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，

8、性能、工藝特點(diǎn)，又增補(bǔ)了多種規(guī)格和新品種，并使國產(chǎn)閥的安裝連接尺寸首次符合國際標(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，通過全系列圖紙的審查、試制、鑒定等工作，并在全國推廣使用。1982年，通過了全系列的定型工作。故上述產(chǎn)品簡稱為“82年聯(lián)合設(shè)計(jì)型高壓液壓閥系列”。</p><p>　　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)

9、械廠等單位，自1976年開始，還引進(jìn)、消化和研制了二通插裝閥（簡稱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。</p><p>　　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。</p><p>　　建國以來，我國液壓行業(yè)及液壓閥的制造生產(chǎn)，從無到有，發(fā)

10、展很快，取得了巨大的成績。但與國外同類產(chǎn)品相比，品種和性能指標(biāo)還有較大差距。為了提高我國液壓行業(yè)的綜合素質(zhì)，國家機(jī)械部制定了以下調(diào)整原則：</p><p>　　A類重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)品（包括國產(chǎn)的電液伺服閥、比例閥和數(shù)字控制閥以及引進(jìn)、消化德國力士樂公司的壓力為21、35、63MPa，通徑為6~32mm的三大類液壓閥和我國自行開發(fā)的疊加閥、插裝閥及GE系列閥等）；</p><p>　　B類允許保留

11、和過渡產(chǎn)品（包括目前應(yīng)用面廣、市場需求最大，一時(shí)尚無替代產(chǎn)品；國內(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)不到國際80年代水平，但需要保留一段時(shí)間的產(chǎn)品。）</p><p>　　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。）</p><p>

12、　　1.3 本課題的目的及研究范圍</p><p>　　作為工科類院校，特別是機(jī)械專業(yè)，液壓技術(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)雜程度和教學(xué)條件的限制，不能輕易地使教師講得清楚，學(xué)生聽得明白。有監(jiān)于此，本課將重點(diǎn)對溢流閥部分進(jìn)行加工與設(shè)計(jì)，主要研究對象為溢流閥。在進(jìn)行加工的同時(shí)，對溢流閥部分零件進(jìn)行編程。最后，針對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)、型號說明、應(yīng)用情況以及各

13、種閥的比較等，此外還對卡盤進(jìn)行分類和工具的夾緊。</p><p>　　第2章　　壓力控制閥的分類與型號</p><p>　　液壓系統(tǒng)中，用來控制系統(tǒng)的壓力、流量和液流方向的元件均稱為液壓控制閥，簡稱液壓閥。液壓閥品種繁多，規(guī)格復(fù)雜，按工作原理可劃分為以下幾種：</p><p>　　通斷式控制元件（即開關(guān)或定值控制閥）：這是常用的一類液壓閥，又稱普通液壓閥。</

14、p><p>　　伺服式控制元件：壓力伺服閥、流量伺服閥等。</p><p>　　比例式控制元件：比例壓力閥、比例流量閥和比例方向閥等。</p><p>　　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

15、，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，人們設(shè)計(jì)制造了各種壓力控制閥。常見種類如下：</p><p><b>　　第3章　 溢流閥</b></p><p>　　3.1　溢流閥的結(jié)構(gòu)</p><p>　　溢流閥的基本功用是：當(dāng)系統(tǒng)的壓力達(dá)到或超過溢流閥的調(diào)定壓力時(shí)，系統(tǒng)的油液通過閥口溢出一些，以維持系統(tǒng)壓力近于恒定，防止系統(tǒng)壓力過載，保障

16、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。</p><p>　　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。</p><p><b>　　一．直動(dòng)型溢流閥</b></p><p>　　圖3-1 直動(dòng)型溢流閥結(jié)構(gòu)簡圖</p><p>　?。╝）錐閥式 (b)球閥式 (c)滑閥式 (d)溢流閥的基本符號<

17、/p><p>　　1-調(diào)壓螺栓 2-彈簧 3-閥芯 4-閥體（含閥座） </p><p>　　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。</p><p>　　下面以錐閥式DBD直動(dòng)型溢流閥為例說時(shí)

18、其工作原理：</p><p>　　圖3-2 錐閥式DBD直動(dòng)型溢流閥（插裝式）</p><p>　?。╝）結(jié)構(gòu)圖 （b）局部放大圖 （c）簡化符號 （d）詳細(xì)符號</p><p>　　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</p><p>　?。?）工作原理:

