畢業(yè)設計-液壓控制閥的研究與設計

常州工學院液壓控制閥的研究與設計-PAGE2--PAGE1-基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統(tǒng)的設計與研究基于單片機的嵌入式Web服務器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調節(jié)器單片機控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機系統(tǒng)的圖像采集與處理技術的研究基于單片機的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機的泵管內壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現(xiàn)一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機的機電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內核設計及其應用研究基于單片機的遠程抄表系統(tǒng)的設計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)軟件構件開發(fā)的技術研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設計和應用基于單片機的光纖光柵解調儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統(tǒng)的研制基于單片機的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機的旋轉變壓器-數(shù)字轉換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調系統(tǒng)的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統(tǒng)設計Pico專用單片機核的可測性設計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現(xiàn)基于單片機的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機的時控和計數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學生單片機應用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設備的數(shù)控改造基于單片機的溫度智能控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協(xié)議轉換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術研究基于單片機的膛壁溫度報警系統(tǒng)設計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設計基于單片機船舶電力推進電機監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機網(wǎng)絡的振動信號的采集系統(tǒng)基于單片機的大容量數(shù)據(jù)存儲技術的應用研究基于單片機的疊圖機研究與教學方法實踐基于單片機嵌入式Web服務器技術的研究及實現(xiàn)基于AT89S52單片機的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機的多道脈沖幅度分析儀研究機器人旋轉電弧傳感角焊縫跟蹤單片機控制系統(tǒng)基于單片機的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學實驗中的應用研究基于單片機系統(tǒng)的網(wǎng)絡通信研究與應用基于PIC16F877單片機的莫爾斯碼自動譯碼系統(tǒng)設計與研究基于單片機的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應用研究基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機與Internet互聯(lián)的研究與實現(xiàn)變頻調速液壓電梯單片機控制器的研究基于單片機γ-免疫計數(shù)器自