【文章內(nèi)容簡介】 A—— 閥座口面積。 如果忽略 控制活塞和錐閥 閥 芯的摩擦阻力 不計的話 ， 原式 便 可簡化為： 1( ) ( )K B A A tKKAp p p p F GAA? ? ? ? ? 如果將Ａ口接油箱的話，則 0Ap? ，上式又可變?yōu)? 1 ()K B tKKAp p F GAA + + 從上述公式中可以看出，液控單向閥如果要反向開啟的話，其反向開啟時的控制壓力主要取決于進油腔壓力 Bp 和錐閥活塞與控制活塞的面積比/ KAA，同時，也與 A腔壓力 Ap 有關系。 （ 2）性能要求 液控單向閥除了應該具有的單向閥的基本功能之外，還應該要滿足以下要求： 。 。 。 根據(jù)流量和壓力，參考《現(xiàn)代機 械設計手冊》選用型號為 4CT 的液控單向閥。 溢流閥的選擇 溢流閥是通過閥口的開啟溢流，來維持被控制系統(tǒng)的壓力的恒定，從而實現(xiàn)穩(wěn)壓、調壓或限壓作用。 溢流閥通常旁接在液壓泵的出口，溢流閥的用途主要有下面?zhèn)z點：一是用來保證液壓系統(tǒng)即泵的出口壓力恒定或者限制系統(tǒng)壓力的最大值。前者稱中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 20 為定壓閥，主要用于定量泵的進油和回流節(jié)流調速系統(tǒng)；后者稱為安全閥，對系統(tǒng)起保護作用，有時候也旁接在執(zhí)行元件的進口，用于限制執(zhí)行元件的最高工作壓力。電磁溢流閥除了能夠完成溢流閥所擁有的功能外，還可以在執(zhí)行元件不工作的時候使液壓泵卸載。 溢流閥按照結構型式可分為直動型溢流閥和先導型溢流閥。直動型溢流閥的原理圖如圖所示，直動型溢流閥是作用在閥芯 4 上的主油路的油液壓力和調壓彈簧力直接相平衡的一種溢流閥。 圖 1— 調壓手輪 2— 鎖緊螺母 3— 閥體 4— 閥芯 直動型溢流閥的圖形符 號如圖所示： 圖 在直動型的溢流閥中，發(fā)的進口壓力為定植。當閥口的液壓的作用力低于調壓彈簧力的時候，閥口便會關閉，閥芯在彈簧力的作用下將會壓緊在閥座上，此時溢流口無液體溢出；當閥口的液壓作用力超過調壓彈簧力時，閥芯將會開啟，此時會有液體溢出，彈簧力會隨著開口量的增加而增加，直至與閥口的液壓作用力相平衡為止。 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 21 在閥芯的重力、摩擦力和液動力均忽略不計的情況下，直動型的溢流閥在穩(wěn)定狀態(tài)下的力平衡方程為： 20()4Dp K x x? ?? （ 311） 24DA ?? (312) 式中 p —— 進口壓力即系統(tǒng)壓力； D —— 閥芯的直徑； K —— 彈簧鋼度； 0x —— 彈簧預壓縮量； x —— 閥的開口長度； A —— 閥芯的有效承壓面積。 由式（ 3— 11）可以看出，只需要在設計的時候能夠保證 0xx? ，即可使00( ) / /p K x x A K x A? ? ? ?常數(shù)。這就表明，當溢流量變化時，直動型的溢流閥的進口壓力是接近于恒定的。 溢流閥的工作壓力為 ，當壓力油全部通過 溢流閥卸荷時，其流量為 ,查《現(xiàn)代機械設計手冊》由此確定選用 DBD 型直動型溢流閥，其工作壓力為 40MPa，公稱流量為 50L/min。在液壓系統(tǒng)中，將溢流閥分別調整到 Ｐ＝ 的工作壓力即可。 截止閥的選擇 截止閥的啟閉件是塞形的閥瓣，密封面呈平面或錐面，閥瓣沿閥座的中心線作直線運動。閥桿的運動形式，（通用名稱：暗桿），也有升降旋轉桿式，（通用名稱：明桿）截止閥是指關閉件（閥瓣）沿閥座中心線移動的閥門。 根據(jù)閥瓣的這種移動形式，閥座通口的變化是與閥瓣行程成正比例關系。由于該類閥門的閥桿開啟或關閉行程相對較短，而且具有非?？煽康那袛喙δ埽钟捎陂y座通口的變化與閥瓣的行程成正比例關系，非常適合于對中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 22 流量的調節(jié)。因此，這種類型的閥門非常適合作為切斷或調節(jié)以及節(jié)流用。 截止閥屬于強制密封式閥門，所以在閥門關閉時，必須向閥瓣施加壓力，以強制密封面不泄漏。當介質由閥瓣下方進入閥門時，操作力所需要克服的阻力，是閥桿和填料的摩擦力與由介質的壓力所產(chǎn)生的推力，關閥門的力比開閥門的力大，所以 閥桿 的直徑要大，否則會發(fā)生閥桿頂彎的故 障。 