19、設(shè)彈簧預(yù)緊力為Ft,活塞底部面積為A則：</p><p>　　當(dāng)PA < Ft時(shí),閥口關(guān)閉。</p><p>　　當(dāng)PA = Ft時(shí),閥口即將打開,此時(shí),PA = F = K X0,</p><p>　　P =PK(開啟壓力)=KX0/A</p><p>　　當(dāng)PA > Ft時(shí),閥口打開,P→T,穩(wěn)壓溢流或安全保護(hù)。 &

20、lt;/p><p>　　錐閥開啟后,由[1]得錐閥的力平衡方程為：</p><p>　　PA＝K(+)+G F+Fs –Fj</p><p>　　即： P= [K(+)+G F+Fs –Fj]/A 　　(3-1)</p><p>　　式中 ： K、分別為彈簧剛度和預(yù)壓縮量（m）;G為閥芯自重（水

21、平時(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為射流力(N)。</p><p>　　此處 ∵Fs=0, Fj=KX(N)</p><p>　　∴P=( K+G F)/A (3-2)</p><p>　　（2） 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。</p>

22、;<p>　　（3） 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,被控力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合。</p><p><b>　　二．先導(dǎo)式溢流閥</b></p><p>　　先導(dǎo)閥 --直動(dòng)式錐閥，硬彈簧。

23、</p><p>　　（1）組成 : 帶有導(dǎo)向圓錐面的錐閥（二級同心式）和軟彈簧</p><p>　　主閥 滑閥和軟彈簧。</p><p>　　帶有多節(jié)導(dǎo)向圓錐面的錐閥（三級同心式）和軟彈簧</p><p>　　圖3-3 YF型三節(jié)同心先導(dǎo)溢流閥（板式）</p><p>　　1、閥體

24、 2、主閥座 3、主閥芯 4、閥蓋（先導(dǎo)閥體）5、先導(dǎo)閥座 </p><p>　　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 </p><p><b>　　11、主閥彈簧</b></p><p>　　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

25、為了克服摩擦力使主閥芯及時(shí)回位而設(shè)置。</p><p>　　(2) 工作原理：設(shè)Ac為先導(dǎo)閥閥座孔面積（m）,Fx、Kx為先導(dǎo)閥彈簧預(yù)緊力、剛度,Ft、G、Ff、Ky為主閥彈簧預(yù)緊力、自重、摩擦力。</p><p>　　當(dāng)P2Ac < Fx時(shí),導(dǎo)閥關(guān)閉,主閥也關(guān)閉。</p><p>　　當(dāng)P2A c> Fx時(shí),導(dǎo)閥打開,主閥兩端產(chǎn)生壓差:△p</p

26、><p>　　當(dāng) △p < Ft+G+F時(shí),主閥關(guān)閉。</p><p>　　△p > Ft+G+F時(shí),主閥打開穩(wěn)壓溢流或安全保護(hù)。</p><p>　　由[1]得主閥芯和導(dǎo)閥的力平衡方程分別為：</p><p>　　由上兩式可得溢流閥進(jìn)口壓力為：</p><p>　?。≒a）　(3-3)</p>

27、;<p>　　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。</p><p>　　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。</p><p>　　∴ 即使下部壓力較大,因有上部壓力,彈簧可做得較軟,流量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。 </p><p>　　又∵ 調(diào)壓彈簧調(diào)好后,上部壓力為常數(shù)。</

28、p><p>　　∴ 壓力隨流量變化較小,克服了直動(dòng)式溢流閥的缺點(diǎn)。 </p><p>　　還∵ 先導(dǎo)閥的溢流量僅為主閥額定流量的1%左右 </p><p>　　∴ 先導(dǎo)閥閥座孔的面積AC、開口量x、調(diào)壓彈簧剛度KX都不必很大</p><p>　　∴ 先導(dǎo)型溢流閥廣泛用于高壓、大流量場合。</p><p&

29、gt;　　3.2　溢流閥的主要性能</p><p><b>　　一．靜態(tài)特性：</b></p><p>　　(1) 壓力調(diào)節(jié)范圍</p><p>　　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)（壓力無突跳及遲滯現(xiàn)象）上升或下降最大和最小調(diào)定壓力差值。</p><p><b>　?。?）啟閉特性</b&

