十章?lián)Q向閥的設(shè)計ppt課件

1、第十章 換向閥的設(shè)計一、換向閥的構(gòu)造分析二、換向閥的閥心受力和支配力三、換向閥的壓力損失及主要尺寸確實定四、換向閥的走漏分析及有關(guān)尺寸確實定 五、換向閥的平穩(wěn)性一、換向閥的構(gòu)造分析1滑閥機(jī)能2閥體構(gòu)造沉割槽與臺肩構(gòu)造3流道4對中機(jī)構(gòu)一、換向閥的構(gòu)造分析1滑閥機(jī)能 一、換向閥的構(gòu)造分析1滑閥機(jī)能 特殊機(jī)能分別用第一個字母、第二個字母和第三個字母表示中位、右位和左位的滑閥機(jī)能 過渡機(jī)能換向閥從一個工位過渡到另一個工位的各油口間通斷關(guān)系也有要求時，還規(guī)定和設(shè)計了過渡機(jī)能。 一、換向閥的構(gòu)造分析2閥體構(gòu)造沉割槽與臺肩構(gòu)造 閥體閥心： 五槽式閥心四臺肩或三臺肩 四槽式閥心三臺肩 三槽式閥心二臺肩滑閥式換

2、向閥的構(gòu)造滑閥式換向閥的構(gòu)造 五槽軸向尺寸長，機(jī)械加工面多，加工精五槽軸向尺寸長，機(jī)械加工面多，加工精度要求高，五槽三臺肩的兩個完好閥腔使液動度要求高，五槽三臺肩的兩個完好閥腔使液動力總是使閥趨于封鎖，有利閥的復(fù)位。力總是使閥趨于封鎖，有利閥的復(fù)位。 閥心與閥體閥心與閥體孔配合處為臺肩，孔配合處為臺肩，閥體孔內(nèi)溝通油閥體孔內(nèi)溝通油液的環(huán)形槽為沉液的環(huán)形槽為沉割槽。閥體在沉割槽。閥體在沉割槽處有對外銜割槽處有對外銜接油口。當(dāng)閥心接油口。當(dāng)閥心運動時，經(jīng)過閥運動時，經(jīng)過閥心臺肩開啟或封心臺肩開啟或封鎖閥體沉割槽，鎖閥體沉割槽，接通或封鎖與沉接通或封鎖與沉割槽相通的油口。割槽相通的油口。一、換向閥的

3、構(gòu)造分析3流道鑄造流道和機(jī)械加工流道一、換向閥的構(gòu)造分析4對中機(jī)構(gòu)彈簧對中液壓對中鋼球定位彈簧復(fù)位電磁換向閥彈簧對中液壓對中二、換向閥的換向可靠性和支配力摩擦阻力液動力液壓力卡緊力彈簧力支配力二、換向閥的換向可靠性和換向推力換向可靠的含義：1在控制信號控制下，支配力抑制抑制液壓力、液動力、摩擦阻力、彈簧力實現(xiàn)閥心任務(wù)位置的切換2在失去控制信號后，彈簧力抑制抑制液壓力、液動力、摩擦阻力實現(xiàn)閥心任務(wù)位置的復(fù)位二、換向閥的換向可靠性和換向推力換向推力的含義：1液動閥 換向推力是一種液壓力，控制油壓pK不能低于某一最小值pKmin。但是控制油壓太高，也會使換向過于迅速而產(chǎn)生沖擊。普通pKmin 0.5

4、1.5MPa。 2電磁閥 電磁閥的力特性取決于所采用的電磁鐵的型式。由于螺管式電磁鐵的特點，其電磁吸力對于滑閥那么是推力隨氣隙的減小而迅速增大。任務(wù)行程越大，起始吸力就越小。為了不致使電磁鐵的吸力明顯降低，任務(wù)行程不能太大，普通為36mm。二、換向閥的換向可靠性和換向推力換向阻力：1液動力 在換向過程中閥的開口量、流量、閥口壓降以及射流角都發(fā)生變化。 開口量很小時，隨著開度的添加，流量迅速增大， 壓降大，因此液動力也迅速添加。 當(dāng)閥口繼續(xù)增大時，流速下降，閥口壓力損失減小，液動力也隨之降低，并接近于某一常數(shù)。 液動力是一切閥腔液動力之和： 三臺肩五溝槽圖兩個任務(wù)閥腔的液動力都是使閥口趨于封鎖，

