设计任务书
设计题目：
溢流阀的设计与制造
设计要求：
（1）能对溢流阀进行正确的分类；
（2）能对溢流阀的工作原理，调压原理，特点进行正确分析。
（3）对溢流阀的零部件结构尺寸正确计算；
（4）对零部件进行正确的编程加工。
设计进度要求：
第一周：分析课题要求确定毕业设计题目。
第二周：查找设计题目相关的资料。
第三周：初步拟定设计题目的草稿。
第四周：对草稿进行审定和检查。
第五周：进行电子稿的制作。
第六周：完成电子稿并对电子稿进行初步排版。
第七周：交初稿待老师检查并做最后完善。
第八周：交毕业设计并进行答辩。
指导教师（签名）：
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。
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。当系统压力增大时，会使流量需求减小。此时溢流阀开启，使多余流量溢回油箱，保证溢流阀进口压力，即泵出口压力恒定（阀口常随压力波动开启）。
安全保护作用：系统正常工作时，阀门关闭。只有负载超过规定的极限（系统压力超过调定压力）时开启溢流，进行过载保护，使系统压力不再增加（通常使溢流阀的调定压力比系统最高工作压力高10％～20％）。
实际应用中一般有：作卸荷阀用，作远程调压阀，作高低压多级控制阀，作顺序阀，用于产生背压（串在回油路上）。
溢流阀一般有两种结构：1、直动型溢流阀 2、先导型溢流阀
关键词：工作原理、实际应用、设计加工
目 录
摘 要 ................................................................. II
力士乐REXROTH溢流阀的基本结构及其工作原理
下面为大家介绍一下力士乐REXROTH溢流阀的基本结构及其工作原理，详情如下：
(一)力士乐REXROTH溢流阀的基本结构及其工作原理
1、直动式溢流阀
工作原理:
直接利用液压力与弹簧力相平衡以控制阀芯的启闭动作,从而保证进油口压力基本恒定。
特点:
①阀芯所受的液压力全靠弹簧力平衡,故当系统压力很高时,弹簧必须很硬,导致结构笨重,调压不轻便。一般用于压励小于2.5MPa的低压系统中,作安全阀或背压阀使用。
②由于惯性或负载的变化,导致q、变化,即开口度h的变化,由于k很大,所以p不稳定,稳压精度差;
③结构简单、便宜,但工作时易产生振动和噪音。
特式溢流阀
结构:先导调压部分:控制主阀的溢流压力;主阀部分:溢流
工作原理:利用主阀芯上下两端液体压力差与弹簧力相平衡的原理来进行压力控制。力士乐REXROTH溢流阀特点:
①因为锥阀作用面积很小,即使压力很高,弹簧刚度仍不大,调压轻便;
②因为主阀弹簧很软,因此溢流量变化时,励波动小。静态特性好;
③能适应各种不同的调压范围的要求;
④主阀芯采用锥面阀座式结构密封,没有搭合量,动作灵敏。
(二)力士乐REXROTH溢流阀的应用场合
1、起稳压和溢流作用(阀口常开)
在定泵进油或回油节流调速系统中
2、銨全保护作用(阀口常闭)
变泵液压系统、定泵旁路节流调速系统和非节流调速系统。
3、御荷作用
4、作背压阀使用
5、作吸收换向冲击使用
共28页第1页摘要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，结构尺寸小等优点。本论文讲了液压控制阀，包括溢流阀、顺序阀、压力阀，重点说明溢流阀。首先先简单的阐述液压控制阀在国内的发展状况和分类，再重点阐述了溢流阀的结构，包括先导和直导两种，并且对各自的静、动性能进行分析极其简单的应用。最后重点讲了溢流阀零件编程和工件的夹紧。因此，加工出来的零件符合设计的要求。关键词：溢流阀，数控编程，加工工艺，工装。需要图纸加Vyygcs06共28页第2页目录第1章绪论……………………………………………………………………………………11.1液压技术的发展历史……………………………………………………………11.2我国液压阀技术的发展概况……………………………………………………11.3本课题的目的及研究范围………………………………………………………2第2章压力控制阀的分类………………………………………………………………4第3章溢流阀………………………………………………………………………………53.1溢流阀的结构………………………………………………………………………53.2溢流阀的主要性能…………………………………………………………………83.3溢流阀的基本应用………………………………………………………………133.4溢流阀的组成部分………………………………………………………………143.5溢流阀的零件……………………………………………………………………153.5.1调节杆及其加工……………………………………………………………153.5.2调压螺帽及其加工…………………………………………………………173.5.3先导阀芯及其加工…………………………………………………………203.5.4先导阀座及其加工…………………………………………………………213.5.5主阀座及其加工……………………………………………………………22总结…………………………………………………………………………………………………25参考文献…………………………………………………………………………………………26共28页第3页第1章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。