溢流阀设计与计算表格
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闸门孔数n 4中间闸墩侧收缩系数ξz0.955084519单孔净宽b010边闸孔侧收缩系数ξb 0.908872896总净宽B040侧收缩系数ξ0.943531613闸墩厚度dz 4断面面积2321.5436b b30.95原河道底高程169.5坎顶高程170河道流速 2.278656闸墩顶高程191.1189.18 1.92堰上水深H021.36464下游水位189.14 1.96自由过流流量系数m堰流淹没出流系数σ坎高P 0.5下游水位h s 19.140.895873闸墩高H 21.6淹没系数σ0.837306m(直角)0.382361m(圆角)0.384109自由过流流量Q 淹没过流流量Q Q(直角)6312.225Q(直角)5285.263Q(圆角)6341.097Q(圆角)5309.4375290闸门孔数n4中间闸墩侧收缩系数ξz0.955084519单孔净宽b010边闸孔侧收缩系数ξb 0.908872896总净宽B040侧收缩系数ξ0.943531613闸墩厚度dz 4断面面积2321.5436b b30.95原河道底高程169.5坎顶高程170河道流速 2.0159闸墩顶高程189.93188.16 1.77堰上水深H020.13713下游水位188.12自由过流流量系数m堰流淹没出流系数σ坎高P 0.5下游水位h s 18.120.89983闸墩高H 20.43淹没系数σ0.82807m(直角)0.382203m(圆角)0.38406自由过流流量Q淹没过流流量Q宽顶堰堰流泄流能力计算(P=1)宽顶堰堰流泄流能力计算(P=2)Q(直角)5773.732Q(直角)4781.054Q(圆角)5801.781Q(圆角)4804.284680闸门孔数n 4中间闸墩侧收缩系数ξz0.955084519单孔净宽b010边闸孔侧收缩系数ξb 0.909780316总净宽B040侧收缩系数ξ0.943758468闸墩厚度dz 4断面面积1715.1756b b25.9原河道底高程169.5坎顶高程170河道流速 2.250498闸墩顶高程188.05186.43 1.62堰上水深H018.30814下游水位186.39自由过流流量系数m堰流淹没出流系数σ坎高P 0.5下游水位h s 16.390.89523闸墩高H 18.55淹没系数σ0.838767m(直角)0.381911m(圆角)0.383968自由过流流量Q 淹没过流流量Q Q(直角)5002.632Q(直角)4196.041Q(圆角)5029.579Q(圆角)4218.6443860闸门孔数n 4中间闸墩侧收缩系数ξz0.955084519单孔净宽b010边闸孔侧收缩系数ξb 0.910700081总净宽B040侧收缩系数ξ0.943988409闸墩厚度dz 4断面面积1468.0005b b23原河道底高程169.5坎顶高程170河道流速 2.207084闸墩顶高程186.26184.89 1.37堰上水深H016.50828下游水位184.85自由过流流量系数m堰流淹没出流系数σ坎高P0.5下游水位h s14.850.899549宽顶堰堰流泄流能力计算(P=5)宽顶堰堰流泄流能力计算(P=10)。
式中符号1计算壁厚S B ’P*Dn/(2.3*[σL]-P+C mm 3.3657142862计算压力P 设计给定MPa 1.63计算内径DN 设计给定mm 484许用拉应力[σL ]查《阀门设计计算手册》表3-3MPa 925腐蚀余量C 设计给定mm 36实际壁厚S B设计给定mm67标准壁厚GB/T12245.5式中符号1密封面计算比压qMPa63阀座密封面内径D1设计给定mm 354阀座密封面外径D2设计给定mm 405设计压力q 设计给定MPa 1.66密封必须比压q mf查表MPa 77密封材料许用比压[q]查表MPa20式中符号密封总作用力QN1451.936单位计算数据一.壁厚计算软密封41球阀(DN20)序号计算数据名称符号公式二.