30、gt;</p><p>　　定義：溢流閥從開啟到閉合全過程的被控壓力p與通過溢流閥的溢流量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的百分比來表示。</p><p>　　開啟壓力比： =(Pk/Ps)100% </p><p>　　閉合壓力比： =( P/Ps)100% </p&

31、gt;<p>　　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。</p><p>　　(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。</p><p>　　(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)無噪聲。</p>&l

32、t;p><b>　　二．動(dòng)態(tài)特性</b></p><p>　?。?）壓力超調(diào)量：最大峰值壓力與調(diào)定壓力的差值。</p><p>　　（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。</p><p>　　(即圖3-4中A、B兩點(diǎn)的間的時(shí)間間隔)</p><p>　?。?）過渡過程時(shí)間：指

33、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)</p><p>　?。?）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）</p><p>　?。?）卸荷時(shí)間：指卸荷信號發(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△t2)</p><p>　　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<

34、;/p><p>　　圖3-5溢流閥升壓與卸荷特性</p><p>　　三．先導(dǎo)型溢流閥的靜態(tài)特性分析：</p><p>　　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。</p><p><b>　?。?）開啟過程：</b></p><p>　　設(shè)額定排放壓力pn=16MPa，開啟壓

35、力pk=14MPa，先導(dǎo)閥彈簧剛度為Kx=４2Ｎ／mm、預(yù)壓縮量為X0=５mm，主閥彈簧剛度Ｋy＝20N/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</p><p>　　A2==1055 mm2； A1==1016 mm2</p><p>　　=1.04 (符合

36、在1.03~1.05 之間的條件)</p><p><b>　　主閥芯自重為：</b></p><p>　　G=mg=0.18×9.8=1.764N，</p><p><b>　　先導(dǎo)閥孔座面積為：</b></p><p>　　Ac==14.85 mm2</p><p&

37、gt;　　穩(wěn)態(tài)時(shí)的主閥開度y=0.4mm，則：</p><p>　　A. 當(dāng)液壓系統(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</p><p>　　A1 p1< A2 p1+Kyy0+G+Ff (3-4)</p><p>　　式中KX、Ky分別為先導(dǎo)閥彈

38、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）。</p><p><b>　　此時(shí)閥口仍關(guān)閉。</b></p><p>　　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）</p><p>　　C. 當(dāng)系統(tǒng)壓力升高超過先導(dǎo)閥開啟壓力時(shí)，先導(dǎo)閥打開，液壓

39、油經(jīng)由阻尼孔流向先導(dǎo)閥再流回油箱。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：</p><p>　　A1 p1q< A2 p2q+Kyy0+G+Ff （3-5）</p><p>　　D. 當(dāng)系統(tǒng)壓力上升到主閥開啟壓力時(shí)，通過阻尼孔的流量增大，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：</p><

40、;p>　　A1 p1n = A2 p2n + Kyy0+G+Ff （3-6）</p><p>　　圖3-6 先導(dǎo)型溢流閥示意圖</p><p>　　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</p><p>　　= A2 p2+Ky（y0+y）+G+Ff （3-7）</p><

41、;p>　　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=38.5（0）；D1=16為主閥座孔直徑（m）; 根據(jù)[7]主閥口流量系數(shù)C1=0.77～０.8(取０.8)為。</p><p>　　F. 當(dāng)系統(tǒng)壓力升到調(diào)定壓力時(shí)，閥內(nèi)通過額定流量，根據(jù)[1]此時(shí)主閥芯受力方程為：</p><p>　　= A2 p2n+Ky（y0+y）+G+Ff

42、 （3-8）</p><p>　　到此，溢流閥開啟完成。</p><p>　　(2) 閉合過程：</p><p>　　其過程與開啟過程相反，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。</p><p>　　(3) 靜態(tài)特性關(guān)系式</p><p>　　先導(dǎo)型溢流閥在穩(wěn)態(tài)溢流條

43、件下，滿足下列關(guān)系式：</p><p>　　A.　根據(jù)[1]，主閥口出流方程式為</p><p>　?。╩3/s） (3-9)</p><p>　　式中，p1為受控壓力（Ｐa），油液密度=900（kg/m3）,其他參數(shù)意義同前。</p><p>　　Ｂ.　主閥芯受力平衡方程式：</p><p>　　A2

