溢流阀设计与计算
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液压系统设计计算液压系统设计是指在机械设计中,通过使用液压技术来传递动力和控制目标的设计过程。
液压系统设计需要考虑多个因素,包括流体力学原理、液压元件的选择和配置、系统的工作参数等。
下面将介绍液压系统设计的一些基本计算。
首先,液压系统设计需要确定系统的工作参数,包括工作压力、流量和工作温度等。
工作压力是指系统中液体传递动力时所施加的压力,一般以帕斯卡为单位。
流量是指单位时间内通过液压系统的液体体积,一般以升/分钟为单位。
工作温度是指系统正常工作时液体的温度,一般以摄氏度为单位。
确定了工作参数后,液压系统设计还需要选择适当的液压元件。
液压元件包括液压泵、液压马达、液压阀等。
液压泵负责将机械能转换成液压能,并提供系统的流量和压力。
常用的液压泵有齿轮泵、柱塞泵和螺杆泵等。
液压马达则将液压能转换成机械能,常用的液压马达有齿轮马达、柱塞马达和液压缸等。
液压阀则用于控制液压系统的流量、压力和方向等。
常用的液压阀有溢流阀、换向阀和节流阀等。
功率(千瓦)=流量(升/分钟)x压力(帕)/600液压泵的选型还需要根据系统的工作压力和流量来确定。
一般来说,液压泵的压力和流量应该略大于系统的工作压力和流量,以确保系统正常工作。
液压泵的选择要考虑到工作环境的温度、液体的粘度和成本等因素。
液压缸的选择也需要进行一些计算。
输出力(牛顿)=压力(帕)x断面积(平方米)液压缸的选择要根据所需的输出力和工作压力来确定。
液压缸的密封性能和机械结构等因素也需要考虑。
另外,液压系统设计中还需要考虑管道的设计和安装。
管道的设计要根据系统的工作温度、压力和流量来确定。
管道的材料和尺寸选择要满足系统的需要,并保持良好的连接和密封性能。
综上所述,液压系统设计涉及到多个方面的计算和选择。
通过合理的设计和计算,可以确保液压系统的性能和可靠性。
因此,在液压系统的设计过程中,需要充分考虑各个因素,并进行适当的计算和分析。
如果忽略切削力引起的颠覆力矩对导轨摩擦力的影响,并设液压缸的机械效率=0.9,根据上述负载力计算结果,可得出液压缸在各个工况下所受到的负载力和液压缸所需推力情况,如表1所示。
表1 液压缸总运动阶段负载表〔单位:N〕3 负载图和速度图的绘制根据负载计算结果和的个阶段的速度,可绘制出工作循环图如图1〔a〕所示,所设计组合机床动力滑台液压系统的速度循环图可根据的设计参数进行绘制,快进和快退速度3.5快进行程L1=100mm、工进行程L2=200mm、快退行程L3=300mm,工进速度80-300mm/min 快进、工进和快退的时间可由下式分析求出。
快进工进快退根据上述数据绘制组合机床动力滑台液压系统绘制负载图〔F-t〕b图,速度循环图c图.ab c在此处键入公式。
4 确定液压系统主要参数4.1确定液压缸工作压力由表2和表3可知,组合机床液压系统在最大负载约为16000时宜取3MPa。
表2按负载选择工作压力表3 各种机械常用的系统工作压力4.2计算液压缸主要结构参数根据参数,液压缸无杆腔的有效作用面积可计算为A1=Fmas/P1-0.5P2=16000/3X10^6那么活塞直径为mm根据经验公式,因此活塞杆直径为d=58.3mm,根据GB/T2348—1993对液压缸缸筒内径尺寸和液压缸活塞杆外径尺寸的规定,圆整后取液压缸缸筒直径为D=80mm,活塞杆直径为d=56mm。
此时液压缸两腔的实际有效面积分别为:根据计算出的液压缸的尺寸,进一步计算液压缸在各个工作阶段中的压力、流量和功率值,如表4所示。
表4 各工况下的主要参数值5 液压系统方案设计根据组合机床液压系统的设计任务和工况分析,所设计机床对调速范围、低速稳定性有一定要求,因此速度控制是该机床要解决的主要问题。
速度的换接、稳定性和调节是该机床液压系统设计的核心。
此外,与所有液压系统的设计要求一样,该组合机床液压系统应尽可能结构简单,本钱低,节约能源,工作可靠5.1确定调速方式及供油形式由表4可知,该组合机床工作时,要求低速运动平稳行性好,速度负载特性好。
先导溢流阀设计计算公式先导溢流阀是一种常用的液压控制元件,用于控制液压系统中的流量和压力。