動換樣功能的研究與實現(xiàn)基于單片機的倒立擺控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)單片機嵌入式以太網(wǎng)防盜報警系統(tǒng)基于51單片機的嵌入式Internet系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)單片機監(jiān)測系統(tǒng)在擠壓機上的應用MSP430單片機在智能水表系統(tǒng)上的研究與應用基于單片機的嵌入式系統(tǒng)中TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)與應用單片機在高樓恒壓供水系統(tǒng)中的應用基于ATmega16單片機的流量控制器的開發(fā)基于MSP430單片機的遠程抄表系統(tǒng)及智能網(wǎng)絡水表的設計基于MSP430單片機具有數(shù)據(jù)存儲與回放功能的嵌入式電子血壓計的設計基于單片機的氨分解率檢測系統(tǒng)的研究與開發(fā)鍋爐的單片機控制系統(tǒng)基于單片機控制的電磁振動式播種控制系統(tǒng)的設計基于單片機技術的WDR-01型聚氨酯導熱系數(shù)測試儀的研制一種RISC結構8位單片機的設計與實現(xiàn)基于單片機的公寓用電智能管理系統(tǒng)設計基于單片機的溫度測控系統(tǒng)在溫室大棚中的設計與實現(xiàn)基于MSP430單片機的數(shù)字化超聲電源的研制基于ADμC841單片機的防爆軟起動綜合控制器的研究基于單片機控制的井下低爆綜合保護系統(tǒng)的設計基于單片機的空調器故障診斷系統(tǒng)的設計研究單片機實現(xiàn)的尋呼機編碼器單片機實現(xiàn)的魯棒MRACS及其在液壓系統(tǒng)中的應用研究自適應控制的單片機實現(xiàn)方法及基上隅角瓦斯積聚處理中的應用研究基于單片機的鍋爐智能控制器的設計與研究超精密機床床身隔振的單片機主動控制PIC單片機在空調中的應用單片機控制力矩加載控制系統(tǒng)的研究項目論證，項目可行性研究報告，可行性研究報告，項目推廣，項目研究報告，項目設計，項目建議書，項目可研報告，本文檔支持完整下載，支持任意編輯！選擇我們，選擇成功！項目論證，項目可行性研究報告，可行性研究報告，項目推廣，項目研究報告，項目設計，項目建議書，項目可研報告，本文檔支持完整下載，支持任意編輯！選擇我們，選擇成功！單片機論文，畢業(yè)設計，畢業(yè)論文，單片機設計，碩士論文，研究生論文，單片機研究論文，單片機設計論文，優(yōu)秀畢業(yè)論文，畢業(yè)論文設計，畢業(yè)過關論文，畢業(yè)設計，畢業(yè)設計說明，畢業(yè)論文，單片機論文，基于單片機論文，畢業(yè)論文終稿，畢業(yè)論文初稿，本文檔支持完整下載，支持任意編輯！本文檔全網(wǎng)獨一無二，放心使用，下載這篇文檔，定會成功！液壓控制閥的研究與設計第1章緒論液壓技術作為一門新興應用學科，雖然歷史較短，發(fā)展的速度卻非常驚人。液壓設備能傳遞很大的力或力矩，單位功率重量輕，結構尺寸小，在同等功率下，其重量的尺寸僅為直流電機的10%~20%左右；反應速度快、準、穩(wěn)；又能在大范圍內方便地實現(xiàn)無級變速；易實現(xiàn)功率放大；易進行過載保護；能自動潤滑，壽命長，制造成本較低。因此，世界各國均已廣泛地應用在鍛壓機械、工程機械、機床工業(yè)、汽車工業(yè)、冶金工業(yè)、農業(yè)機械、船舶交通、鐵道車輛和飛機、坦克、導彈、火箭、雷達等國防工業(yè)中。液壓傳動設備一般由四大元件組成，即動力元件——液壓泵；執(zhí)行元件——液壓缸和液壓馬達；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系統(tǒng)的油流方向，壓力和流量；實現(xiàn)執(zhí)行元件的設計動作以控制、實施整個液壓系統(tǒng)及設備的全部工作功能。1.1液壓技術的發(fā)展歷史液壓傳動理論和液壓技術發(fā)展的歷史可追溯17世紀，當時的荷蘭人史蒂文斯（Strvinus）研究指出，液體靜壓力隨液體的深度變化，與容器的形狀無關。之后托里塞勒(Torricelli)也對流體的運動進行研究。17世紀末，牛頓對液體的粘度以及浸入運動流動體中的物體所受的阻力進行了研究。18世紀中葉，伯努利提出的流束傳遞能量理論及帕斯卡提出的靜壓傳遞原理，使液壓理論有了關鍵性的進展。1795年英國倫敦的約瑟夫.布拉默(JosephBramah1749~1814)創(chuàng)造了世界上第一臺水壓機——棉花、羊毛液壓打包機。