44、 p2＝Ky（y0+y）＋+GFf?。ǎ危?-10）</p><p>　　式中，F(xiàn)f開啟時(shí)取正號，閉合時(shí)取負(fù)號；其余參數(shù)意義同前。</p><p>　　C. 通過主閥芯阻尼孔的流量方程式：</p><p>　　阻尼孔結(jié)構(gòu)為細(xì)長孔，根據(jù)[3]其流量</p><p>　　q= (m3/s) (3-11)&

45、lt;/p><p>　　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’=0.82。</p><p>　　D. 先導(dǎo)閥口出流方程式根據(jù)[1]有：</p><p>　　q= (m3/s) (3-12)</p><p>　　式中，根據(jù)[3]先導(dǎo)閥流量系數(shù)C2=0.77，先導(dǎo)閥閥

46、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）。</p><p>　　E. 先導(dǎo)閥芯受力平衡方程式根據(jù)[1]有：</p><p>　　Ac p2＝Kx（x0+x）＋?。ǎ危?（3-13）</p><p>　　式中，各參數(shù)意義同前。</p><p>　　(4) 溢流閥內(nèi)泄漏量：</p&g

47、t;<p>　　根據(jù)[10]按偏心環(huán)狀縫隙的流量公式來計(jì)算：</p><p>　　q= (cm3/s) (3-14)</p><p>　　式中，主閥芯直徑 D=4（cm）</p><p>　　主閥芯直徑Ｄ與閥體間的單邊配合間隙 △r=0.005（cm）</p><p>　　公稱壓力

48、 Pg=16Mpa=16/0.09807≈163.15（kgf/cm2）</p><p><b>　　油液動(dòng)力粘度 </b></p><p>　?。╧gf.s/cm2）</p><p>　　主閥芯與閥體的配合長度 Ｌ=1.5（cm）</p><p>　?。烫幘鶋翰蹟?shù) Z=7</p><p>　　均

49、壓槽寬 B=0.05（cm）</p><p>　　則： q==1.76×10-3 (cm3/s)</p><p>　　3.3　溢流閥的基本應(yīng)用</p><p>　?。?） 穩(wěn)壓溢流回路：溢流閥和定量泵、節(jié)流閥并聯(lián)，閥口常開。（如圖3-7所示）</p><p>　　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)，泵的供油量大于節(jié)

50、流閥通道的需求量，此時(shí)，溢流閥作定壓閥使用，閥口常開，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。</p><p>　?。?） 安全限壓回路：溢流閥和變量泵組合，正常工作時(shí)閥口關(guān)閉,過載時(shí)打開壓力油經(jīng)閥口回油箱，油壓不再升高,起安全保護(hù)作用,故又稱安全閥。（如圖3-8所示）</p><p>　　圖3-7穩(wěn)壓溢流回路 圖3-8

51、 安全限壓回路</p><p>　?。?）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）</p><p>　?。?）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)式溢流閥的遙控口K通過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</p><p>　

52、?。?）多級調(diào)壓回路（如圖3-11所示）</p><p><b>　　（6）形成背壓</b></p><p>　　圖3-9遠(yuǎn)程調(diào)壓回路 圖3-10系統(tǒng)卸荷回路</p><p>　　圖3-11多級調(diào)壓回路</p><p>　　3．4 溢流閥的組成部分</p>

53、<p>　　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。</p><p><b>　　5溢流閥的零件</b></p><p>　　3．5．1

54、 調(diào)節(jié)桿及其加工</p><p>　　1 . 調(diào)節(jié)桿的加工編程：</p><p><b>　　O0001 </b></p><p><b>　　%1 </b></p><p>　　M3 S 600 T0101</p><p>　　G0 X18 Z0</p>

55、<p>　　G1 X-0.5 F80</p><p>　　G0 X16 Z2</p><p>　　G71 U1 R1 P10 Q20 X0.5 Z0.1 F100</p><p>　　G0 X100 Z2</p><p>　　M3 S1500 T0101</p><p>

56、;　　N10 G0 X0 Z2</p><p>　　G1 Z0 F100</p><p>　　G3 X8 Z-2 R5</p><p>　　G1 Z-32 </p><p><b>　　X12</b></p><p>　　X14 Z-33</p><p&