在设计先导溢流阀时,需要考虑多种因素,包括流量、压力、温度等。
为了确保先导溢流阀的性能符合要求,需要进行详细的设计计算。
本文将介绍先导溢流阀设计的计算公式和相关内容。
1. 流量计算公式。
在设计先导溢流阀时,首先需要计算流量。
流量是指液压系统中液体通过先导溢流阀的速度。
流量的计算公式如下:Q = A × v。
其中,Q表示流量,单位为立方米每秒(m³/s);A表示流通截面积,单位为平方米(m²);v表示速度,单位为米每秒(m/s)。
根据流量的计算公式,可以根据系统的需求和先导溢流阀的参数来确定流通截面积和速度,从而计算出所需的流量。
2. 压力计算公式。
除了流量,压力也是设计先导溢流阀时需要考虑的重要因素。
压力是指液压系统中液体对管道壁面的压力。
在设计先导溢流阀时,需要计算系统中的压力,并根据压力来确定先导溢流阀的参数。
压力的计算公式如下:P = F / A。
其中,P表示压力,单位为帕斯卡(Pa);F表示力,单位为牛顿(N);A表示面积,单位为平方米(m²)。
根据压力的计算公式,可以根据系统的压力需求和先导溢流阀的参数来确定所需的力和面积,从而计算出所需的压力。
3. 温度计算公式。
在液压系统中,温度也是设计先导溢流阀时需要考虑的因素之一。
温度的变化会影响液体的粘度和流动性能,因此需要根据系统的工作温度来确定先导溢流阀的参数。
温度的计算公式如下:T = ΔQ / Δt。
其中,T表示温度,单位为摄氏度(℃);ΔQ表示热量变化,单位为焦耳(J);Δt表示时间变化,单位为秒(s)。
根据温度的计算公式,可以根据系统的工作温度需求和先导溢流阀的参数来确定热量变化和时间变化,从而计算出所需的温度。
综上所述,先导溢流阀的设计计算涉及流量、压力和温度等多个因素。
通过合理的计算公式和参数设定,可以确保先导溢流阀在液压系统中具有良好的性能和稳定的工作状态。
溢流阀设计与计算一、Y-63溢流阀的工作原理与应用溢流阀是利用溢流作用来调节油路压力的溢流阀是利用溢流作用来调节油路压力的。
当油路压力升高到某一规定值当油路压力升高到某一规定值,,溢流阀便打开,将压力溢流去一部分,使压力保持在规定的值。
溢流阀按结构形式可以分为直动式与先导式两类。
Y-63是先导式溢流阀。
该型号溢流阀的主阀芯是圆柱滑阀式,加工装配比较方便。
但与锥阀式主阀芯的溢流阀相比,由于主阀芯两端的受压面积相等,使阀的灵敏度较低使阀的灵敏度较低;;为了减少主阀的泄漏量为了减少主阀的泄漏量,,阀口处有一封油段h ,使动作反应较慢。
所以画法式主阀芯的溢流阀动态性能差,一般用于中低液压系统。
主要用途:1,用于保持液压系统压了恒定,称为定压阀2,用于液压系统过载,称为安全阀3,用作卸荷阀4,实现远程调压5,实现高低压多级控制溢流阀工作原理:在油路没有达到溢流阀调定的压力时,导阀、主阀在各自的弹簧作用下处于关闭状态,各腔压力相等。
当油路压力升到接近调定的压力时,导阀被推开,便有小量油液通过节流孔、导阀阀口、主阀阀芯的中心孔从油口流出。
这样,由于节流孔中有油液通过,便自啊主阀芯活塞上下腔产生压力差压力差,,给主阀芯造成一个向上的推力给主阀芯造成一个向上的推力。
但此力不够克服主阀弹簧的预压缩力但此力不够克服主阀弹簧的预压缩力,,因此主阀还不能打开。
当油路压力继续升高,导阀开口量加大,通过节流口的流量加大,主阀芯上下腔压力差增大,便可克服主阀弹簧力和阀芯摩擦力,使主阀芯打开。
压力油便通过主阀阀口,从出油口溢流。
二、设计Y-63溢流阀,设计要求如下:1.额定压力a p g ΜΡ=3.62.额定流量min 63L Q g =3.调压范围()a p ΜΡ=3.6~2.314.启闭特性开启压力[]a p Q ΜΡ=61闭合压力[]Mp p Q 51'=溢流量[]min 63.0L Q =5.卸荷压力[]Mpp X 04.01≤6.