1905年，詹尼（Janney）設計了一臺帶軸向柱塞泵的油壓傳動與控制裝置，并于1906年成功地應用在弗吉尼亞號戰(zhàn)艦的炮塔俯仰、轉動機構中。1936年，哈里.威克斯（HarryVikers）提出了包括先導式溢流閥在內的些液壓控制元件有力地推動了液壓技術的進步。1958年美國麻薩諸塞州理工學院的布萊克本（Blackburn）、李詩穎創(chuàng)造了電液伺服閥，并于1960年發(fā)表了對液壓技術有杰出貢獻的論著——《流體動力控制》。現(xiàn)在由于微型計算機與液壓技術日益密切的結合，對液壓控制閥提出了更高、更新的要求，液壓控制已開始形成了一個分支學科，繼續(xù)不斷不斷地向高、精、尖的方向發(fā)展。1.2我國液壓閥技術的發(fā)展概況 我國的液壓工業(yè)及液壓閥的制造，起始于第一個五年計劃（1953~1957年），期間，由于機床制造工業(yè)發(fā)展的迫切需求，50年代初期，上海機床廠、天津液壓件廠仿造了蘇聯(lián)的各類低壓泵、閥。隨后，以廣州機床研究所為主，在引進消化國外中低壓元件制造技術的基礎上，自行設計了公稱壓力為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)。60年代初期，為適應液壓工程機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，以及全部加工技術和制造、試驗設備，并據(jù)此發(fā)展、設計成我國的中高壓液壓閃系統(tǒng)（簡稱榆次型）。1968年，當時的一機部組織有關單位，在公稱壓力21MPa液壓閥的基礎上，設計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)。為使產(chǎn)品實現(xiàn)標準化、通用化、系列化，我國于1973年再次組成“液壓閥聯(lián)合設計組”，在總結國產(chǎn)高壓閥設計、生產(chǎn)經(jīng)驗的基礎上，借鑒了國外同類產(chǎn)品的結構，性能、工藝特點，又增補了多種規(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準。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計。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)合設計型高壓液壓閥系列”。為適應高壓、大流量的液壓傳動要求，濟南鑄鍛研究所、上海704研究所和北京冶金液壓機械廠等單位，自1976年開始，還引進、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。此外，隨著組合機床在機械制造行業(yè)中的廣泛應用，1975年，大連組合機床研究引進、消化、吸收和研制了疊加式液壓閥。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)展很快，取得了巨大的成績。但與國外同類產(chǎn)品相比，品種和性能指標還有較大差距。為了提高我國液壓行業(yè)的綜合素質，國家機械部制定了以下調整原則：A類重點發(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、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）；B類允許保留和過渡產(chǎn)品（包括目前應用面廣、市場需求最大，一時尚無替代產(chǎn)品；國內70年代、80年代開發(fā)的，現(xiàn)在已成為主導產(chǎn)品，雖然技術上達不到國際80年代水平，但需要保留一段時間的產(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，不符合標準的落后產(chǎn)品，不符合標準的老產(chǎn)品，具體指我國50、60年代設計的廣州型中低壓系列，及與之相仿的早期產(chǎn)品。）1.3本課題的目的及研究范圍作為工科類院校，特別是機械專業(yè)，液壓技術是一門必不可少的課程，但由于學科本身內容的復雜程度和教學條件的限制，不能輕易地使教師講得清楚，學生聽得明白。有監(jiān)于此，本課將重點對液壓控制閥部分進行理論研究，主要研究對象為溢流閥、減壓閥和順序閥。第2章壓力控制閥的分類與型號液壓系統(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)格復雜，按工作原理可劃分為以下幾種：通斷式控制元件（即開關或定值控制閥）：這是常用的一類液壓閥，又稱普通液壓閥。