57、gt;<b>　　Z-68</b></p><p><b>　　N20 X16</b></p><p>　　G0 X100 Z100 </p><p><b>　　M5</b></p><p><b>　　M0</b></p><

58、;p>　　M3 S500 T0202</p><p>　　G0 X15 Z-46</p><p>　　G1 X8 F20</p><p><b>　　G4 P1 </b></p><p><b>　　G0 X16</b></p><p>&

59、lt;b>　　Z-67</b></p><p>　　G1 X5.3 F20</p><p>　　X15 F150</p><p><b>　　Z-64</b></p><p>　　X5.3 F20</p><p><b>　　X15 F150</b

60、></p><p><b>　　Z-61</b></p><p><b>　　X5.3 F20</b></p><p>　　X15 F150</p><p><b>　　Z-58</b></p><p>　　X5.3 F20</p&

61、gt;<p>　　X15 F150</p><p><b>　　Z-56</b></p><p><b>　　X14</b></p><p>　　X12 Z-57 F20</p><p><b>　　X5</b></p><p>

62、;<b>　　Z-67</b></p><p>　　X-0.5 F15</p><p><b>　　G0 X100</b></p><p><b>　　Z100</b></p><p><b>　　M5</b></p><p&g

63、t;<b>　　M30</b></p><p><b>　　2..工具夾緊</b></p><p>　　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： </p><p>　　將卡盤夾住工件的右邊15mm—17mm，先加

64、工直徑為14mm，長度42mm的圓柱。然后加工直徑為8mm，長度為32mm的圓柱。再加工半徑為5的球。最后倒角。</p><p>　　拆卸工件，用卡盤夾住左邊32mm，先加工直徑為14mm，長度為21mm的圓柱。然后加工直徑為5mm，長度為10mm的圓柱。再倒角。換一把切槽刀，最后切直徑為8mm，長度為4mm的槽。</p><p>　　3.5.2調(diào)壓螺帽及其加工</p>&l

65、t;p>　　1. 調(diào)壓螺帽的加工編程：</p><p><b>　　O0002</b></p><p><b>　　%1</b></p><p>　　M3 S600 T0101</p><p><b>　　G0 X45 Z0</b></p><p&g

66、t;　　G1 X-0.5 F100</p><p>　　G0 X44 Z2</p><p>　　G71 U1 R1 P10 Q20 X0.5 Z0.1 F100</p><p>　　G0 X100 Z2</p><p>　　M3 S1500 T0101</p><p>　　N10 G

67、0 X40 Z2 </p><p>　　G1 Z0 F100 </p><p>　　X42 Z-1 </p><p><b>　　Z-18 </b></p><p>　　N20 X44</p><p>　　G0 X100 Z100 </p><p

68、><b>　　M5</b></p><p><b>　　M30</b></p><p><b>　　O0002</b></p><p><b>　　%2</b></p><p>　　M3 S600 T0101</p><p&g

69、t;　　G0 X45 Z0 </p><p>　　G1 X18 F100</p><p>　　G0 X44 Z2 </p><p>　　G71 U1 R1 P10 Q20 X0.5 Z0.1 F100</p><p>　　G0 X100 Z2 </p><p>　　M3 S1500

70、 T0101</p><p>　　N10 G0 X30 Z2</p><p>　　G1 Z0 F100</p><p>　　X32 Z-1 </p><p><b>　　Z-18 </b></p><p><b>　　X40</b></p>&l

71、t;p>　　X42 Z-19</p><p>　　N20 X44</p><p>　　G0 X100 Z100</p><p><b>　　M5</b></p><p><b>　　M0</b></p><p>　　M3 S600 T0404&l

72、t;/p><p>　　G0 X20 Z2</p><p>　　G71 U1 R1 P30 Q40 X-0.5 Z0.1 F100</p><p><b>　　G0 Z5</b></p><p>　　M3 S1500 T0404</p><p>　　N30 G0 X2

73、4.5 Z2</p><p>　　G1 Z0 F100</p><p>　　X22.5 Z-1</p><p><b>　　Z-18</b></p><p><b>　　N40 X20</b></p><p><b>　　G0 Z2 </b&

74、gt;</p><p>　　X100 Z100</p><p><b>　　M5</b></p><p><b>　　M0</b></p><p>　　M3 S600 T0303</p><p>　　G0 X22 Z4</p><p&g