内泄流量[]min 0015.0L q nx ≤一、主要结构尺寸的初步确定(1)进油口直径d由额定流量和允许流速来决定vQ d gπ4=sm 7-m 6 v Q g 允许流速额定流量得14.93mm d =故取15.00mm d =(2)主阀芯直径1d 经验取()d 82.0~5.0d 1=mm 24.12d 47.71≤≤取mm00.11d 1=(3)主阀芯与阀套的配合长度L 由公式()05.1~6.0D L =(4)主阀芯活塞直径0D 经验取()10d 2.31.6D ~=取mm 00.22D 0=(5)节流孔直径0d ,长度0 l 按经验取()000d 197l 2mm 0.8d ~~==取8mm l 1.00mm d 00==(静态特性计算对选定的0d 和0l 进行适当的调整)(6)导阀芯的半锥角α按经验取020=α(7)导阀座的孔径2d 和6d经验取() 1.6mm d d 52d 602==~取 1.6mm d 4mm d 62==(8)主阀芯溢流孔直径3d 和3l 3d 不能太小,3l 由尺寸确定(9)阀体沉割直径1D ,沉割深度1S ()mm 15~1D D 01+=1S 保证进油口直径26.00mmD 1=(1010)主阀芯与阀盖的间距)主阀芯与阀盖的间距2S 应保证主阀芯的位移要求max 2X S ≥(max X 是主阀的最大开度)(1111)导阀弹簧的装配长度)导阀弹簧的装配长度5l (未确定)()mm L 2~1l 25+=2L 是导阀的自由长度(12)(12)主阀弹簧的装配长度主阀弹簧的装配长度1l 111h -L l =1L 主阀弹簧的自由长度1h 主阀弹簧预压缩量二、二、静态特性计算静态特性计算(1)在最高调定压力1max p 下的主阀芯的额定开口量10X 由公式max101g10216.67Q X p gD C γπ=取0.65C 1=,()3-3100.903cm N ×=γ带入上式得0.165mm63100.90398022.23.140.656316.67X 3-10=×××××=(2)卸荷时主阀芯的开口量1xX[]1x 01g 1x p 2g D C Q 16.67X γπ×=取0.65C 1=,()3-3cm 100.885Ν×=γ带入上式得3.16mm100.90398022.23.140.656316.67X 31x =×××××=(3)系统压力为开启压力[]1Q p 时导阀前油腔的压力2Q p 由公式[][]00001214p ααγd l Q Q g vp Q Q ?=取()33108995.0cm Ν×=γ,sen cm v 3235.0=,cm d a 00785.01.0442200=×==ππ代入上式得()2322.5900785.000785.01.08.05.5.10980235.0108995.01460cm p QΝ=××××××?=?(4)液压卡紧阻力kF 由公式Qk k p LD f F 2027.0λ=取08.0=f ,027.0=k λ,mm D L 5.1675.00==。
液压阀设计与计算
液压阀是液压系统中的重要组成元件,它可以控制液压系统中流体的
流速和压力,并可以保持液压系统工作时的稳定性。
液压阀的设计和制造
需要考虑不同的参数,如媒介的物理性质,流量的大小,压力的变化等等。
最常见的液压阀构造是以截止阀、调节阀和安全阀组合而成。
液压阀的计算需要考虑的参数包括:入口的压力、设定的阀体出口压力、阀口内的流量、液压油密度、流体介质的特性、入口压力和压力变化、环境温度等。
根据这些参数,有一系列的公式,用来计算液压阀的口径、
阀体结构等。
此外,还应考虑阀体材料的选择,以确保阀体可以承受最大
工作压力,以及阀性能的计算,以确定阀体的流量、压力、温度等。
溢流阀压力流量特性的理论计算(直动型)基于如下模式图考虑。
ポペットTポートαφD ;シート径2α ;ポペット先端の角度x ;ポペットのリフト量xシート流れPポートφD这个溢流阀的设定压力为P(kg/cm2)。
这里,Q(L/min)的工作油流动发生溢流作用,锥只上升x(mm),Q的工作油就流出了。
从P口流向T口的流出角度,和锥阀芯前端角度相等。
开口部的面积A、A = πDxsinα根据孔的计算式,表示为错误!未找到引用源。
―――――――――①这里、c ;流量系数g ;重力加速度γ;比重T口的压力为0.用上記①式、求出锥的上升量。
还有,假设作用在锥上的弹簧的曲度系数为K,在设定压力上的弯曲为x0,为了使锥阀芯上的力均衡,得出下式:错误!未找到引用源。
―――――――――――――――②这里、Pf表示锥阀芯只上升X时的压力。