伺服式控制元件：壓力伺服閥、流量伺服閥等。比例式控制元件：比例壓力閥、比例流量閥和比例方向閥等。本章及后續(xù)幾章將就常用壓力控制閥進行詳細論述。2.1壓力控制閥的分類：在液壓傳動系統(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。為了對油液壓力進行控制，并實現(xiàn)和提高系統(tǒng)的穩(wěn)壓、保壓、減壓、調壓等性能或利用壓力變化實現(xiàn)執(zhí)行機構的順序動作等，根據(jù)油液壓力和控制機構彈簧力相平衡的工作原理，人們設計制造了各種壓力控制閥。常見種類如下：2.2我國常用的壓力控制閥型號及意義表示2.2.16.3MPa以下中低壓系列（廣州型）2.2.2中高壓系列（榆次型）2.2.3高壓系列（聯(lián)合設計組）2.2.4我國引進的德國力士樂公司壓力閥系列:（1）溢流閥\（2）減壓閥（3）順序閥第3章溢流閥3.1溢流閥的結構和工作原理溢流閥的基本功用是：當系統(tǒng)的壓力達到或超過溢流閥的調定壓力時，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，保障泵、閥和系統(tǒng)的安全，此時的溢流閥常稱為安全閥或限壓閥。溢流閥的根據(jù)結構可分為直動型和先導型兩種。3.1.1直動型溢流閥圖3-1直動型溢流閥結構簡圖（a）錐閥式(b)球閥式(c)滑閥式(d)溢流閥的基本符號1-調壓螺栓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，特點是動作靈敏，密封性能好，配合沒有泄漏間隙，但導向性差，沖擊性較強，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，但動作反應較慢。下面以錐閥式DBD直動型溢流閥為例說時其工作原理： 圖3-2錐閥式DBD直動型溢流閥（插裝式）（a）結構圖（b）局部放大圖（c）簡化符號（d）詳細符號1-偏流盤2-錐閥3-阻尼活塞4-調節(jié)桿5-調壓彈簧6-閥套7-閥座（1）工作原理:設彈簧預緊力為Ft,活塞底部面積為A則：當PA<Ft時,閥口關閉。當PA=Ft時,閥口即將打開,此時,PA=FSKIPIF1<0=KX0,P=PK(開啟壓力)=KX0/A當PA>Ft時,閥口打開,P→T,穩(wěn)壓溢流或安全保護。錐閥開啟后,由[1]得錐閥的力平衡方程為：PA＝K(SKIPIF1<0+SKIPIF1<0)+GSKIPIF1<0FSKIPIF1<0+Fs–Fj即：P=[K(SKIPIF1<0+SKIPIF1<0)+GSKIPIF1<0FSKIPIF1<0+Fs–Fj]/A(3-1)式中：K、SKIPIF1<0分別為彈簧剛度和預壓縮量（m）;G為閥芯自重（水平時不考慮）:FSKIPIF1<0為閥芯與閥套間的摩擦力（N）；Fs為穩(wěn)態(tài)液動力（N）；Fj為射流力(N)。此處∵Fs=0,Fj=KX(N)∴P=(KSKIPIF1<0+GSKIPIF1<0FSKIPIF1<0)/A(3-2)（2）調壓原理：調節(jié)調壓螺帽改變彈簧預壓縮量,便可調節(jié)溢流閥調整壓力。（3）特點：從式（3-2）可知這種閥的進口壓力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,K就相應地較大,不但手調困難,且Ft略有變化,p變化較大,所以一般用于低壓小流量場合。3.1.2先導式溢流閥先導閥--直動式錐閥，硬彈簧。（1）組成:帶有導向圓錐面的錐閥（二級同心式）和軟彈簧主閥滑閥和軟彈簧。帶有多節(jié)導向圓錐面的錐閥（三級同心式）和軟彈簧圖3-3YF型三節(jié)同心先導溢流閥（板式）1、閥體2、主閥座3、主閥芯4、閥蓋（先導閥體）5、先導閥座6、先導閥錐式閥芯7、調壓彈簧8、調節(jié)桿9、調壓螺栓10、手輪11、主閥彈簧先導型溢流閥的先導閥是一個小規(guī)格的錐閥式直動溢流閥，其彈簧用于調定主閥部分的溢流壓力。主閥的彈簧不起調壓作用，僅是為了克服摩擦力使主閥芯及時回位而設置。(2)工作原理：設Ac為先導閥閥座孔面積（mSKIPIF1<0）,Fx、Kx為先導閥彈簧預緊力、剛度,Ft、G、Ff、Ky為主閥彈簧預緊力、自重、摩擦力。當P2Ac<Fx時,導閥關閉,主閥也關閉。當P2Ac>Fx時,導閥打開,主閥兩端產(chǎn)生壓差:△p當△p<Ft+G+FSKIPIF1<0時,主閥關閉?！鱬>Ft+G+FSKIPIF1<0時,主閥打開穩(wěn)壓溢流或安全保護。