【正文】 。對于球閥結(jié)構(gòu)，根據(jù)閥芯的組成又可分成兩種：一種是球和彈簧座分體 ,另一種是球和彈簧座成整體的。此外還必須盡量減少導(dǎo)閥前腔的容積，若結(jié)構(gòu)布置的需要致使容積過大時，可加添消振墊如圖 217 a）所示 ） ，以改變這一容腔流速場分布，或采用消振塞（如圖 217 b）所示 )，利用微型吸振原理來 消除 尖叫和振動。 根據(jù)先導(dǎo)閥的結(jié)構(gòu)，對每根調(diào)壓 彈 簧進行設(shè)計時，在結(jié)構(gòu)尺寸上必須注意以下幾點： 1） 彈簧的內(nèi)徑必須一致； 2） 外徑均不得大于裝彈簧的孔徑； 3） 自由高度要盡 量 設(shè)計得一致。 三級同心式閥主閥口直徑小，面積梯度就小，流量增益低，有利于穩(wěn)定儲備，即對穩(wěn)定性有利；主閥芯上的尾碟，使穩(wěn)態(tài)液動力有助于閥口關(guān)閉，也是增加穩(wěn)定性的 措 施。 (5) 調(diào)成最高調(diào)成壓 p1max時， 主閥的開啟壓力 p1a≥ ；此時的溢流量 Qa≤ 。主閥彈簧只是在低壓和無壓力時使主閥關(guān)閉，因此主閥彈簧剛度可以很小。 可以 取 D3= ； S1=15 mm。因此，計算靜態(tài)特性時要列寫流量方程式和力平衡方程式，作為計算靜態(tài)特性的基礎(chǔ)。計算出來的穩(wěn)態(tài)液動力略為偏大一些。 （ 4） 導(dǎo)閥閥口節(jié)流方程式 29 2 2 2 2 32 ()Q C A p p??? (37) 式中 ： 2Q —— 通過導(dǎo)閥得流量； 2C —— 導(dǎo)閥流量系數(shù)； 2A —— 導(dǎo)閥節(jié)流面積； 2 2 2 2 2sin ( sin 2 ) sin2yA y d d y? ? ? ? ?? ? ? (38) 式中 ： y —— 導(dǎo)閥得開度。 側(cè)壓力與縫隙兩端壓力差 p? 、縫隙長度 l 、圓柱直徑 D 成正比。 通過主閥芯溢流孔的流量等于通過導(dǎo)閥的流量 Q2，取近似 Q2= Qe。受力平衡方程為： 2 2 2 2() yp A K h y F? ? ? (310) 式中 ： 2F —— 導(dǎo)閥座孔徑 2d 處的截面積 2K —— 導(dǎo)閥彈簧剛度 ； 2h —— 導(dǎo)閥彈簧預(yù)壓縮量 ； 2yF —— 導(dǎo)閥芯所受的液動力 。這樣，實際液動力會比計算出來的小，若主閥開度較大則使得 1? 過小 2v 過大則穩(wěn)態(tài)液動力可能出現(xiàn)零值甚至反向。 由此可得： 27 Q C xsin √ ρp （ 31） （ 2） 主閥芯受力平衡方程式 主閥芯軸線方向所受的作用力包括彈簧力、重力、摩擦力、主閥芯溢流孔壓降引起的作用力、 主閥芯活塞下 腔和 主閥芯活塞上 腔壓力的作用力、閥口溢流時產(chǎn)生的液動力。 (15) 主閥彈簧的裝配長度 l1 l1= L1 h1 式中： L1—— 主閥彈簧的自由長度 ，見靜態(tài)特性計算部分； h1—— 主閥彈簧預(yù)壓縮量 ，見靜態(tài)特性計算部分。 （ 7) 導(dǎo)閥芯的半錐角 按經(jīng)驗取 =20176。 (7) 卸荷壓力 px= MPa。三級同心式閥具有這方面改進的余地 ， 將主閥芯尾碟拉長，在尾碟處加節(jié)流環(huán)，使油液壓力從進口到溢流口逐級釋壓，便是一種很好的低噪聲溢流閥。當(dāng)適當(dāng)減小 (a2a`2) 時， Kt2和 Xt2值也可相應(yīng)減小 ， 這使調(diào)壓彈簧的設(shè)計比較容易 ， 尤其是 Kt2 的減小，可改善低壓范圍的調(diào)壓穩(wěn)定性，從而在低壓到高壓的范圍內(nèi)，可減少調(diào)壓彈簧的根數(shù)。 21 直動式先導(dǎo)閥作用在 閥 芯上的液壓力直接與彈簧力相平衡 ， 平衡方程為： p2a2=Kt2(Xt2+X2) 導(dǎo)閥座孔面積 a2由通過導(dǎo)閥 座 孔的流量大小確定。 