5、液動力有助于使閥心恢復(fù)中位，但是它成為換向時的阻力。二凸肩三溝槽構(gòu)造不完好閥腔液動力使閥口趨于開啟，液動力一部分或大部分相互抵消，所以電磁鐵的換向阻力較小。 二、換向閥的換向可靠性和換向推力換向阻力：2彈簧力 普通換向閥的彈簧都起恢復(fù)中位的作用在二位換向閥中是恢復(fù)到原始位置，因此是復(fù)位彈簧。從復(fù)位要求來說，彈簧力越大，復(fù)位越可靠。但對于換向來說，彈簧力是阻力，所以要求彈簧力小。設(shè)計時應(yīng)在保證能可靠復(fù)位的前提下，盡量減小彈簧力，以免添加換向阻力。 二、換向閥的換向可靠性和換向推力換向阻力：3卡緊力(由不平衡徑向力引起的摩擦力 滑閥徑向液壓力與任務(wù)壓力有關(guān)分布不均勻會構(gòu)成液壓卡緊力。減小甚至根本消

6、除液壓卡緊力的有效措施是在滑閥外表開假設(shè)干條均壓槽通常不少于3條。 在能夠的條件下應(yīng)該減小滑閥閥心與閥體之間的配合長度包括封油長度。這不僅有利于減小不平衡的徑向力，而且對減小運動時的摩擦阻力也有協(xié)助。 可取摩擦系數(shù)0.040.08 )(27021rppfLD.F二、換向閥的換向可靠性和換向推力換向阻力：4摩擦阻力 滑閥換向時的摩擦力包括徑向作用力產(chǎn)生的摩擦力、運動時的粘性摩擦力以及干式電磁閥中推桿上O形密封圈的摩擦阻力。 粘性摩擦力可以用牛頓公式進(jìn)展計算二、換向閥的換向可靠性和換向推力換向阻力：4摩擦阻力 閥桿上O形密封圈的摩擦阻力Fm可以按閱歷公式計算 式中 Ff O形密封圈預(yù)緊縮量產(chǎn)生的單

7、位摩擦力， Ff 180N/m； D 推桿直徑； ft O形密封圈的摩擦系數(shù)， ft 0.10.2； d0 O形密封圈的斷面直徑； p O形密封圈前后的壓力差。 閥桿上O形密封圈的摩擦阻力Fm在閥心開場動作時較大，動作后減小。提高推桿外表光潔度，嚴(yán)厲控制密封圈和密封圈溝槽的尺寸以保證合理的預(yù)緊縮量，都有利于減小摩擦阻力。pDdfDFFtfm086. 0三、換向閥的壓力損失及主要尺寸確實定 液流經(jīng)過換向閥時的壓力損失包括閥口壓力損失和流道壓力損失。三、換向閥的壓力損失及主要尺寸確實定 閥口壓力損失與閥的開口長度有關(guān)。當(dāng)閥口處于小開度時，閥口壓力損失很大且變化急?。浑S閥口開度增大，壓力損失減小且變

8、化平緩。 閥的流道壓力損失主要為部分壓力損失。閥的流道可以采用鉆孔或鑄造兩種工藝方法。機(jī)加工流道不僅加工量大，而且液流部分阻力損失較大；鑄造流道工藝復(fù)雜，但機(jī)加工量少，可以大大減小流道的部分阻力損失。 三、換向閥的壓力損失及主要尺寸確實定 在閥的開口長度、流道外形和尺寸一定時，換向閥的壓力損失取決于經(jīng)過換向閥內(nèi)的液流速度。流速越大，壓力損失越大。為減小壓力損失，在設(shè)計換向閥時應(yīng)限制閥內(nèi)的流速，但流速過小，會使閥的構(gòu)造尺寸過大。普通限制閥內(nèi)各流道的流速為26m/s壓力較低時或48 m/s壓力較高時。三、換向閥的壓力損失及主要尺寸確實定 1進(jìn)、出油口直徑d0式中 qs閥的額定流量，m3/s； v0