还有、f被称为推力系数、严格地说是随冲程而变化的,这里为了简单化,设为1. 由这个计算公式得出的Pf与P的差称为over ride值(压力流量特性)計算列;以V1S22A-2000为、按照上述计算:此阀的阀芯锥、与前面所述的图有所不同,不过基本的思考方法是相同的。
设计数値シート径φD = 3.1 mm锥前端角度2α= 38°→α= 19°曲度系数k = 136 N/mm最初弯曲x0 = 1.4 mm设定圧力P = 25 MPa通过流量Q = 50 L/min计算25MPa,10L/min的流量算出面积A为1.01 mm2。
原因是、错误!未找到引用源。
(単位是、Q=L/min、A=mm2、△P=kg/cm2)根据、A = π D x sin α算出X、x = 0.32 mm然后、Pf根据下式算出。
错误!未找到引用源。
根据这些,推定压力流量值为6 MPa (31 – 25)。
―――以上―――(2010.03.01 石井進)。
液压技术作为一门新兴应用学科,虽然历史较短,发展的速度却非常惊人。
液压设备能传递很大的力或力矩,单位功率重量轻,结构尺寸小,在同等功率下,其重量的尺寸仅为直流电机的10%~20%左右;反应速度快、准、稳;又能在大范围内方便地实现无级变速;易实现功率放大;易进行过载保护;能自动润滑,寿命长,制造成本较低。
因此,世界各国均已广泛地应用在锻压机械、工程机械、机床工业、汽车工业、冶金工业、农业机械、船舶交通、铁道车辆和飞机、坦克、导弹、火箭、雷达等国防工业中。
溢流阀作为液压元件之一,在实际生产中得到广泛的应用。
本设计重点讲述了液压件的分类,工作原理以及在实际当中的应用,并进行溢流阀的设计以及对其性能做简单的分析。
由于时间和水平有限,设计中难免处在缺点和错误,请老师批评指正。
液压技术作为一门新兴应用学科,虽然历史较短,发展的速度却非常惊人。
液压设备能传递很大的力或力矩,单位功率重量轻,结构尺寸小,在同等功率下,其重量的尺寸仅为直流电机的10%~20%左右;反应速度快、准、稳;又能在大范围内方便地实现无级变速;易实现功率放大;易进行过载保护;能自动润滑,寿命长,制造成本较低。
因此,世界各国均已广泛地应用在锻压机械、工程机械、机床工业、汽车工业、冶金工业、农业机械、船舶交通、铁道车辆和飞机、坦克、导弹、火箭、雷达等国防工业中。
液压传动设备一般由四大元件组成,即动力元件——液压泵;执行元件——液压缸和液压马达;控制元件——各种液压阀;辅助元件——油箱、蓄能器等。
液压阀的功用是控制液压传动系统的油流方向,压力和流量;实现执行元件的设计动作以控制、实施整个液压系统及设备的全部工作功能。
1.1 液压技术的发展历史液压传动和气压传动称为流体传动,是根据17 世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术,是工农业生产中广为应用的一门技术。
如今,流体传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志。
1795 年英国约瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749 -- 1814) ,在伦敦用水作为工作介质, 以水压机的形式将其应用于工业上, 诞生了世界上第一台水压机。
前言加工工艺及夹具毕业设计是对所学专业知识的一次巩固,是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是理论联系实际的训练。
机床夹具已成为机械加工中的重要装备。
机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。
随着我国机械工业生产的不断发展,机床夹具的改进和创造已成为广大机械工人和技术人员在技术革新中的一项重要任务。