密封比压计算序号计算数据名称符号公式单位计算数据结论 qmf<q<[q] 故合格三.密封总作用力计算序号计算数据名称符号公式单位计算数据2阀座密封面内径D1设计给定mm 353阀座密封面外径D2设计给定mm 334设计压力q 设计给定Mpa 1.6式中符号1阀杆力矩MF MQF+MFT+MFCN.mm 3629.129085球体与阀座间的摩擦力矩MQF 3.14Dmp^2*P*fm*R(1+cos)/8cosN.mm 3186.012285摩擦因数fm 0.05密封面平均直径Dmp 设计都给定mm 30.3密封角cos 设计者给定mm 42.67球的半径R 设计者给定mm 22.52阀杆与填料的摩擦力矩MFT QT*Dt/2N.mm 443.1168填料与阀杆之间的摩擦力QT N63.3024阀杆直径Dt 设计都给定mm 14圈数Z 设计者给定3单圈填料高度hmm5式中符号1阀杆端头扭转剪切应力τn Mf/w^1/2Mpa14.46559744断面抗扭系数W βa^3250.88宽度a mm8系数β0.49阀杆许用扭转剪切应力五.阀杆力矩计算序号计算数据名称符号公式单位计算数据九.阀杆头部强度计算序号计算数据名称符号公式单位计算数据。
7. 溢流阀分析设计
7.1 溢流阀结构及主要元件设计
溢流阀的结构组成见图,它由阀体、阀芯、弹簧和调节螺钉组成。
(直动型)
7.2 溢流阀结构设计说明
通过一压缩弹簧控制进阀口液体压力,通过一钢球自动调心密封,为使控制压力可变,通过调节螺旋旋入或旋出来改变弹簧的压缩量
7.3 溢流阀弹簧结构参数设定
溢流阀弹簧材料:碳素弹簧钢丝Ⅲ组
剪切弹性模量G:79870MPa
钢丝直径d: 1 mm
弹簧外径D: 7 mm
弹簧有效圈数n: 10圈
溢流阀阀门通径1D :4 mm
弹簧中径D2: 6 mm (D-d )
7.4 溢流阀弹簧的单圈刚度计算 弹簧单圈刚度K ':
m m N D Gd K 221.466817987083
4
32
4
=⨯⨯=='
7.5 溢流阀弹簧的工作刚度计算 弹簧总刚度K :
mm N n K K 621.410221.46=='=
7.6 溢流阀弹簧的装配压缩量计算 由原始数据知油压P 为5MPa
弹簧工作力s K F ⨯= (其中s 为压缩量)
油压
21)2(D P F π⨯= m m
K D P s 87.10621
.4214.34)2(
2
21=⨯⨯=⨯=
π。
液压设计计算知识1.执行元件的回油背压系统类型背压值/MPa 系统类型背压值/MPa 回油路上有节流阀的调速系统0.2~0.5采用辅助泵补油的闭式回路 1.0~1.5回油路上有背压阀或调速的调带系统0.5~0.15回油路较短且直通油箱≈02.计算泵的流量,选择液压泵系统类型液压泵流量计算式式中符号的意义高低压组合供油系统Q g=υg²AQ d=(υk-υg)²AQ g:高压小流量液压泵的流量(m³/s)υg:液压缸工作行程速度(m/s)A:液压有效作用面积(m2)Q d:低压大流量液压泵的流量(m³/s)υk:液压缸快速行程速度(m/s)恒功率变量液压泵供油系统Q h≥6.6υgmin²A Q h:恒功率变量液压泵的流量(m³/s)υgmin:液压缸工作行程最低速度(m/s)流量控制阀无级节流调速系统Q p≥υmax²A+Q yQ p≥n max²Q m+Q yQ p:液压泵的流量(m³/s)υmax:液压缸最大调节速度(m/s)n max:液压马达最高转速(r/s)Q m:液压马达排量(m³/s)Q d:溢流阀最小流量(m³/s)=0.5³10-4有级变速系统ΣN i=1Q i=υmax²AΣN i=1Q i=n max²Q m N:有级变速回路用泵个数ΣN i=1Q i:N个泵流量总和(m³/s)Q i:第i个泵的流量(m³/s)一般系统Q p=K²(ΣQ s)max Q p:液压泵的流量(m³/s)Q p:同时动作执行元件的瞬时流量(m³/s) K:系统泄漏系数K=1.1~1.3蓄能器辅助供油系统Q p=(K/T)²ΣZ i=1νiQ p:液压泵的流量(m³/s)T:工作循环周期时间(s)Z:工作周期中需要系统供液进行工作的执行元件数νi:第i个执行元件在周期中的耗油量(m³)电液动换向阀控制系统Q p=(πK y/4)²ΣZ i=1d i2l i tQ p:控制系统液压泵的流量(m³/s)K y:裕度系数K y=1.1~1.2Z:同时动作的电液换向阀个数d i:第i个换向阀的主阀芯直径(m)l i:第i个换向阀的主阀芯换向行程(m)t:换向阀的换向时间s t=0.07~0.20(s)注:根据算出的流量和系统工作压力选择液压泵。