由[1]得主閥芯和導閥的力平衡方程分別為：SKIPIF1<0SKIPIF1<0由上兩式可得溢流閥進口壓力為：SKIPIF1<0（Pa）(3-3)調壓原理：調節(jié)調壓螺帽,改變硬彈簧力,即可改變壓力。特點:∵溢流閥穩(wěn)定工作時,主閥閥芯上部壓力小于下部壓力?！嗉词瓜虏繅毫^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,彈簧力的變化量較小,壓力變化小。又∵調壓彈簧調好后,上部壓力為常數(shù)?！鄩毫﹄S流量變化較小,克服了直動式溢流閥的缺點。還∵先導閥的溢流量僅為主閥額定流量的1%左右∴先導閥閥座孔的面積AC、開口量x、調壓彈簧剛度KX都不必很大∴先導型溢流閥廣泛用于高壓、大流量場合。3.2溢流閥的主要性能3.2.1靜態(tài)特性：(1)壓力調節(jié)范圍定義：調壓彈簧在規(guī)定范圍內調節(jié)時，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定壓力差值。（2）啟閉特性定義：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之間的關系。一般用溢流閥處于額定流量、額定壓力Ps時，開始溢流的開啟壓力Pk和停止溢流的閉合壓力PSKIPIF1<0分別與Ps的百分比來表示。開啟壓力比：SKIPIF1<0=(Pk/Ps)SKIPIF1<0100%閉合壓力比：SKIPIF1<0=(PSKIPIF1<0/Ps)SKIPIF1<0100%兩者越大及越接近,溢流閥的啟閉特性越好。一般規(guī)定：開啟壓力比應不小于90%，閉合壓力比應不小于85%，其靜態(tài)特性較好。(3)卸荷壓力：當溢流閥作卸荷閥用時，額定流量下進、出油口的壓力差稱為卸荷壓力。(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）下工作時應無噪聲。3.2.2動態(tài)特性（1）壓力超調量：最大峰值壓力與調定壓力的差值。（2）響應時間：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%的時間。(即圖3-4中A、B兩點的間的時間間隔)（3）過渡過程時間：指從調定壓力到最終穩(wěn)態(tài)壓力的時間。(即圖3-4中B點到C點間的時間間隔)（4）升壓時間：指溢流閥自卸荷壓力上升至穩(wěn)定調定壓力所需時間。（即圖3-5的△t1）（5）卸荷時間：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)所需的時間。(即圖3-5中的△t2)SKIPIF1<0圖3-4流量階躍變化時溢流閥的進口壓力響應特性SKIPIF1<0圖3-5溢流閥升壓與卸荷特性3.2.3先導型溢流閥的靜態(tài)特性分析：以本次設計中繪制ＹＦ型溢流閥為例：具體尺寸見相關裝配圖及零件圖。（1）開啟過程：設額定排放壓力pn=16MPa，開啟壓力pk=14MPa，先導閥彈簧剛度為Kx=４2Ｎ／mm、預壓縮量為X0=５mm，主閥彈簧剛度Ｋy＝20N/mm、預壓縮量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A1A2=SKIPIF1<0=1055mm2；A1=SKIPIF1<0=1016mm2SKIPIF1<0=1.04(符合在1.03~1.05之間的條件)主閥芯自重為：G=mg=0.18×9.8=1.764N，先導閥孔座面積為：Ac=SKIPIF1<0=14.85mm2穩(wěn)態(tài)時的主閥開度y=0.4mm，則：A.當液壓系統(tǒng)壓力p1低于先導閥的開啟壓力pk時，先導閥保持關閉。根據(jù)[1]此時主閥芯受力條件為A1p1<A2p1+Kyy0+G+Ff(3-4)式中KX、Ky分別為先導閥彈簧和主閥彈簧的剛度（N/m）；X0、y0分別為先導閥彈簧和主閥彈簧的預壓縮量（m）。此時閥口仍關閉。B.當系統(tǒng)壓力上升到先導閥的開啟壓力時，先導閥處于即將開啟但未開啟的狀態(tài)，主閥芯受力關系仍為式（3-4）C.當系統(tǒng)壓力升高超過先導閥開啟壓力時，先導閥打開，液壓油經(jīng)由阻尼孔流向先導閥再流回油箱。此時主閥芯上下兩腔將產(chǎn)生壓力差，但尚未到達足以抬升主閥芯的程度，根據(jù)[1]主閥芯的受力方程為：A1p1q<A2p2q+Kyy0+G+Ff（3-5）D.當系統(tǒng)壓力上升到主閥開啟壓力時，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：A1p1n=A2p2n+Kyy0+G+Ff（3-6）圖3-6先導型溢流閥示意圖E.