【文章內容簡介】 彈簧材料的脈動剪切疲勞極限 [S]—— 許用安全系數(shù)，當彈簧的設計計算和材料試驗數(shù)據(jù)準確性高時，取 ~，當準確性低時。取 ~。 經計算 ，達到疲勞強度的要求。 承受變載荷的圓柱螺旋彈簧常是在加載頻率很高的情況下工作。為了避免引起彈簧的諧振而導致彈簧的破壞。需對彈簧進行振動驗算，以保證其臨界工作頻率（即工作頻率發(fā)許用值）遠低于其基本自振頻率。 圓柱螺旋彈簧的基本自振頻率為 39。 4 24 2 2 61 8 1 0 7 3 8 . 82 2 4 9 6 7 . 8 1 0bsPf H zm ????? ? ?? ? ? ? ? 式中 : 439。38GdP Dn? 2 ~ mm? 39。P —— 彈簧的剛度 張希： 大流量安全閥設計 （頁面底端居右） 16 sm —— 彈簧的質量 閥芯的設計 閥芯的角度只于比值 x? 有關，這里 ? 為閥芯和閥孔之間的徑向間隙。 根據(jù)理論分析得 1 sin l n[ ta n( ) ] c os2211 c os l n[ ta n ( ) ] sin2 2 2x? ? ?????? ? ? ?????? ? ? (2— 4) 圖 關系曲線 Concern a curve 圖中所示曲線為 ? 角和 cos? 與 x? 之間的關系曲線，它表明在上式中存在一條 69?? 的漸進線，當然也存在一條 cos ? ? 的漸進線。 當閥芯角度取到 69 時，可達到最理想的效果，使閥芯的振動減為最小。 閥芯材料的選擇為 3 13Cr 其力學性能在 20 時為： 抗拉強度極限 700B Mp? ? （頁面底端居右） 17 屈服極限 500S Mp? ? 比例極限 380BL Mp? ? 材料彈性系數(shù) 10E Mp?? 其許用應力在 20 時為： 許用 壓應力 [ ] 260Y Mp? ? 許用拉應力 [ ] 240L Mp? ? 許用扭應力 [ ] 145N Mp? ? 許用剪應力 [ ] 144Mp? ? 許用合成應力 [ ] 250Mp? ?? 所以 3 13Cr 可以滿足設計的需要。 密封的設計 設計中采用擠壓式密封，擠壓式密封靠密封圈安裝在槽內預先被擠壓，產生壓緊力，工作時又靠介質壓力擠壓密封環(huán)，產生壓緊力，封閉密封間隙，達到密封的目的。 “ O”圈密封結構緊湊。所占空間小，動摩擦阻力小，拆卸方便，成本低。用于往復及旋轉運動。密封壓力從 10 Pa?? 的真空到 40MPa 的高壓， 溫度達 60~ 200 C? 。線速度為3~5 /ms? 。 型橡膠密封圈尺寸及公差 圖 張希： 大流量安全閥設計 （頁面底端居右） 18 1） . 1 20d mm? ， 2 mm?? 2） . 1 mm? ， 2 mm?? 3） . 1 mm? ， 2 mm?? 圖 圖 內徑為 1 20d mm? ，截面直徑 2 mm?? 時， 5 max mm? ， 5 min mm? 最小導向長度 min mm? ，槽底圓角半徑 1 ~ mm? ，槽棱圓角半徑 2 ~ mm? （頁面底端居右） 19 內徑為 1 mm? ， 截 面 直 徑 2 mm?? 時， 5 m a x5 0 .8 8d mm? ，5 m in mm? ， 最小導向長度 min mm? ，槽底圓角半徑 1 ~ mm? ，槽棱圓角半徑 2 ~ mm? 內徑為 1 mm? ， 截 面 直 徑 2 mm?? 時， 5 m a 1d mm? ，5 m in mm? 最小導向長度 min mm? ，槽底圓角半徑 1 ~ mm? ，槽棱圓角半徑 2 ~ mm? 表 2— 1 溝槽各表面的表面粗糙度 — 1 grooves every surface surface harshness 表面 應用情況 表面粗糙度 m? aR maxaR 溝槽的底面和側面 動密封 （ ） （ ） 配合表面 倒角表面 表 2— 2溝槽尺寸公差 — 2 groove dimensions mon differences 溝槽尺寸 O型圈截面直徑 mm 缸內徑 Ad 活塞密封溝槽槽底直徑 3d 總公差 43dd? 活塞桿直徑 5d + 0 0 + 0 0 張希： 大流量安全閥設計 （頁面底端居右） 20 活塞桿密封溝槽槽底直徑 6d 總公差 56dd? + 0 + 0 形橡膠密封圈用擋圈 圖 O形橡膠 密封圈用擋圈 The O shape rubber sealing washer uses an antiextrusion ring 表 2— 3 O形橡膠密封圈用擋圈 — 3 The O shape rubber sealing washer uses an antiextrusion ring 外徑D2 厚度T 極限偏差 使用范圍 材料 T D2 2d 動密封 靜密封 20 52 177。 