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。1.2我国液压阀技术的发展概况我国的液压工业及液压阀的制造，起始于第一个五年计划（1953~1957年），期间，由于机床制造工业发展的迫切需求，50年代初期，上海机床厂、天津液压件厂仿造了苏联的各类低压泵、阀。随后，以广州机床研究所为主，在引进消化国外中低压元件制造技术的基础上，自行设计了公称压力为2.5MPa和6.3MPa的中低压液压阀系统（简称广州型），并迅速投入大批量生产。60年代初期，为适应液压工程机械从中低压向高压方向的发展，以山西榆次液共28页第4页压件厂为主，引进了日本油研公司的公称压力为21MPa的中高压液压阀系列，以及全部加工技术和制造、试验设备，并据此发展、设计成我国的中高压液压闪系统（简称榆次型）。1968年，当时的一机部组织有关单位，在公称压力21MPa液压阀的基础上，设计了我国一套公称压力为31.5MPa的高压阀系列，并投入批量生产。为使产品实现标准化、通用化、系列化，我国于1973年再次组成“液压阀联合设计组”，在总结国产高压阀设计、生产经验的基础上，借鉴了国外同类产品的结构，性能、工艺特点，又增补了多种规格和新品种，并使国产阀的安装连接尺寸首次符合国际标准。并于1977年正式完成了公称压力为31.MPa的高压阀新系列的设计。1978年起，通过全系列图纸的审查、试制、鉴定等工作，并在全国推广使用。1982年，通过了全系列的定型工作。故上述产品简称为“82年联合设计型高压液压阀系列”。为适应高压、大流量的液压传动要求，济南铸锻研究所、上海704研究所和北京冶金液压机械厂等单位，自1976年开始，还引进、消化和研制了二通插装阀（简称CV阀），并在80年代初期，完成了自己的系列。二通插装阀作为不同于常规阀的另一类液压阀类，也正在开拓着它的使用范围。此外，随着组合机床在机械制造行业中的广泛应用，1975年，大连组合机床研究引进、消化、吸收和研制了叠加式液压阀。建国以来，我国液压行业及液压阀的制造生产，从无到有，发展很快，取得了巨大的成绩。但与国外同类产品相比，品种和性能指标还有较大差距。为了提高我国液压行业的综合素质，国家机械部制定了以下调整原则：A类重点发展产品（包括国产的电液伺服阀、比例阀和数字控制阀以及引进、消化德国力士乐公司的压力为21、35、63MPa，通径为6~32mm的三大类液压阀和我国自行开发的叠加阀、插装阀及GE系列阀等）；B类允许保留和过渡产品（包括目前应用面广、市场需求最大，一时尚无替代产品；国内70年代、80年代开发的，现在已成为主导产品，虽然技术上达不到国际80年代水平，但需要保留一段时间的产品。）C类限制发展和逐步淘汰产品。（指水平低，性能差，耗能耗材的产品，不符合标准的落后产品，不符合标准的老产品，具体指我国50、60年代设计的广州型中低压系列，及与之相仿的早期产品。）1.3本课题的目的及研究范围作为工科类院校，特别是机械专业，液压技术是一门必不可少的课程，但由于学科本身内容的复杂程度和教学条件的限制，不能轻易地使教师讲得清楚，学生听得明白。有监于此，本课将重点对溢流阀部分进行加工与设计，主要研究对象为溢流阀。在进行加工的同时，对溢流阀部分零件进行编程。最后，针对溢流阀的理论研究进行讨论，内容包括溢流阀的工作原理、结构特点、型号说明、应用情况以及共28页第5页各种阀的比较等，此外还对卡盘进行分类和工具的夹紧。共28页第6页压力控制阀直动式差动式三节同心式二节同心式滑阀式直动型先导型远程调压阀普通溢流阀电磁溢流阀三节同心式二节同心式卸荷溢流阀（单向溢流阀）溢流阀单向减压阀定差减压阀定比减压阀溢流阀直动型顺序阀先导型顺序阀顺序阀压力继电器第2章压力控制阀的分类与型号液压系统中，用来控制系统的压力、流量和液流方向的元件均称为液压控制阀，简称液压阀。液压阀品种繁多，规格复杂，按工作原理可划分为以下几种：通断式控制元件（即开关或定值控制阀）：这是常用的一类液压阀，又称普通液压阀。伺服式控制元件：压力伺服阀、流量伺服阀等。比例式控制元件：比例压力阀、比例流量阀和比例方向阀等。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。常见种类如下：共28页第7页POOOPP(a)(b)(c)(d)AAA-A(c) (d)PT(a)(b)第3章溢流阀3.1溢流阀的结构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。