當系統(tǒng)壓力高于主閥開啟壓力時，主閥開啟，根據(jù)[1]其受力為SKIPIF1<0=A2p2+Ky（y0+y）+G+Ff（3-7）式中，y為主閥口的開度（m）；SKIPIF1<0為液體入射角，近似等于維閥半維角SKIPIF1<0=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(?。?8)為。F.當系統(tǒng)壓力升到調定壓力時，閥內通過額定流量，根據(jù)[1]此時主閥芯受力方程為：SKIPIF1<0=A2p2n+Ky（y0+y）+G+Ff（3-8）到此，溢流閥開啟完成。(2)閉合過程：其過程與開啟過程相反，但各關鍵點相似，不同的是由于摩擦力方向改變，造成閥口的關閉壓力比相應的開啟壓力要小。(3)靜態(tài)特性關系式先導型溢流閥在穩(wěn)態(tài)溢流條件下，滿足下列關系式：A.根據(jù)[1]，主閥口出流方程式為SKIPIF1<0（m3/s）(3-9)式中，p1為受控壓力（Ｐa），油液密度SKIPIF1<0=900（kg/m3）,其他參數(shù)意義同前。Ｂ.主閥芯受力平衡方程式：SKIPIF1<0A2p2＝Ky（y0+y）＋SKIPIF1<0+GSKIPIF1<0Ff（Ｎ）（3-10）式中，F(xiàn)f開啟時取正號，閉合時取負號；其余參數(shù)意義同前。C.通過主閥芯阻尼孔的流量方程式：阻尼孔結構為細長孔，根據(jù)[3]其流量q=SKIPIF1<0(m3/s)(3-11)式中阻尼孔截面積A0=SKIPIF1<0=0.785（m2）;根據(jù)[3]阻尼孔的流量系數(shù)C’=0.82。D.先導閥口出流方程式根據(jù)[1]有：q=SKIPIF1<0(m3/s)(3-12)式中，根據(jù)[3]先導閥流量系數(shù)C2=0.77，先導閥閥座孔直徑d=4(mm);x為先導閥閥口的軸向開度（m）；先導閥芯的半錐角SKIPIF1<0=20（0）。E.先導閥芯受力平衡方程式根據(jù)[1]有：Acp2＝Kx（x0+x）＋SKIPIF1<0（Ｎ）（3-13）式中，各參數(shù)意義同前。(4)溢流閥內泄漏量：根據(jù)[10]按偏心環(huán)狀縫隙的流量公式來計算：q=SKIPIF1<0(cm3/s)(3-14)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）公稱壓力Pg=16Mpa=16/0.09807≈163.15（kgf/cm2）油液動力粘度SKIPIF1<0SKIPIF1<0（kgf.s/cm2）主閥芯與閥體的配合長度Ｌ=1.5（cm）Ｌ處均壓槽數(shù)Z=7均壓槽寬B=0.05（cm）則：q=SKIPIF1<0=1.76×10-3(cm3/s)3.3溢流閥的基本應用（1）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）在采用定量泵的液壓系統(tǒng)中，溢流閥與節(jié)流元件及負載并聯(lián)，泵的供油量大于節(jié)流閥通道的需求量，此時，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)流閥進口的系統(tǒng)壓力基本為恒定值。（2）安全限壓回路：溢流閥和變量泵組合，正常工作時閥口關閉,過載時打開壓力油經(jīng)閥口回油箱，油壓不再升高,起安全保護作用,故又稱安全閥。（如圖3-8所示）SKIPIF1<0SKIPIF1<0圖3-7穩(wěn)壓溢流回路圖3-8安全限壓回路（3）遠程調壓回路：將先導式溢流閥的遠程控制口K接遠程調壓閥進油口，并p遠程<p主調（如圖3-9所示）（4）系統(tǒng)卸荷回路：溢流閥和二位二通閥組合（先導式）（如圖3-10所示）將先導式溢流閥的遙控口K通過二位二通電磁換向閥直接與油箱連接，當換向閥的P、O口處于聯(lián)通狀態(tài)時，系統(tǒng)卸荷（5）多級調壓回路（如圖3-11所示）（6）形成背壓SKIPIF1<0SKIPIF1<0圖3-9遠程調壓回路圖3-10系統(tǒng)卸荷回路SKIPIF1<0圖3-11多級調壓回路第4章減壓閥減壓閥是一種將出口壓力調節(jié)到低于進口壓力的控制閥。用于減低系統(tǒng)中某一分支液壓油路的壓力，以滿足液壓設備執(zhí)行元件的需要，常見于各種液壓控制系統(tǒng)、夾緊系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)及潤滑系統(tǒng)中。根據(jù)減壓閥的工作特點，可分為：定壓輸出減壓閥、定差減壓閥、定值減壓閥。