所以球閥結(jié)構(gòu)使主閥 開啟比較迅速， 從而使升壓時間 t1 較短 (見圖 214)；但是球閥的過流面積變化較大，這樣閥芯動作就不太穩(wěn)定，易出現(xiàn) 振動，從而使主閥穩(wěn)定時間 t2較長 (見圖 214)。因 為油液流動情況的復(fù)雜性 ， 所以往往要通過反復(fù)試驗， 才 能確定最 佳 的錐閥口形狀和錐角的大小。 18 閥體在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，除必須保證足 夠 的強度以外 ,還必須使閥體具有良好的剛度 ，使閥 在 總裝 后和長期使 用 中保證閥芯動作靈活可靠而不至于由于 閥體在 外力作用下變 形太大而卡住。因為閥芯和閥套組成一個部件安置在閥體的一個通用的內(nèi)腔里，利用 溢流閥的閥體 ， 只要變換一下先導(dǎo)閥的控制部分或調(diào)換適合其他功用的閥芯和閥套 ,就可以變成順序閥、卸荷閥、減壓閥 、 平衡閥等各種型 式的壓力控制閥。 3） 二級同心式閥比較穩(wěn)定 。而且，它不能實現(xiàn)卸荷和遠(yuǎn)控調(diào)壓。 （ 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。 (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(yīng)無噪聲。 （ 6） 當(dāng)系統(tǒng)壓力升到調(diào)定壓力時，閥內(nèi)通過額定流量，此時主閥芯受力方程為： 1 1 1 1 1 1 2 2 0s in 2 ( )yfA p C D y p A p K y y G F??? ? ? ? ? ? （ 25） 到此，溢流閥開啟完成。如果從導(dǎo)閥前腔向外開一個遠(yuǎn)控口（去掉螺堵即可形成遠(yuǎn)控口），用導(dǎo)管 連接一個遠(yuǎn)處的直動式溢流閥（相當(dāng)于導(dǎo)閥），而將本身的導(dǎo)閥彈簧壓到最緊位置，則此先導(dǎo)式溢流閥便成為遠(yuǎn)控溢流閥，可用作遠(yuǎn)距離控制。這樣，由于節(jié)流孔中有油液通過，便在主閥芯活塞 下腔和上腔之間形成壓力差，給主閥閥芯造成一個向上的 11 力?；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(yīng)較慢。 綜上所述， 液壓技術(shù)是現(xiàn)代科技中非常重要的技術(shù)手段，而溢流閥作為液壓系統(tǒng)中一個非常關(guān)鍵的部件，對溢流閥的研究必將改善溢流閥的工作性能，從而提高整個液壓系統(tǒng)的操作性能，在實際生產(chǎn)中， 必將帶來可觀的經(jīng)濟效益。所以說液壓傳動產(chǎn)品的發(fā)展是實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化、尤其是工業(yè)自動化不可缺少的重要手段。 另外 溢流 閥和液壓系統(tǒng)理論分析 、 綜合和設(shè)計方法 ， 也將與 微型 計算機直接結(jié)合 ，構(gòu)成 計算機設(shè)計優(yōu)化 — 體化 ， 逐步代替半經(jīng)驗的估算方法 。實驗研究了溢流閥阻尼孔位置的影響效果 ， 得出的結(jié)論是閥前阻尼優(yōu)于閥中阻尼 ， 閥后阻尼的穩(wěn)定性最差 。 先導(dǎo)閥的溢流量應(yīng) 盡量小 ， 且保持恒定 。 也討論了加載閥特性的 影響 是產(chǎn)生溢流閥啟閉特性實驗誤差的主要原因 。 這樣的阻尼器結(jié)構(gòu)具有加工容易 ， 成本低 ， 阻尼可靠的特點 。 而當(dāng)閥心運動到給定的閥口開啟量時 ， 彈簧力增加 不大，這可使啟閉謂壓差值減少， 特別是軸向 位移較大的溢流閥。 日本川崎重工業(yè)公司研制出了二級同 心低 噪聲溢流閥 ，把節(jié)流部分做成長通道， 消除急劇的縮 流。 