9、閥進(jìn)、出油口的允許流速，普通取v06m/s；00131vq.ds三、換向閥的壓力損失及主要尺寸確實定 2閥心外徑D、閥桿直徑d和中心孔直徑d1閥心外徑普通按下式確定 當(dāng)閥心中心無孔時，上式取系數(shù)1.4，當(dāng)閥心中心有孔時，上式取系數(shù)1.7，并取閥心中心孔直徑d1為 閥桿直徑d在閥心中心無孔時取 在閥心中心有孔時取 以上計算所得的D、d和d1都要圓整為規(guī)范值。0)7 . 14 . 1 (dD 01dd 0dd 04 . 1 dd 三、換向閥的壓力損失及主要尺寸確實定3換向閥的最大開口長度xmax式中 v閥最大開口處的允許流速，普通取vv0 =6m/s ； DvqxSmax三、換向閥的壓力損失及主要

10、尺寸確實定4閥體沉割槽直徑D1和寬度B閥體沉割槽直徑D1普通按下式計算 閥體沉割槽寬度B，對電磁換向閥當(dāng)進(jìn)、出油口為鉆孔時 對液動滑閥 DD)5 . 14 . 1 (1dB1 . 1max)43(xB 四、換向閥的走漏分析及有關(guān)尺寸確實定 對滑閥式換向閥而言，由于它是利用滑閥閥心相對于閥體孔作相對運開任務(wù)的，因此閥心與閥體孔之間必然存在配合間隙，閥口封鎖時為間隙密封?；y閥心與閥體孔之間環(huán)形間隙的流動形狀普通為層流，其走漏量q可按偏心環(huán)形間隙走漏量公式計算)5 . 11 (1223lpDq四、換向閥走漏分析及有關(guān)尺寸確實定在任務(wù)壓差一定時，減小閥心與閥體孔的配合間隙，增大密封長度可以減小走漏量

11、。思索到加工條件的限制，普通設(shè)計取半徑間隙滑閥的密封長度 mm01000350).(工作壓力（MPa）0.52.52.58.08.016.016.032.032.0密封長度（mm）1.5223344567五、換向閥的平穩(wěn)性 換向動作迅速與換向平穩(wěn)性是相互矛盾的。換向時間短，油路的切換就迅速，由此產(chǎn)生的壓力沖擊就越大。 減小換向沖擊等價換向平穩(wěn) 五、換向閥的平穩(wěn)性1控制換向時間 由于液動換向閥經(jīng)過的流量較大，當(dāng)迅速切斷油路時引起的液壓沖擊很大。為了減小液壓沖擊，可在控制油路的回油路上裝阻尼器。利用阻尼器中的節(jié)流閥來控制端面回油，從而控制換向時間。液動換向閥和電液換向閥液動閥的換向時間：可調(diào)和不可

12、調(diào)液動閥的換向時間：可調(diào)和不可調(diào)彈簧對中先導(dǎo)閥Y型機(jī)能五、換向閥的平穩(wěn)性2選擇合理的滑閥機(jī)能和設(shè)置過渡機(jī)能 滑閥機(jī)能為H、Y、X、P型的換向閥，由于中位油缸兩腔互通，因此在滑閥換向到中位時壓力沖擊值迅速下降。其中，H、Y、X型由于中位通回油，效果更好。上述幾種機(jī)能雖然壓力沖擊值不大，但由它控制的液壓缸沖出量較大。五、換向閥的平穩(wěn)性3在閥心的回油臺肩上開節(jié)流槽或作成制動錐錐角35，錐長 35mm，實現(xiàn)回油節(jié)流，控制換向時間。五、換向閥的平穩(wěn)性4比例閥可選擇適宜的控制信號，以在換向時減小流量或降低壓力，還可以設(shè)定特定的制動和啟動過程的控制規(guī)律。六、其它種類的換向閥 與滑閥式換向閥相比，球式換向閥有