4.1減壓閥和結構及工作原理4.1.1定壓輸出減壓閥減壓原理：利用油液在某個地方的壓力損失，使出口壓力低于進口壓力，并保持恒定，故稱定值減壓閥。(1)出口壓力控制式先導型定壓輸出減壓閥結構如下：SKIPIF1<0圖4-1定壓輸出減壓閥(a)結構；（b）先導型定壓輸出減壓閥符號；（c）一般符號1-調壓手輪；2-調節(jié)螺釘；3-錐閥；5-閥蓋；6-閥體；7-主閥；8-端蓋9-阻尼孔；10-主閥彈簧；11-高壓彈簧工作原理：液壓油由進口P1經(jīng)減壓口變?yōu)镻2，再經(jīng)通道進入主閥7下腔，再經(jīng)阻尼孔9進入主閥上腔和先導閥前腔，然后通過錐閥座4中的阻尼孔后作用在錐閥3上。設A、Ac分別為主閥和先導閥有效作用面積（SKIPIF1<0）；Kx、Ky分別為先導閥和主閥彈簧剛度(N/m)；X0、X分別為先導閥彈簧預壓縮量和開口量（m）；Y0、Y、Ymax分別為主閥彈簧預壓縮量、主閥開口量和最大開口量(m),則：當：P3Ac<Ft時，先導閥關閉，主閥上下兩端不產(chǎn)生壓力差當：P3Ac<Ft時，先導閥打開，主閥上下兩端產(chǎn)生壓力差，主閥芯提升，起減壓作用忽略穩(wěn)態(tài)液動力時，根據(jù)[1]先導閥和主閥的力平衡方程為：(4-1)SKIPIF1<0(4-2)所以，出口壓力：P2=(4-3)又∵X<<SKIPIF1<0，Y<<+,Ky很小∴≈C（常數(shù)）∴P2=(4-4)調節(jié)調壓彈簧，改變硬彈簧力，即可改變出口壓力。特點：在減壓閥出口油液不再流動時，由于先導閥卸油仍未停止，減壓口仍有油液流動，閥就處于工作狀態(tài)，出口壓力也就保持調定壓力不變。（2）進口壓力控制式先導型定壓減壓閥結構如下圖SKIPIF1<0圖4-2DR20~30型定壓輸出減壓閥1、閥體2、主閥芯3、閥套4、單向閥5、主閥彈簧6、控制油流量恒定器7、先導閥芯8、調壓彈簧I、固定阻尼II、可變阻尼工作原理：設A、Ac分別為主閥和先導閥有效作用面積（m2）；Kx、Ky分別為先導閥和主閥彈簧剛度(N/m)；X0、X分別為先導閥彈簧預壓縮量和開口量（m）；Y0、Y、Ymax分別為主閥彈簧預壓縮量、主閥開口量和最大開口量(m),則：當：P3Ac<Ft時，先導閥關閉，主閥上下兩端不產(chǎn)生壓力差當：P3Ac<Ft時，先導閥打開，主閥上下兩端產(chǎn)生壓力差，主閥芯提升，起減壓作用,單向閥在出口壓力有沖擊時可迅速開啟卸荷。主閥芯力平衡方程：SKIPIF1<0(4-5)又∵Y<<SKIPIF1<0+SKIPIF1<0,Ky很小∴SKIPIF1<0≈C（常數(shù)）SKIPIF1<0∴(4-6)與溢流閥比較：溢流閥減壓閥A保持進口壓力不變出口壓力B內部回油外部回油C閥口常閉閥口常開D閥心二凸肩閥心三凸肩C一般并聯(lián)于系統(tǒng)一般串聯(lián)于系統(tǒng)4.1.2定差減壓閥減壓原理：利用油液在某個地方的壓力損失，使進出口壓差或出口壓力與某一負載壓力之差為常數(shù)并保持恒定，故稱定差減壓閥SKIPIF1<0圖4-3定差減壓閥(a)工作原理；(b)符號工作原理：高壓油P1經(jīng)節(jié)流口減壓后以低壓P2流出，同時低壓油經(jīng)閥芯中心孔將壓力P2傳至閥芯上腔，其進出油壓在閥芯有效作用面積上的壓力與彈簧力相平衡根據(jù)[1]有：△P=SKIPIF1<0（Pa）(4-7)式中，K、X0分別為彈簧剛度（N/m）和預壓縮量（m）;P1、P2、X、D和d如圖4-3所示。應用：與節(jié)流閥組合作調速閥，使通過節(jié)流閥的流量基本不受外界負載影響。4.1.3定比減壓閥減壓原理：利用油液在某個地方的壓力損失，使進出口壓差或出口壓力與某一負載壓力之比為常數(shù)并保持恒定，故稱定比減壓閥。工作原理：高壓油P1經(jīng)過減壓口后從以P2流出，同時低壓油作用于閥芯上腔，若忽略剛度很小的彈簧力，則有近似的閥芯平衡方程式：SKIPIF1<0由上式可知道只要選擇適當?shù)拇笮≈闹睆奖?，即可獲得所需的進、出口壓力比。圖4-4定比減壓閥（a）、工作原理；（b）、符號4.2減壓閥的主要性能（1）調壓范圍（2）壓力特性（3）流量特性4.3減壓閥的基本應用：減壓或穩(wěn)壓圖4-5是一種常見的減壓回路，圖中系統(tǒng)的最大工作壓力由溢流閥4加以調節(jié)，主油路是油液從泵5經(jīng)順序閥3通過電液換向閥的主通道去執(zhí)行部件。電液換向閥2的控制用低壓油、由減壓閥1將主油路的部分油液減壓后供給。這樣右節(jié)省一只低壓供油泵。當換向閥使主油路卸荷時（圖示狀態(tài)），為避免減壓閥進口油壓力為零（即無減壓油輸出），從而不能控制換向閥動作，所以在系統(tǒng)中