75、t;　　G76 C1 A60 I0 P0 K0.93 X24</p><p>　　Z—18 U-0.1 V-0.1 Q0.4 FI.5</p><p><b>　　G0 Z2</b></p><p>　　X100 Z100</p><p><b>　　M5</b

76、></p><p><b>　　M30</b></p><p><b>　　工具夾緊</b></p><p>　　將卡盤夾住工件的左端10mm---13mm，用外圓刀加工直徑為32mm，長度為18mm的圓柱。然后倒C2的角。換一把內(nèi)鏜刀，加工直徑為22.5mm，長度為18mm的孔。再加工直徑為20mm，長度為10

77、mmd的內(nèi)孔。換一把內(nèi)螺紋刀加工M24χ1.5，長度為18mm.。</p><p>　　拆卸工件，將卡盤夾住右端12mm—14mm。用外圓刀加工直徑為42mm，長度為17mm的圓柱。</p><p>　　3.5.3先導(dǎo)閥芯及其加工</p><p>　　1. 先導(dǎo)閥芯加工編程:</p><p><b>　　O0003</b&g

78、t;</p><p><b>　　%1</b></p><p>　　M3 S600 T0101</p><p>　　G0 X13 Z0 </p><p>　　G1 Z-0.5 F100</p><p>　　G0 Z12 X2 </p><p&

79、gt;　　G71 U1 R1 P10 Q20 X0.5 Z0.1 F100</p><p>　　G0 X100 Z2 </p><p>　　M3 S1500 T0101</p><p>　　N10 G0 X5 Z2 </p><p>　　G1 Z0 F100</p><

80、;p><b>　　Z-10</b></p><p><b>　　N20 X10</b></p><p>　　G0 X100 Z100</p><p><b>　　M5 M30</b></p><p><b>　　O0003</b></

81、p><p><b>　　%2</b></p><p>　　M3 S600 T0101</p><p>　　G0 X13 Z0 </p><p>　　G1 Z-0.5 F100</p><p>　　G0 X12 Z2</p><p>　　G71 U1

82、 R1 P10 Q20 X0.5 Z0.1 F100</p><p>　　G0 X100 Z2</p><p>　　M3 S1500 T0101</p><p>　　N10 G0 X0 Z2 </p><p>　　G1 Z0 F100</p><p>　　X10 Z-

83、14 </p><p>　　N20 X12 </p><p>　　G0 X100 Z100</p><p><b>　　M5</b></p><p><b>　　M30</b></p><p><b>　　2. 工具夾緊</b></

84、p><p>　　（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，長度為10mm的圓柱。在切斷長度為24mm 。</p><p>　　3.5.4 先導(dǎo)閥座及其加工</p><p>　　1. 先導(dǎo)閥座的加工編程:</p><p><b>　　O0004</b></p&

85、gt;<p><b>　　%1 </b></p><p>　　M3 S600 T0101</p><p>　　G0 X21 Z0</p><p>　　G1 X-0.5 F100</p><p>　　G0 X20 Z2 </p><p>　　G71 U

86、1 R1 P10 Q20 X0.5 Z0.5 F100</p><p>　　G0 X100 Z2</p><p>　　M3 S1500 T0101</p><p>　　N10 G0 X12 Z2 </p><p>　　G1 Z0 F100</p><p><b>　　X1

87、4 Z-1</b></p><p><b>　　Z-12 </b></p><p><b>　　X18</b></p><p><b>　　Z-25</b></p><p>　　N20 X20 </p><p>　　G0 X100

88、 Z100</p><p><b>　　M5</b></p><p><b>　　M0 </b></p><p>　　M3 S500 T0202</p><p>　　G0 X18.5 Z-24</p><p>　　G1 X-0.5 F15(切斷)<

89、/p><p><b>　　G0 X100</b></p><p><b>　　Z100</b></p><p><b>　　M5</b></p><p><b>　　M30</b></p><p><b>　　2. 工具

90、夾緊</b></p><p>　?。?） 將卡盤夾住工件的左端3mm—5mm ,用外圓刀加工直徑為18mm，長度為8mm的圓柱。在用內(nèi)鏜刀加工直徑為2 mm，長度為12的孔。</p><p>　?。?） 拆卸工件，卡盤夾住右斷5mm，用外圓刀加工直徑為14mm，長度為12mm的圓柱。再倒角。用內(nèi)鏜刀加工直徑為4mm，長度為9mm的孔。在倒內(nèi)角。在加工角度39