13、以下優(yōu)點：1動作可靠，不會產(chǎn)生液壓卡緊景象2密封性好，任務(wù)壓力高63MPa3換向快0.00050.01ms，換向頻率高(可達(dá)250次/分鐘4對油液的污染不敏感5運用介質(zhì)的粘度范圍大1電磁球式換向閥2液控球式換向閥3多路換向閥多路換向閥 多路換向閥是假設(shè)干個單連換向閥、平安溢流閥、多路換向閥是假設(shè)干個單連換向閥、平安溢流閥、單向閥和補(bǔ)油閥等組合成的集成閥。具有構(gòu)造緊湊、單向閥和補(bǔ)油閥等組合成的集成閥。具有構(gòu)造緊湊、壓力損失小、多位集中操等優(yōu)點。壓力損失小、多位集中操等優(yōu)點。 多路換向閥支配多個執(zhí)行元件運動，主要用于工多路換向閥支配多個執(zhí)行元件運動，主要用于工程機(jī)械、起重運輸機(jī)械和其他要求集中支配

14、多個執(zhí)行程機(jī)械、起重運輸機(jī)械和其他要求集中支配多個執(zhí)行元件運動的行走機(jī)械。支配方式多為手動支配。元件運動的行走機(jī)械。支配方式多為手動支配。多路換向閥控制回路多路換向閥控制回路 多路換向閥控制回路按銜接方式分為串多路換向閥控制回路按銜接方式分為串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)三種根本油路。聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)三種根本油路。 串聯(lián)油路串聯(lián)油路多路換向閥內(nèi)第一連滑多路換向閥內(nèi)第一連滑閥的回油為下一連的進(jìn)閥的回油為下一連的進(jìn)油，依次下去直到最后油，依次下去直到最后一連滑閥。一連滑閥。串聯(lián)油路的特點是任務(wù)串聯(lián)油路的特點是任務(wù)時可以實現(xiàn)兩個以上執(zhí)時可以實現(xiàn)兩個以上執(zhí)行元件的復(fù)合動作，這行元件的復(fù)合動作，這時泵的任務(wù)壓力等于

15、同時泵的任務(wù)壓力等于同時任務(wù)的各執(zhí)行元件負(fù)時任務(wù)的各執(zhí)行元件負(fù)載壓力的總和。在外負(fù)載壓力的總和。在外負(fù)載較大時，串聯(lián)的執(zhí)行載較大時，串聯(lián)的執(zhí)行元件很難實現(xiàn)復(fù)合動作。元件很難實現(xiàn)復(fù)合動作。 并聯(lián)油路并聯(lián)油路從多路換向閥進(jìn)油口來的從多路換向閥進(jìn)油口來的壓力油可直接通到各連滑壓力油可直接通到各連滑閥的進(jìn)油腔，各連滑閥回閥的進(jìn)油腔，各連滑閥回油腔又都直接與總回油路油腔又都直接與總回油路相連。相連。并聯(lián)油路的特點是即可控并聯(lián)油路的特點是即可控制執(zhí)行元件單動，又可實制執(zhí)行元件單動，又可實現(xiàn)復(fù)合動作。復(fù)合動作時，現(xiàn)復(fù)合動作。復(fù)合動作時，假設(shè)各執(zhí)行元件的負(fù)載相假設(shè)各執(zhí)行元件的負(fù)載相差很大，那么負(fù)載小的先差很大，那么負(fù)載小的先動，復(fù)合動作那么成為順動，復(fù)合動作那么成為順序動作。序動作。 串并聯(lián)油路串并聯(lián)油路按串并聯(lián)油路銜接的多路按串并聯(lián)油路銜接的多路換向閥每一連滑閥的進(jìn)油換向閥每一連滑閥的進(jìn)油口都與前一連滑閥的中位口都與前一連滑閥的中位回油通