彈簧支承盤上也開有偏流 環(huán)槽， 產(chǎn)生抵消彈簧力 增量的射流力。 直動式溢流閥 ， 它不只適用于低壓小流量系統(tǒng) ， 近來也出現(xiàn)了高壓大流量直動溢流閥 ， 西德力士樂公司生產(chǎn)的 DSD型直動式溢流閥最高壓力 5 可達 40MPa及 63MPa。 為應(yīng) 對我國加入 WTO 后的新形勢，我國液壓行業(yè)各企業(yè)加速科技創(chuàng)新，不斷提升產(chǎn)品市場競爭力，一批優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品成功地為國家重點工程和重點主機配套，取得較好的經(jīng)濟效益和社會效益。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。 60 年代初期，為適應(yīng)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(shù)和制造、試驗設(shè)備，并據(jù)此發(fā)展、設(shè)計成我國的中高壓液壓閃系統(tǒng)（簡稱榆次型）。近 20~30 年間，日本液壓傳動發(fā)展之快， 居 世界領(lǐng)先地位。液壓元件大約在 19 世紀(jì)末 20 世紀(jì)初的 20 年間 , 才開始進入正規(guī)的工業(yè)生產(chǎn)階段。液壓油是液壓 系統(tǒng)中傳遞能量的工作介質(zhì)，有各種礦物油、乳化液和合成型液壓油等幾大類。動力元件的作用是將原動機的機械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，指液壓系統(tǒng)中的油泵，它向整個液壓系統(tǒng)提供動力。它的發(fā)展決定了機電產(chǎn)品性能的提高。 液壓技術(shù)具有獨特的優(yōu)點，具有功率重量比大，體積小，頻響高，壓力、流量可控性好，可柔性傳送動力，易實現(xiàn)直線運動等優(yōu)點， 因此 液壓技術(shù)廣泛用于國民經(jīng)濟各部門?？刂圃?(即各種 液壓閥 )在液壓系統(tǒng)中控制和調(diào)節(jié)液體的壓力、流 量和方向。如今，流體傳動技術(shù)水平的高低已成為一個國家工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。尼斯克 (G 隨著科學(xué)技術(shù)的進步和人類環(huán)保、能源危機意識的提高，近 20 年來，人們重新認(rèn)識和研究歷史上以純水作為工作介質(zhì)的純水液壓 傳動技術(shù)，并在理論上和應(yīng)用研究上，都得到了持續(xù)穩(wěn)定的復(fù)蘇與發(fā)展，正在逐漸成為現(xiàn)代液壓傳動技術(shù)中的熱點技術(shù)和新的發(fā)展方向之一。并于 1977 年正式完成了公稱壓力為 的高壓閥新系列的設(shè)計。北京機床所的直動式電液伺服閥、杭州精工液壓機電公司的低噪聲比例溢流閥 (擁有專利 )、寧波華液公司的電液比例壓力流量閥 (已申請專利 )，均為機電 一體化的高新技術(shù)產(chǎn)品，并已投入批量生產(chǎn)，取得了較好的經(jīng)濟效益。通過科研攻關(guān)和產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，在液壓伺服比例系統(tǒng)和元件等成果已用 于生產(chǎn)。 其一種結(jié)構(gòu)是在錐閥的端部及支承彈簧的圓盤上開有環(huán)形槽結(jié)構(gòu)。 先導(dǎo)控制式溢流閥的結(jié)構(gòu)有三級同心式，二級 同心式和 — 級同心式， 其先導(dǎo)閥使用的彈簧有線性彈簧和非線行彈簧．非線性彈簧用于液壓閥有很大 的優(yōu)越性， 但至今應(yīng)用的卻不多見。 一 級同心式先導(dǎo)控制溢流閥的主閥是滑閥， 上 下端承壓面積相等， 動作靈敏度較低 、密封長度大 ， 使動作反應(yīng)慢、過渡時 間長， 超 調(diào) 量大 。