目录1前言 (12阀体加工工艺规程设计 (32.1零件的分析 (32.1.1零件的作用 (32.1.2零件的工艺分析 (32.2阀体加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施42.2.1确定毛坯的制造形式 (42.2.2基面的选择 (42.2.3确定工艺路线 (42.2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (52.2.5确定切削用量 (62.3小结 (123专用夹具设计 (143.1钻φ4孔夹具设计 (143.1.1定位基准的选择 (143.1.2定位元件的设计 (143.1.3定位误差分析 (143.1.4钻削力与夹紧力的计算 (143.1.5钻套、衬套、钻模板及夹具体设计 (153.1.6夹紧装置的设计 (383.1.7夹具设计及操作的简要说明 (383.2小结 (394结束语 (40参考文献 (412 阀体加工工艺规程设计2.1零件的分析2.1.1零件的作用题目给出的零件是阀体,它的主要的作用是用来支承,阀体中的左端平面与中孔有配合要求,起回油密封作用,是阀类组件中非常重要的零件。
阀体加工精度工件的加工质量,一旦密封精度降低,则阀体组件的使用价值也将大打折扣。
2.1.2零件的工艺分析零件的材料为HT200,灰铸铁生产工艺简单,铸造性能优良,减震性能良好。
阀体需要加工表面以及加工表面的位置要求。
现分析如下:(1主要加工面:1铣下平面保证尺寸52mm,平行度误差为0.032铣侧面保证尺寸75的平行度误差为0.023镗上、下面平面各孔至所要求尺寸,并保证各位误差要求4钻侧面4—M8螺纹孔5钻孔攻丝底上平面锥螺纹孔(2主要基准面:1以下平面为基准的加工表面这一组加工表面包括:钻阀体左端表面各孔、钻阀体左端表面2以下平面为基准的加工表面这一组加工表面包括:主要是上平面各孔及左端平面各孔2.2阀体加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施2.2.1确定毛坯的制造形式零件的材料HT200。
直动式溢流阀的分岔分析与实验马威;马飞;周志鸿;耿晓光【摘要】为了改善广泛应用的直动式溢流阀的颤振行为,考虑油液压缩性、管道弹性和阀芯碰撞阀座时的能量损失,建立了溢流阀无量纲形式的数学模型。
以4种不同的弹簧预压缩量,作出了相位和向量场分布图,得到了系统的稳定平衡状态。
应用非光滑动态系统理论和计算软件 MATLAB ,画出了单参数和双参数分岔图,发现系统存在Hopf分岔、极限环鞍结点分岔、广义Hopf分岔和尖点分岔等分岔现象。
搭建了测试平台,得到了阀芯位移分岔图和频谱瀑布图,对数学模型进行了实验验证。
结果表明,小流量时为混沌或周期碰撞震荡,增大流量可改善阀芯颤振行为,为周期非碰撞震荡或稳定平衡状态。
此研究工作为直动式溢流阀的失稳机理和颤振行为提供了理论依据。
【期刊名称】《振动、测试与诊断》【年(卷),期】2016(036)003【总页数】7页(P529-535)【关键词】溢流阀;Hopf分岔;极限环鞍结点分岔;广义 Hopf分岔;尖点分岔【作者】马威;马飞;周志鸿;耿晓光【作者单位】北京科技大学机械工程学院北京,100083;北京科技大学机械工程学院北京,100083;北京科技大学机械工程学院北京,100083;北京科技大学机械工程学院北京,100083【正文语种】中文【中图分类】TH137.5直动式溢流阀是液压系统中不可或缺的压力控制元件,用来防止系统压力过载,然而因为复杂的流固耦合作用,溢流阀往往会趋于失稳并发生自激振荡的现象。
溢流阀稳定性理论分析研究取得了大量成果。
张怀亮等[1]建立了溢流阀的Simulink仿真模型,分析了基础振动及结构参数对溢流阀动态特性的影响规律,发现调定压力波动幅值随基础振动的振幅增大而线性增大。
刘银水等[2]针对海水液压介质的特点,设计了一种直动式水压溢流阀,在仿真分析的基础上, 得到阀的主要结构参数即介质、运动质量、阻尼以及管路容积对阀动态响应特性的影响。
吴珊等[3]采用现代控制方法获得了溢流阀的状态方程,并结合工程控制理论获得传递函数模型,采用Routh稳定性判据对阀的稳定性做出了判定,并进行了相对稳定性分析,通过仿真分析获得了该阀的动态特性曲线以及上升时间等动态特性参数,同时对阀在脉动流量输入条件下的动态性能进行了仿真。
1 绪论液压技术发展历史较短,但是发展速度相当快。
作为新兴的应用学科,在国民生活中应用十分广泛。
现如今,机电产品正朝着功能多样化的趋势发展,而液压技术正好满足它的要求,所以,为了实现生产自动化、工业自动化,液压技术是必不可缺的。