截止閥開啟時，閥瓣的開啟高度，為公稱直徑的 25%～ 30%時，流量已達到最大，表示閥門已達全開位置。所以截止閥的全開位置，應由閥瓣的行程來決定。 截止閥有以下幾個優(yōu)點： ，制造和維修比較方便。 ，啟閉時間短。 ，密封面間磨擦力小，壽命較長。 、直流式和直角式。直通式是最常見的結構，但其流體的阻力最大。直流式流體阻力較小，多用于含固體顆?；蛘扯却蟮牧黧w。 截止閥結構圖如圖 所示： 圖 根據(jù)需要選用 JZFS 系列截止閥。 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 23 液壓閥匯總表如表 所示： 名稱 型號 壓力 (MPa) 流量 (L/min) 電磁換向閥 DG4V3 50 單向閥 4CT 21 45 溢流閥 DBD 40 50 截止閥 JZFS — 液壓輔件是系統(tǒng)的一個重要組成部分，它包括蓄能器、過濾器、油箱、熱交換器、管件、密封裝置、壓力表裝置等。液壓輔件的合理設計和選用在很大程度上影響液壓系統(tǒng)的效率、噪聲、溫升、工作可靠性等技術性能。 壓力表輔件的選擇 壓力表輔件主要包括壓力表以及壓力表開關。 (1)壓力表 液壓系統(tǒng)各工作點的壓力的觀測一般都是通過壓力表來實現(xiàn)的，以便把壓力調整到系統(tǒng)所需要的工作壓力。在液壓系統(tǒng)中彈簧管壓力表是經(jīng)常會用到的壓力表。 彈簧管式壓力表基本原理如圖 ，當壓力油進入彈簧管 1時，彈簧管 1 在壓力和真空作用下，產(chǎn)生彈性變形引起管端位移，通過拉桿 2使扇形齒輪 3 轉動，帶動中心齒輪 4 轉動，其位移通過機械傳動機構進行放大，傳遞給指示裝置，再由指針 5在刻有法定計量單位的刻度盤 6 上讀出被測壓力或真空量值。 壓力表精度用精度等級來衡量，即壓力表最大誤差占整個量程的百分數(shù)。壓力表最大誤差占整個量程的百分數(shù)越小壓力表精度越高。在選用壓力表時，其量程要比液壓系統(tǒng)壓力高。 壓力表的固定不能僅僅只靠一根細管，而是應該在面板上將其固定，壓力表應該在調整系統(tǒng)壓力時能直接觀察到的部位來安裝。壓力表接入壓力管道時，應通過阻尼小孔以及壓力表開關，以防止系統(tǒng)壓力的突變或者是壓力中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 24 脈動從而使得壓力表損壞。 圖 1— 彈簧管 2— 拉桿 3— 扇形齒輪 4— 中心齒輪 5— 指針 6— 刻度盤 7— 游絲 8— 調整螺針 9— 街頭 （ 2）壓力表開關 壓力表開關主要用于切斷或溝通壓力表和連接管道之間的回路，以通過壓力表測量系統(tǒng)某一部分的壓力，并可防止壓力表受液壓沖擊而損壞。 壓力表開關相當于一個小型的截止閥。 壓力表開關有一點、三點、六點等。 壓力表開關根據(jù)結構形式和工作原理可分為單點式、多點式、卸荷式和限壓式等。 多點的壓力表開關是可以用一個壓力表同時與幾個測壓點的油路相通，從而測出相對應的那幾個點的油液壓力分別是多少。 壓力表開關結構圖如圖 所示： 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 25 圖 1— 手輪 2— 閥桿 3— 閥體 根據(jù)機械設計手冊，選取 Y 系列壓力表。 蓄能器的選擇 蓄能器 在液壓系統(tǒng)中是一種作為儲存和釋放能量的裝置。按其儲存能量的方式不同分為重力加載式（重錘式）、彈簧加載式（彈簧式）和氣體加載式。氣體加載式又可分為非隔離式（氣瓶式）和隔離式。常用的蓄能器的機構簡圖以及其用途如下： 重力式蓄能器特點和用途：結構簡單，壓力恒定；體積大，笨重，運動慣性大，有噪聲，密封處易漏油并有摩擦損失。用作蓄能或者穩(wěn)定系統(tǒng)的工作壓力。最高工作壓力可達 45MPa。簡圖如圖 所示： 圖 彈簧式蓄能器特點和用途：結構簡單，反應較靈敏；容量小，產(chǎn)生的壓中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 26 力取決于彈簧的剛度和壓縮量，有噪聲。供小容量及低壓系統(tǒng)在循環(huán)頻率低的情況下用作蓄能或緩沖。結構簡圖如圖 所示： 油箱的設計 一、油箱的功用及注意事項 （ 1）液壓油箱的功用 ； ； ； ； ，泵裝置及一些液壓元件還安裝在油箱頂板上。 油箱有總體式和分離式兩種?？傮w式油箱是與機械設備機體做在一起，利用機體空腔部分作為油箱。此種形式結構緊湊，各種漏油易于回收。