177。 + + 10p MPa? 時?？稍?O形圈承壓面設置擋圈，單向受壓設一個擋，雙向受壓，設置兩個 32p MPa?時，不設擋圈；32p MPa?時，可在承壓面設置擋圈 聚四氟乙烯，硬度90HS? 螺紋的設計 （頁面底端居右） 21 圖 細牙普通螺紋計算參數(shù) Thin average tooth thread calculates a parameter 表 2— 4 細牙普通螺紋計算參數(shù) — 4 Thin average tooth thread calculates a parameter 螺紋公稱直徑和螺距 dP? 螺紋力臂LX 單牙螺紋受擠壓面積 YF 單牙螺紋受剪面積 單牙螺紋斷面系數(shù) 螺桿 JF 螺母 39。JF 螺桿 W 螺母 39。W mm mm 2cm 2cm 3cm 52 2M ? 60 2M ? 表 2— 5 45 號鋼的許用應力 — 5 45 numbers steel strain 材料牌號 [ ],ZY MPa? [ ],W MPa? [ ],MPa? 連接螺紋 在載荷下擰緊 無載荷下擰緊 45 90 240 170 102 張希： 大流量安全閥設計 （頁面底端居右） 22 圖 連接螺紋 linking thread 表 2— 6 強度驗算 Tab. 2— 6 intensity checking calculation 序號 名稱 符號 式中符號 公式 單位 1 擠壓應力 ZY? /MF YQ nF MPa 2 密封面上的密封力 MFQ ()MN M M MFD b b q? ? N 3 密封面內徑 MND 52/62 mm 4 密封面寬度 Mb 3 mm 5 密封面必須比壓 MFq (80 35 ) / 2MFq ?? MPa 6 計算螺紋圈數(shù) n ? 7 計算高度 h 10 mm 8 螺距 P 2 mm （頁面底端居右） 23 9 單牙螺紋受擠壓面積 YF 2 39。 21[ ( ) ]4 d d e? ?? 2mm 10 螺紋直徑 d 52/62 mm 11 螺紋內徑 1d 50/60 mm 12 螺紋間隙 39。e mm 13 剪應力 ? /MF JQ nF MPa 14 單牙螺紋受剪面積 JF 1 08(1 )cos 30dP? ?? mm 15 彎曲應力 W? 1( ) /( )MF LQ X n W?? MPa 16 力臂 LX mm 17 單牙螺紋斷面系數(shù) 1W 21 0 .1 0 8(1 )6 co s 3 0d P? ?? 3mm 52處的驗算結果 zY =37M P a 90M P a? =2 3 M P a1 0 2 M P a? w = 3 8 M P a 1 7 0 M P a? 62處的驗算結果 zY =47M P a 90M P a? =3 3 M P a1 0 2 M P a? w = 4 7 M P a 1 7 0 M P a? 阻尼器的設計 1．微流體的滑流邊界條件與粘度修正方法 對于微尺度氣流 ,稀薄氣體效應的重要性通常用 Kn 表征 :Kn=λ /Lc,其中 :λ為氣體分子平均自由程 。Lc 是流動特征長度 .根據(jù) Kn數(shù)的大小將流動劃分為 4 個區(qū)域 : (1).Kn,連續(xù)流區(qū) 。 (2).≤ Kn,滑流區(qū) 。 (3).≤ Kn,過渡區(qū) 。 (4).Kn≥ ,自由分子流區(qū) .在滑流區(qū)中 ,氣體會在固體壁面發(fā)生滑移現(xiàn)象 ,即氣體張希： 大流量安全閥設計 （頁面底端居右） 24 流速不為零 ,引入了滑移邊界條件 .對于微尺度中的液體來說 ,當特征長度 Lc在納米尺度范圍時 ,在固體壁面也會出現(xiàn)滑移現(xiàn)象 .由于滑移現(xiàn)象的出現(xiàn) ,使得微流體的流動特性不同于宏觀尺度下的流動 ,主 要表現(xiàn)在流速、流量和流阻 3個方面 .由壓力梯度推動的管、縫隙中的不可壓縮粘性流體的流動稱為泊肅葉 (Poiseuille)流動 . 圖 微縫隙流 動示意圖 Sketch map of microgap flow 圖 所示的微縫隙中的恒定流動 ,y 方向為無窮長 ,流動為二維的 ,其流動控制方程為 22w sl zh d u hu z L dz??? ? ? ? ?????2 122 ppd u d p pd z d x L L? ? ?? ? ? ? (2— 5) 微縫隙流的滑流邊界條件為 22w sl zh d u hu z L dz??? ? ? ? ?