溢流阀的根据结构可分为直动型和先导型两种。一．直动型溢流阀图3-1直动型溢流阀结构简图（a）锥阀式(b)球阀式(c)滑阀式(d)溢流阀的基本符号1-调压螺栓2-弹簧3-阀芯4-阀体（含阀座）锥阀式和球阀式又叫座阀式溢流阀，特点是动作灵敏，密封性能好，配合没有泄漏间隙，但导向性差，冲击性较强，阀座阀芯易损坏。滑阀式由于阀口有一段密封搭合量，稳定性较好，不易产生自激振动，但动作反应较慢。下面以锥阀式DBD直动型溢流阀为例说时其工作原理：图3-2锥阀式DBD直动型溢流阀（插装式）共28页第8页（a）结构图（b）局部放大图（c）简化符号（d）详细符号1-偏流盘2-锥阀3-阻尼活塞4-调节杆5-调压弹簧6-阀套7-阀座（1）工作原理:设弹簧预紧力为Ft,活塞底部面积为A则：当PAFt时,阀口打开,P→T,稳压溢流或安全保护。锥阀开启后,由[1]得锥阀的力平衡方程为：PA＝K(0X+X)+GFf+Fs–Fj即：P=[K(0X+X)+GFf+Fs–Fj]/A(3-1)式中：K、0X分别为弹簧刚度和预压缩量（m）;G为阀芯自重（水平时不考虑）:Ff为阀芯与阀套间的摩擦力（N）；Fs为稳态液动力（N）；Fj为射流力(N)。此处∵Fs=0,Fj=KX(N)∴P=(K0X+GFf)/A(3-2)（2）调压原理：调节调压螺帽改变弹簧预压缩量,便可调节溢流阀调整压力。（3）特点：从式（3-2）可知这种阀的进口压力P不受流量变化的影响,被控力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,K就相应地较大,不但手调困难,且Ft略有变化,p变化较大,所以一般用于低压小流量场合。二．先导式溢流阀先导阀--直动式锥阀，硬弹簧。（1）组成:带有导向圆锥面的锥阀（二级同心式）和软弹簧主阀滑阀和软弹簧。带有多节导向圆锥面的锥阀（三级同心式）和软弹簧共28页第9页KPT遥控口进油口出油口P1aP2符号图3-3YF型三节同心先导溢流阀（板式）1、阀体2、主阀座3、主阀芯4、阀盖（先导阀体）5、先导阀座6、先导阀锥式阀芯7、调压弹簧8、调节杆9、调压螺栓10、手轮11、主阀弹簧先导型溢流阀的先导阀是一个小规格的锥阀式直动溢流阀，其弹簧用于调定主阀部分的溢流压力。主阀的弹簧不起调压作用，仅是为了克服摩擦力使主阀芯及时回位而设置。(2)工作原理：设Ac为先导阀阀座孔面积（m2）,Fx、Kx为先导阀弹簧预紧力、刚度,Ft、G、Ff、Ky为主阀弹簧预紧力、自重、摩擦力。当P2AcFx时,导阀打开,主阀两端产生压差:△p当△pFt+G+Ff时,主阀打开稳压溢流或安全保护。由[1]得主阀芯和导阀的力平衡方程分别为：fyFGyyKAPAP)(02211)(02XXKAPxc由上两式可得溢流阀进口压力为：
２００８年第５期 液压与气动 １９
水压比例溢流阀的设计及实验研究
贺小峰’，刘轶’，王学兵 ，刘美霞’，朱玉泉’
Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ Ｗａｔｅｒ Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ
Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｒｅｌｉｅｆ Ｖａｌｖｅ
ＨＥ Ｘｉａｏ—ｆｅｎｇ ．ＬＩＵ Ｙｉ ，ＷＡＮＧ Ｘｕｅ—ｂｉｎｇ２，ＬＩＵ Ｍｅｉ－ｘｉａ￣，ＺＨＵ Ｙｕ—ｑｕａｎ
（１．华中科技大学，湖北武汉４３００７４；２．武汉船用机械有限责任公司，湖北武汉４３００８４）
摘要：基于水介质的特点，设计了一种先导式水压比例溢流阀。对比例电磁铁的推力特性及研制的水压比例 溢流阀的静态特性进行了实验研究，研究结果表明：采用的比例电磁铁的力．电流特性有较好的线性度；在主阀套
上加组合密封件对水压比例溢流阀的滞环有较大影响；研制的水压比例溢流阀具有较好的启闭特性和压力流量特
性。 关键词：水压传动，比例溢流阀；静态特性；实验
中图分类号：ＴＨ１３７．５ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１０００—４８５８（２００８）０５—００１９—０３
引言
水压传动技术由于具有无污染、安全（介质不会燃
烧）等诸多优越性，因而在工业生产中有十分广阔的应
用前景。受水压元件的制约，水压传动技术的应用范
围和领域远不能与油压技术相比，开发出多种类型的
水压元件，尤其是比例控制元件对于推动水压技术的
发展有十分重要的意义。
目前国内对水压比例阀的研究尚很 浙江大学
研制了一种微流量超高压水压比例溢流阀，该阀采用
直动式结构，用于深海微生物培养的模拟试验装置，以
便进行压力调节 Ｊ。而国外对水压比例控制技术的研
究较早，已有实用化的研究成果。日本Ｅｂａｒａ公司研
制的水压比例阀采用电感式位移传感器（ＬＶＤＴ）检
测阀芯的位移，以构成位置闭环控制回路，其额定压力
７ ＭＰａ，流量３５ Ｌ／ｍｉｎ 。德国Ｈａｕｈｉｎｃｏ公司研制