液压技术有很多优点,比如:反应速度快、液压系统体积小、结构简单、操控方便、传递的力量较大、可实现无极调速等。
通常选用矿物油作为工作介质,使用寿命长,可实现自行润滑。
因此,它被广泛应用在工程机械、农业机械、汽车工业、冶金工业等各行各业中。
近几年来,液压技术广泛采用高新技术成果,使各行业应用领域都有很大发展和提高。
液压传动设备的组成有:动力元件(液压泵)、执行元件(液压马达和液压缸)、控制元件(液压阀)、辅助元件(油箱、蓄能器等)。
液压泵:把电机的机械能转化成液压能的能量转换装置,液压泵种类有很多,按结构形式分常用的有:螺旋泵、齿轮泵、柱塞泵、叶片泵等。
液压马达是把液压能转换成机械能,并且以旋转的形式输出角速度和转矩的一种液压执行机构。
液压阀就是调节和控制流体的流量、方向和压力。
按用途分为流量控制阀、方向控制阀和压力控制阀。
常用的流量控制阀有:调速阀、节流阀等;方向控制阀有:换向阀、方向阀;压力控制阀有:溢流阀、顺序阀、减压阀等;辅助元件有:过滤器、油箱及蓄能器、密封圈等。
液压阀的作用就是控制液体的方向、流量和压力,液压阀元件的优劣对液压设备工作的可靠性有很大影响。
在设计先导式溢流阀过程中,将它系列化、标准化和通用化,能够提高产品质量,完善生产工艺性,并且维修方便,保证其工作效率。
1.1液压技术发展历史液压技术与流体力学是息息相关的。
17世纪50年代,帕斯卡提出了帕斯卡原理,17世纪70年代牛顿提出了内摩擦定律,18世纪,相继建立伯努利能量方程和连续性方程,这些理论对液压技术的发展奠定了基础。
1795年,约瑟夫·布拉曼提出了液压机的专利,并于2年后制造出手动泵供压式水压机。
摘要:在液压传动系统中,液流的压力是最基本的参数之一,执行元件的输出力或输出扭矩的大小,主要由供给的液压力所决定。
为了对油液压力进行控制,并实现和提高系统的稳压、保压、减压、调压等性能或利用压力变化实现执行机构的顺序动作等,根据油液压力和控制机构弹簧力相平衡的工作原理,人们设计制造了各种压力控制阀。
在液压设备中主要起定压溢流作用和安全保护作用。
关键词:电液比例溢流阀工作原理结构设计1绪论液压技术作为一门新兴应用学科,虽然历史较短,发展的速度却非常惊人。
液压设备能传递很大的力或力矩,单位功率重量轻,结构尺寸小,在同等功率下,其重量的尺寸仅为直流电机的10%-20%左右;反应速度快、准、稳;又能在大范围内方便地实现无级变速;易实现功率放大;易进行过载保护;能自动润滑,寿命长,制造成本较低。
液压阀的功用是控制液压传动系统的油流方向、压力和流量;实现执行元件的设计动作以控制、实施整个液压系统及设备的全部工作功能。
2比例溢流阀的结构设计溢流阀的基本功用是:当系统的压力达到或超过溢流阀的调定压力时,系统的油液通过阀口溢出一些,以维持系统压力近于恒定,防止系统压力过载,保障泵、阀和系统的安全,此时的溢流阀常称为安全阀或限压阀。
①工作原理:设弹簧预紧力为Ft,活塞底部面积为A则:当PA<Ft 时,阀口关闭。
当PA=Ft时,阀口即将打开。
当PA>Ft时,阀口打开,P→T,稳压溢流或安全保护。
②调压原理:调节比例电磁铁的输出力,便可调节溢流阀调整压力。
③特点:可知这种阀的进口压力P不受流量变化的影响,被力P变化很小,定压精度高。
但由于Ft直接与PA平衡,若P较高,Q较大时,电磁力就相应地较大,且Ft略有变化,p变化较大,所以一般用于低压小流量场合。
3溢流阀主要参数设计溢流阀工作时,随着溢流量的变化,系统压力会产生一些波动,不同的溢流阀其波动程度不同。
因此一般用溢流阀稳定工作时的压力-流量特性来描述溢流阀的动、静态特性。
直动式溢流阀建模及Matlab仿真攀枝花学院本科学生课程设计任务书题目直动式溢流阀MATLABEL仿真1、课程设计的目的学生在完成各综合课程学习的基础上,运用所学的液压知识、MATLABEL仿真知识,各种阀的功能与用途的知识,独立完成直动式溢流阀MATLABEL仿真设计任务;从而使学生在完成该课程设计过程中,强化对液压只是的掌握。
能够对学生起到加深MATLABEL仿真软件的应用和强化实际运用能力的锻炼。
2、课程设计的内容和要求(包括原始数据、技术要求、工作要求等)1、元件为直动式溢流阀,绘制结构简图,以及相应参数表。