此外還有變阻尼器結(jié) ， 它是在主閥芯上安裝一滑閥 ， 形成環(huán)形阻尼器 。 — 般多為串聯(lián)的 。通過數(shù)字仿真分析了閥的靜特性 ， 并進行了參數(shù)預(yù)測及 優(yōu)化。 溢流閥本身就是 一 反饋的控制系統(tǒng) ， 其動態(tài)特性的研究主要包括穩(wěn)定性和過渡過程響應(yīng)特性，對于錐閥與管道連接系統(tǒng)的穩(wěn)定性 ， 導(dǎo)出了比較簡單形式的穩(wěn)定條件 。 對 溢流閥 的開發(fā)和深入研究也存在著許多問題 ?，F(xiàn)今，采用液壓傳動的程度已成為衡量一個國家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。 溢流閥 一種 壓力控制閥 ， 在液壓設(shè)備中主要起定壓溢流作用，穩(wěn)壓 作用 ，系統(tǒng)卸荷 作用 和安全保護作用。 溢流閥的作用和分類 作用 溢流閥是壓力控制閥中最基本的一種 ， 以它為基礎(chǔ)可以組合成各種進行閥前（進口 ）壓力 控制 的壓力控制閥 ,如電磁溢流閥就是由溢流閥和電磁換向閥組合而 成 的。 直 動型和控制型的差別在于控制閥芯啟閉的方式 ： 直動型閥芯的啟閉是在系統(tǒng)液壓力直接作用下進行的 ； 控制型閥芯的啟閉由先導(dǎo)閥來控制。壓力油便通過主閥閥口從出油口溢流，使油路壓力不再升高而保持此時的數(shù)值，這就是調(diào)定的壓力值。 12C39。 （ 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(guān)系。 (即圖 34 中 A 、 B 兩點的間的時間間隔 )。164。這種閥的結(jié)構(gòu)雖不及上述二種簡單 ， 但 其工作性能要比上述任何一種好。二級同心式閥中沒有這種現(xiàn)象。三級同心式閥具有這方面改進的余地 ， 例如：將主閥芯尾碟拉長，在尾碟處加節(jié)流環(huán)，使油液壓力從進口到溢流口逐級釋壓，便是一種很好的低噪聲溢流閥。圖 28 中的主閥芯有三個配合面，因此同軸度要求 較高，這不僅提髙了加工精度的要求，且裝配時較困難。先導(dǎo)閥的結(jié)構(gòu)一般分為直動式和差動式二種。但它有兩個配合面 ， 結(jié)構(gòu)比直動式復(fù)雜，加工精度也比直動式要求高。從上式可知：在最高調(diào)節(jié)壓力時，調(diào)壓彈簧的剛度 Kt2要求較大， Kt2值越大，彈 簧 的位移對壓力的變化越敏感，這給低壓范圍穩(wěn)定可靠的調(diào)壓帶來困難。 22 圖 218 調(diào)壓機構(gòu) Regulator agencies 調(diào)壓裝置 的設(shè)計還必須考慮到調(diào)壓彈簧和閥芯裝拆方 便， 以便在使 用 中進行檢查和拆換零件。 (2) 額定流量 Qe=60 L/ min 。 計算 得 d== mm， 取 d= mm （ 2） 主閥芯直徑 d1 按 經(jīng)驗取 d1=（ ~ ） d 24 計算得 mm≤ d1≤ mm， 取 d1= mm （ 3） 主閥芯活塞直徑 D0 按 經(jīng)驗取 D0=（ ～ ） d1， 取 D0= （ 4）主閥芯上段直徑 D2 按經(jīng)驗去主閥芯活塞下邊面積 F3與 上 邊面積 F4之比為 得 ： √ √ ( ) 式中： F3—— 活塞下邊面積； F4—— 活塞上邊面積； D2—— 主閥芯活塞直徑； d1—— 主閥芯直徑 。在此取 d4=8mm， l4=17mm， d5=6mm。 l2的數(shù)值要在導(dǎo)閥彈簧設(shè)計后才能確定 ，見靜態(tài)特性計算部分 。所以，尾碟附近流速的軸向分量接近于零，即 2v? ? 0。實際上節(jié)流孔中的流動多處于從流層到紊流的過渡狀態(tài)，所以 0Q 與 2312(pp) 成比例。通常將流量系數(shù)看成常數(shù)，帶來的誤差并不大，卻可以大大地減化計算