目录摘要 (3)一绪论 (5)1.1液压技术的发展历史 (5)1.2我国液压阀技术的发展概况 (5)1.3本课题的目的及研究范围 (7)二溢流阀设计主体2.1简单溢流阀的工作原理 (7)2.2溢流阀的结构设计 (8)2.3直动型溢流阀 (8)2.4先导式溢流阀 (10)三溢流阀主要参数设计 (11)3.1静态特性 (12)3.2动态特性 (13)3.3先导型溢流阀的静态特性分析 (15)四溢流阀的基本应用............................ 错误!未定义书签。
五溢流阀主要零件的加工 19 六溢流阀常见故障原因分析及排除方法 (24)6.1噪声和振动 (24)6.2阀芯径向卡紧............................... 错误!未定义书签。
6.3调压失灵................................... 错误!未定义书签。
6.4其它故障................................... 错误!未定义书签。
总结 (23)致谢 (26)参考文献........................................ 错误!未定义书签。
摘要液压传动是利用密闭系统中受压液体来传递运动和动力的一种传递方式。
其介质为油压液体,包括液压油和其他合成液体,其特点为动力大,运动平稳。
但由于液压粘度大,在流动过程中阻力损失大,因而不宜做远距离传动和控制。
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。
定压溢流作用:在定量泵节流调节系统中,定量泵提供的是恒定流量。
目录第1章缸体的机械加工工艺规程设计 (1)1.1缸体零件图分析 (1)1.1.1零件的作用 (1)1.1.2零件的工艺分析 (1)1.1.3确定生产类型 (2)1.2确定毛坯类型及尺寸 (2)1.2.1确定毛坯类型 (2)1.2.2确定毛坯尺寸 (3)1.2.3毛坯图 (3)1.3 机械加工工艺路线设计 (4)1.3.1 定位基准的选择 (4)1.3.2 制定工艺路线 (5)1.4 加工机床及工艺设备的选择 (6)1.4.1 选择机床 (6)1.4.2 选择刀具及量具 (6)1.4.3 选择夹具 (6)1.5 确定每道工序尺寸 (8)1.6 确定切削用量和基本时间 (8)1.6.1 确定切削用量 (8)1.6.1.1 工序10(铣右端面至尺寸) (8)1.6.1.2 工序20 (钻右端平面Ø16孔) (9)1.6.1.3 工序30(铰右平面Ø16孔) (9)1.6.1.4 工序70 (攻Ø27螺纹孔) (10)1.6.1.5 工序90 (钻右平面Ø4孔) (11)1.6.2 确定基本时间 (11)1.6.2.1 工序10(铣右端面至尺寸) (11)1.6.2.2 工序20 (钻右端平面Ø16孔) (12)1.6.2.3 工序30(铰右平面Ø16孔) (13)1.6.2.4 工序70 (攻Ø27螺纹孔) (14)1.6.2.5 工序90 (钻右平面Ø4孔) (15)第2章专用夹具设计 (16)2.1 确定设计任务 (16)2.2 夹具设计方法 (16)2.2.1 夹具类型的确定 (16)2.2.2 定位方案的确定 (16)2.2.3 夹紧机构设计 (17)2.2.4 导向装置设计 (18)2.2.5 夹具体设计 (18)2.2.6 绘制夹具体装配图 (19)2.3 确定夹具技术要求和有关尺寸、公差配合 (20)2.3.1 技术要求 (20)2.3.2 夹具装配图应有尺寸及公差 (20)参考文献 (21)第1章缸体的机械加工工艺规程设计1.1缸体零件图分析1.1.1零件的作用此零件为溢流阀。