但散熱性較差，易使鄰近構件發(fā)生熱變形，從而影響了機械設備精度，而且維修不方便。分離式油箱是一個單獨的與主機分開的裝置，它的布置比較靈活，維修保養(yǎng)方便，可減少油箱發(fā)熱和液壓振動對工作精度的影響，便于設計成通用化、系列化的產(chǎn)品，因而得到廣泛的應用。對于一些小型液壓設備，或為了節(jié)省占地面積或為了批量生產(chǎn)，常將液壓泵 — 電動機裝置及液壓控制閥安裝在分離油箱的頂部組成一體，稱為液壓站。對于 大中型液壓設備一般采用獨立的分離油箱，即油箱與液壓泵 — 電動機裝置及液壓控制閥分開放置。當液壓泵 — 電動機安裝在油箱側面時，稱為旁置式油箱；當液壓泵 — 電動機中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 27 安裝在油箱下面時，稱為下置式油箱（高架油箱）。 （ 2） 設計油箱時應注意的問題： 。為使系統(tǒng)回油不致溢出油箱，油面高度不超過油箱高度的 倍。 ，為方便清洗過濾器，油箱結構要考慮拆卸方便。 ，并設置放油塞。油箱箱蓋上應安裝空氣濾清器，其通氣流量不小與泵流量的 倍。大油箱還 應在側面設計清洗窗口。 ，以指示最高、最低油位。新油箱要做防銹、防凝水處理。 ，增加油液循環(huán)的距離，使油液有足夠的時間分離氣泡，沉淀雜質。隔板高度一般取油面高度的 3/4。吸油管距油箱底面距離 H≥ 2D，距箱壁不小于 3D。回油管應插入油面以下，為防止回油帶入空氣，回油管距箱底 h≥ 2d，且排油口切成 45176。，以增大通流面積。泄油管則應在油面以上。 、中型油箱應設起吊鉤或起吊孔。 二、確定油箱的容量及型號 油箱容量的經(jīng)驗公式為： vV aq? （ 313） 式中 vq —— 液壓泵每分鐘排出壓力油的容積 ； a —— 經(jīng)驗系數(shù)，見表 ； 表 經(jīng)驗系數(shù) a 系統(tǒng)系數(shù) 行走機械 低壓系統(tǒng) 中壓系統(tǒng) 鍛壓機械 冶金機械 a 1~2 2~4 5~7 6~12 10 取 8a? 8 ? ? ? 選擇 160BEX? 油箱，外形尺寸為 80 0 , 60 0 , 66 0a b c??? 油箱外形見圖如圖 所示： 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 28 圖 1— 緊固螺釘 2— 密封墊 3— 清洗口端蓋 4— 緊固螺釘 5— 放油塞 6— 配電箱 7— 吊鉤 8— 油標 9— 空氣濾清器 液位計的選擇 液位是指液體表面的位置，即液體表面在容器中所處的高度。液位作為表征生產(chǎn)過程進行狀況的重要變量之一，準確及時地對其進行檢測在化工生產(chǎn)過程中是十分重要的，液位計是用來檢測液位的儀表。 常用的有：玻璃管液位計、玻璃板液位計、磁性液位計和彩色石英管液位計。 （ 1）玻璃管液位計：主要用于公稱壓力不大于 ，使用溫度為0℃ ~200℃ ，介質流動性較好的液體。雖然結構簡單、操作方便、維修方便、價格低廉，但存在適用范圍較窄，怕碎、不堅固 、不安全、不耐壓、顯示不清楚、使用溫度低等弱點。 （ 2）玻璃板液位計： 主要用于透明或較透明的介質中，其公稱壓力比玻璃管液面計稍高，可達到 ，使用最高溫度達到了 250℃。它不僅有結構簡單 、 觀察直觀 、 安裝方便 、 維修簡單 等優(yōu)點，且比玻璃管液面計適用范圍更為廣泛 。但其也具有與玻璃管液面計相似的缺點即：指示清晰度差；測量范圍較小，在超過其測量范圍時要采用 組合式玻璃板液面計 ，其體積大、笨重、 且存在觀察盲區(qū)；易破裂等。 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 29 （ 3）磁性液位計： 常用于密度不小于 ，主要是透明和半透明的介質，但有時也可用于原油等較高粘度介質的液位檢測，其測量范圍較之玻璃管液面計和玻璃板液面計大很多，最大可達到 7m，且適用的公稱壓力達到了 16MPa，適用溫度范圍也達到了－ 40℃～ 300℃。測量范圍大，可不受貯槽高度的限制 ，不易出現(xiàn)觀察盲 點。 （ 4）彩色石英管液位計： 用于水、油、酸等多種介質，特別適用于兩種混合不易分辨的介質液位。其優(yōu)點有：氣、液相顯示清晰，特別適用于遠距離觀察與夜間巡視；無盲區(qū)、密封性能好、耐高溫高壓、防粘稠、質量輕、壽命長等。缺點有：測量范圍不大，不適用于一些高液位的測量。 根據(jù)需要選用 YWZ 型液位計，其結構簡圖如圖 所示：