2、完成直动式溢流阀的数学建模,并画出动态结构方框图。
3、用MATLABEL的simulink仿真并检验结果。
4、编写设计说明书3、主要参考文献[1]陈德义主编《金属切削机床液压传动》科学出版社,1987年[2]王正林主编《MATLAB/Simulink与控制系统仿真》电子工业出版社,2002年4、课程设计工作进度计划内容学时直动式溢流阀的结构6直动式溢流阀的参数选择6直动式溢流阀的数学建模18直动式溢流阀的动态结构方框图36直动式溢流阀的MATLABEL的simulink仿真36检验结果图18合计3周指导教师(签字)日期年月日教研室意见:年月日学生(签字):接受任务时间:年月日课程设计(论文)指导教师成绩评定表题目名称评分项目分值得分评价内涵工作表现20%01学习态度6遵守各项纪律,工作刻苦努力,具有良好的科学工作态度。
02科学实践、调研7通过实验、试验、查阅文献、深入生产实践等渠道获取与课程设计有关的材料。
03课题工作量7按期圆满完成规定的任务,工作量饱满。
能力水平35%04综合运用知识的能力10能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题,能正确处理实验数据,能对课题进行理论分析,得出有价值的结论。
05应用文献的能力5能独立查阅相关文献和从事其他调研;能提出并较好地论述课题的实施方案;有收集、加工各种信息及获取新知识的能力。
一、Y-63
溢流阀的工作原理与应用
溢流阀是利用溢流作用来调节油路压力的。
当油路压力升高到某一规定值,溢流阀便打开,将压力溢流去一部分,使压力保持在规定的值。
溢流阀按结构形式可以分为直动式与先导式两类。
Y-63是先导式溢流阀。
该型号溢流阀的主阀芯是圆柱滑阀式,加工装配比较方便。
但与锥阀式主阀芯的溢流阀相比,由于主阀芯两端的受压面积相等,使阀的灵敏度较低;为了减少主阀的泄漏量,阀口处有一封油段h ,使动作反应较慢。
所以画法式主阀芯的溢流阀动态性能差,一般用于中低液压系统。
主要用途:
1,用于保持液压系统压了恒定,称为定压阀 2,用于液压系统过载,称为安全阀 3,用作卸荷阀 4,实现远程调压 5,实现高低压多级控制
溢流阀工作原理:在油路没有达到溢流阀调定的压力时,导阀、主阀在各自的弹簧作用下处于关闭状态,各腔压力相等。
当油路压力升到接近调定的压力时,导阀被推开,便有小量油液通过节流孔、导阀阀口、主阀阀芯的中心孔从油口流出。
这样,由于节流孔中有油液通过,便自啊主阀芯活塞上下腔产生压力差,给主阀芯造成一个向上的推力。
但此力不够克服主阀弹簧的预压缩力,因此主阀还不能打开。
当油路压力继续升高,导阀开口量加大,通过节流口的流量加大,主阀芯上下腔压力差增大,便可克服主阀弹簧力和阀芯摩擦力,使主阀芯打开。
压力油便通过主阀阀口,从出油口溢流。
二、设计
Y-63溢流阀,设计要求如下:
1.额定压力 a p g MP =3.6 2.额定流量 min 63L Q g = 3.调压范围 ()a p MP =3.6~2.31 4.启闭特性
开启压力 []a p Q MP =61 闭合压力 []Mp p Q 51'= 溢 流 量 []min 63.0L Q =
5.卸荷压力 []Mp p X 04.01≤ 6.内泄流量 []min 0015.0L q nx ≤ 一、主要结构尺寸的初步确定 (1)进油口直径d
由额定流量和允许流速来决定 v
Q d g
π4=
s
m 7-s m 6 v Q g 允许流速额定流量
得14.93mm d =故取 15.00mm d = (2) 主阀芯直径 1d
经验取 ()d 82.0~5.0d 1= mm mm 24.12d 47.71≤≤ 取mm 00.11d 1=
(3)主阀芯与阀套的配合长度L 由公式()05.1~6.0D L = (4) 主阀芯活塞直径0D
经验取()10d 2.31.6D ~= 取mm 00.22D 0= (5) 节流孔直径0d ,长度0l 按经验取()000d 197l 2mm 0.8d ~~==
取8mm l 1.00mm d 00==(静态特性计算对选定的0d 和0l 进行适当的调整) (6) 导阀芯的半锥角α 按经验取020=α
(7) 导阀座的孔径2d 和6d
d
d
1d
0l
0D