Excel 水力计算展示之 专题9. 闸孔出流过流能力计算实际工程的水闸,闸底坎一般为宽顶堰和曲线型实用堰,闸门类型主要有平板闸门和弧形闸门。
闸孔出流的形式有自由出流和淹没出流两种。
如下图所示图9-1 ''ct h h > 闸孔自由出流 9-2 ''c t h h = 闸孔自由出流9-3 ''ct h h < 闸孔淹没出流判别标准分别为:当''c t h h ≥时,下游发生远离式水跃或临界式水跃,此时闸孔出流为自由出流;当''c t h h <时,下游发生淹没式水跃,此时的闸孔出流为淹没出流。
其中,''c h 为收缩断面水深c h 的共轭水深,t h 为下游水深。
1.自由出流对于自由出流,其计算公式如下02Q be gH μ= (9-1)式中:Q 为过堰流量,m 3/s ;μ为闸孔出流的流量系数;b 为闸孔净宽,m ;e 为闸门开度,m ; 0H 为闸前总水头,m 。
对于平板闸门,流量系数可用下式计算0.600.176eHμ=- (9-2) 应用范围: 0.10.65eH<<。
对于弧形闸门,流量系数可用下式计算(0.970.81)(0.560.81)180180eHθθμ︒︒=--- (9-3) θ为闸门下缘切线与水平线的夹角,适用于: 002590θ<<, 0.10.65eH<<。
2.淹没出流由上面分析可以看出,闸孔淹没出流的条件为t ch h ''>。
当闸孔为淹没出流时,泄流能力比同样条件下的自由出流小,在实际计算时,是将平底闸孔自由出流的式(9—1)右端乘上一个淹没系数s σ,即:s Q σμ= (9—4)式中 :s σ—淹没系数,可由e H 及zH∆可查图得到,z ∆为闸上、下游水位差。
图9-4闸孔出流的淹没系数【工程任务】矩形渠道中修建一水闸,闸底板与渠底齐平,闸孔宽b 等于渠道宽度b 为3m ,闸门为平板门。
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 vQ d gπ4=sm 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6ddd1d0l0Dα2d 6d1D1Sh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3l3d 不能太小,3l 由尺寸确定(9)阀体沉割直径1D ,沉割深度1S()mm15~1D 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)()mmL 2~1l 25+= 2L 是导阀的自由长度(12)主阀弹簧的装配长度1l111h -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max101g10216.67Q X p gD C γπ=取0.65C 1=,()3-3100.903cm N ⨯=γ带入上式得0.165mm 63100.90398022.23.140.656316.67X 3-10=⨯⨯⨯⨯⨯=(2)卸荷时主阀芯的开口量1x X[]1x 01g 1x p 2gD C Q 16.67X γπ⨯=取0.65C 1=,()3-3cm 100.885N ⨯=γ带入上式得3.16mm 1100.90398022.23.140.656316.67X 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[][]0001214p ααγd l QQ gvp Q Q -=取()33108995.0cm N ⨯=γ,sen cm v 3235.0=,cmd a 00785.01.0442200=⨯==ππ代入上式得()2322.5900785.000785.01.08.05.105.10980235.0108995.01460cmp 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==。
溢流阀的设计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。