91、6;。長度為2mm。</p><p>　　3.5.5主閥座及其加工</p><p>　　1． 主閥座的加工編程:</p><p><b>　　O0005</b></p><p><b>　　%1</b></p><p>　　M3 S600 T0101</p&g

92、t;<p>　　G0 X43 Z0 </p><p>　　G1 X10 F100</p><p>　　G0 X42 Z2</p><p>　　G71 U1 R1 P10 Q20 X0.5 Z0.1 F100</p><p>　　G0 X100 Z2</p><p>　　M

93、3 S1500 T0101</p><p>　　N10 G0 X38 Z2</p><p>　　G1 Z0 F100</p><p><b>　　X40 Z-1</b></p><p><b>　　Z-20 </b></p><p><b>

94、　　N20 X42</b></p><p>　　G0 X100 Z100</p><p><b>　　M5</b></p><p><b>　　M0 </b></p><p>　　M3 S600 T0404</p><p>　　G0 X15

95、 Z2</p><p>　　G71 U1 R1 P30 Q40 X0.5 Z0.1 F100</p><p><b>　　G0 Z5</b></p><p>　　M3 S1500 T0404</p><p>　　N30 G0 X30 Z2</p><p>　　

96、G1 Z0 F100</p><p>　　X16 Z-7.5006</p><p><b>　　Z-16</b></p><p><b>　　X15</b></p><p><b>　　Z2</b></p><p>　　X100 Z100&

97、lt;/p><p><b>　　M5 </b></p><p><b>　　M30 </b></p><p><b>　　O0005</b></p><p><b>　　%2</b></p><p>　　M3 S600 T0101

98、</p><p>　　G0 X43 Z0</p><p>　　G1 X15 F100</p><p>　　G0 X38 Z2</p><p>　　G1 Z0 F100</p><p><b>　　X40 Z-1</b></p><p>　　G0 X1

99、00 Z100</p><p><b>　　M5</b></p><p><b>　　M0</b></p><p>　　M3 S600 T0404</p><p>　　G0 X15 Z2</p><p>　　G71 U1 R1 P10 Q20 X-

100、0.5 Z0.1 F100</p><p><b>　　G0 Z5</b></p><p>　　M3 S1500 T0101</p><p>　　N10 G0 X20 Z2</p><p>　　G1 Z0 F100</p><p><b>　　X16 Z-2

101、</b></p><p><b>　　N20 X15</b></p><p><b>　　G0 Z2</b></p><p>　　X100 Z100</p><p><b>　　M5</b></p><p><b>　　M3

102、0</b></p><p>　　(以上程序中T0101為外圓刀,T0202為切槽刀,T0303為外螺紋刀,T0404為內(nèi)螺紋刀。)</p><p><b>　　2． 工具夾緊</b></p><p>　　先加工直徑為40mm, 長度為15mm的工件。將卡盤夾在工件的左端8mm，用鏜刀加工直徑為16mm的通孔。</p>

103、<p>　　以上加工出的零件的尺寸都符合溢流閥工作要求，精度也符合要求。</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　時(shí)間過的真快,轉(zhuǎn)眼間,兩年已過。我即將走出這輕院?；叵肫鹪谶@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、馬虎過；我緊張過、松懈過；我為理想奮斗過、也放棄過?？傆X得自己學(xué)到的知識沒有用，然而在這即將離開的時(shí)候卻體現(xiàn)

104、出來——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)過的知識。在為期兩個(gè)月的設(shè)計(jì)過程中，在指導(dǎo)周國新老師的引導(dǎo)下對溢流閥典型結(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，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)過程中的有過面對難題時(shí)的惶恐不安，也

105、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。人間自有公道，付出總有回報(bào)，在看著手上的最終成果，這種感覺更是強(qiáng)烈，雖然不確定自己所做的結(jié)果是否能通過老師的檢驗(yàn)，但此過程中我是真誠地付出過，我將問心無愧的面對任何的結(jié)果。畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)生涯的一個(gè)句號,誰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)</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></

106、p><p>　　[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</p><p>　　[2] 趙應(yīng)樾. 液壓控制閥及其修理[M]. 上海：上海交通大學(xué)出版社，1999-1</p><p>　　[3] 成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（第四版 第4卷）[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002-1</p>

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