α
2
d 6
d
1D
1S
h
经验取() 1.6mm d d 52d 602==~ 取 1.6mm d 4mm d 62== (8) 主阀芯溢流孔直径3d 和3l
3d 不能太小,3l 由尺寸确定
(9)阀体沉割直径1D ,沉割深度1S
()mm
15~1D D 01+= 1S 保证进油口直径
26.00mm D 1=
(10)主阀芯与阀盖的间距2S 应保
max 2X S ≥(max X 是主阀的最大开度)
(11)导阀弹簧的装配长度5l (未确定)
()mm
L 2~1l 25+= 2L 是导阀的自由长度
(12)主阀弹簧的装配长度1l
111h -L l = 1L 主阀弹簧的自由长度 1h 主阀弹簧预压缩量 二、静态特性计算
(1)在最高调定压力1max p 下的主阀芯的额定开口量10X 由公式max
10
1g
10216.67Q X p g
D C γ
π=
取0.65C 1=,()3-3100.903cm N ⨯=γ带入上式得
0.165mm 63
10
0.90398022.2
3.140.6563
16.67X 3
-10=⨯⨯⨯⨯⨯=
(2)卸荷时主阀芯的开口量1x X
[]
1x 0
1g 1x p 2g
D C Q 16.67X γ
π⨯=
取0.65C 1=,()3-3cm 100.885N ⨯=γ带入上式得
3.16mm 1
10
0.90398022.2
3.140.6563
16.67X 3
1x =⨯⨯⨯⨯⨯=
(3)系统压力为开启压力[]1Q p 时导阀前油腔的压力2Q p 由公式
[]
[]
000
1214p ααγd l Q
Q g
v
p Q Q -
=
取()33108995.0cm N ⨯=γ,sen cm v 3
235.0=,
cm
d a 00785.01.04
42
2
00=⨯=
=π
π
代
入上式得
(
)
2
3
22.5900785.000785
.01.08
.05.105.10980
235
.010
8995.01460cm
p Q N =⨯⨯
⨯⨯⨯⨯-
=-(4)液压
卡紧阻力k F
由公式Q k k p LD f F 2027.0λ=
取08.0=f ,027.0=k λ,mm D L 5.1675.00==。
代入上式得
N
=⨯⨯⨯⨯⨯=125.02.592.265.1027.008.027.0k F
(5)主阀弹簧刚度1t K 与预压缩量1t X 由公式得[]k Q Q t t F G p A p A X K ---=221111 取2
2
2
2
0178.32.2785.04
,16.0A cm
D A G ==⨯==
N =π。
代入上式得 N
=--⨯-⨯=739.2125.016.02.5978.36078.311t t X K
由()cm X X x t 632.0316.025~111=⨯== 得()cm K t N ==333.4632.0739.21
取cm K t N =41 mm X t 0.61=
(6)系统压力为开启压力[]Q p 1时导阀的开口量Q X 2
由公式
[]
Q
Q p q
d C Q X 22222sin γ
α
π=
取77.02=C ,代入上式得
cm
X Q 0027.02.5910
8995.09802342.04.014.377.05
.103
2=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=
-
(7)调压弹簧刚度2t K 与预压缩量2t X 由公式Q Q
t Q
t p X X X d C a K 22222222sin +-=
απ
01.02
2≤t Q X X
取cm
X X cm d a Q t 27.001
.01256.04.0785.04
222
222==
=⨯==
π
代入公式得cm
K t N =⨯+⨯⨯⨯⨯-=
072.272
.590027
.027.00027
.0342.04.014.377.01256.02
取
cm
X cm K t t 27.02722=N =
(8)调成最高调定压力时闭合压力Q p 1'
由公式 ()[]211'9.5760965.098.0~95.0cm p p Q Q N =⨯==。