【正文】 l0=（ 7～ 19） d 0 取 d0= mm， l0= 15 mm（靜態(tài)特性計(jì)算對(duì)選定的 d0和 l0進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整） （ 8）主閥芯半錐角 按經(jīng)驗(yàn)取 =46176。 （ 7) 導(dǎo)閥芯的半錐角 按經(jīng)驗(yàn)取 =20176。 25 (9) 導(dǎo)閥座的孔徑 d2 和 d6 按 經(jīng)驗(yàn)取 d2=（ 2～ 5） d0， d6= ， 取 d2= 4mm， d6= (10) 主閥芯溢流孔直徑 d3和 長(zhǎng)度 l3 d3和 l3可根據(jù)結(jié)構(gòu)確定， 但 d3不能太小 ，以免產(chǎn)生壓差過(guò)大，不利于主閥的開(kāi)啟。在此，取 d3=4 mm （ 11）尾蝶（消振尾）直徑 d長(zhǎng)度 l過(guò)渡直徑 d5 尾蝶的作用是消除液動(dòng)力引起的振動(dòng)。在此取 d4=8mm， l4=17mm， d5=6mm。 （ 12） 主閥座的孔徑 D1 按經(jīng)驗(yàn)取 D1=d1（ 1~2） mm，取 D1=10 mm。 （ 13） 閥體沉割直徑 D3，沉割深度 S1 按經(jīng)驗(yàn)取 D3= D0+(1 ~ 15) mm， S1 按結(jié)構(gòu)確定，應(yīng) 保證進(jìn)油口直徑 的要求。 可以 取 D3= ； S1=15 mm。 （ 14） 主閥芯與閥蓋的間距 S2 應(yīng)保證主閥芯的位移要求 ， S2≥ X max 式中： X max—— 主閥的最大開(kāi)度 ， X max的大小見(jiàn)靜態(tài)特性計(jì)算。 (15) 主閥彈簧的裝配長(zhǎng)度 l1 l1= L1 h1 式中： L1—— 主閥彈簧的自由長(zhǎng)度 ，見(jiàn)靜態(tài)特性計(jì)算部分； h1—— 主閥彈簧預(yù)壓縮量 ，見(jiàn)靜態(tài)特性計(jì)算部分。 l1的數(shù)值要在主閥彈簧設(shè)計(jì)后才能確定。 (16) 導(dǎo)閥彈簧的裝配長(zhǎng)度 l2 l2= L2+(1 ~ 2) mm 式中 ： L2—— 導(dǎo)閥 彈簧 自由長(zhǎng)度 。 l2的數(shù)值要在導(dǎo)閥彈簧設(shè)計(jì)后才能確定 ，見(jiàn)靜態(tài)特性計(jì)算部分 。 (17) 溢流閥閥體壁厚 ? ][2?? Dpy?（ m） 式中 ： ? —— 閥體壁厚（ m）； 26 D—— 閥體內(nèi)徑 （ m） ,D=； Py—— 試 驗(yàn)壓力，一般取最大工作壓力的（ ~）倍（ MPa）； [? ]—— 閥 體材料的許用應(yīng)力，鑄鋼： [? ]=100~110MPa。 代入，得： ? ?（ m） 靜態(tài)特性計(jì)算 基本方程式 先導(dǎo)式溢流閥的靜態(tài)特性決定于導(dǎo)閥、主閥和節(jié)流口結(jié)構(gòu)參數(shù)。因此，計(jì)算靜態(tài)特性時(shí)要列寫(xiě)流量方程式和力平衡方程式，作為計(jì)算靜態(tài)特性的基礎(chǔ)。 圖 31 主閥口示意圖 （ 1） 主閥閥口節(jié)流方程式 1 1 1 1 22 ()Q C A p p??? 式中 ： 1Q — — 通過(guò)主閥的流量； 1C — — 主閥流量系數(shù)； 1A — — 主閥節(jié)流面積 ，1 1 1 1 1sin ( sin 2 ) sin2xA x D D x? ? ? ? ?? ? ?， x 為 主閥開(kāi)度。 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(shí)產(chǎn)生的液動(dòng)力。如主閥芯等速上升，則可列出受力平衡方程式為 : ? ?1 3 2 4 1 1 1 2 1yp A p A K h x G F F F? ? ? ? ? ? ? (32) 式中 ： p1—— 主閥芯活塞下腔作用力； 1K — — 主閥彈簧剛度； 1h —— 主閥彈簧預(yù)壓縮量； G — — 主閥芯重量； 1F — — 主閥芯所受的摩擦力； 2F — — 主閥芯溢流孔壓降引起的作用力； 1yF — — 主閥芯所受的液動(dòng)力； 根據(jù)圖所示液流情況， 1yF 可按下式計(jì)算 : ? ?1 1 2 1 1c o syF Q v v???? ? ? (33) 式中 ： 1v — — 閥口流速； 2v? — — 尾碟處液體流出速度 2v 的軸向分量。 因?yàn)槲驳浇^(guò)流面積遠(yuǎn)大于閥口截面積，而且尾碟與主閥芯軸線垂直。所以，尾碟附近流速的軸向分量接近于零，即 2v? ? 0。閥口流速 1v 可按下式計(jì)算： 112 1 21v p p? ???? ? ? ? (34) 在局部阻力系數(shù) 0?? 時(shí)，流速系數(shù) 1?? 。因此可得： 28 1 1 11 1 1 1 1 1 11 1 1 1c o s22si n c o ssi n 2yyxyFQF C D p pF C D p x? ? ?? ? ? ????????? 由式可知， 1yp 的作用方向于 1? 相同。計(jì)算出來(lái)的穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力略為偏大一些。若尾碟過(guò)大，出口通道過(guò)小，即尾碟附近截流面積減小，則 2? 加大。這樣，實(shí)際液動(dòng)力會(huì)比計(jì)算出來(lái)的小，若主閥開(kāi)度較大則使得 1? 過(guò)小 2v 過(guò)大則穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力可能出現(xiàn)零值甚至反向。所以，設(shè)計(jì)尾碟和選取半錐角 1? 時(shí)要加以注意。 將上式聯(lián)立可得主閥芯平衡方程式： 1 3 2 4 1 2 1 1 1 1 1( ) s i n 2p A p A K h x G F F C D P x??? ? ? ? ? ? ? (35) （ 3） 節(jié)流孔流量方程 式 當(dāng)截流孔中流動(dòng)為層流時(shí)，流過(guò)節(jié)流孔的流量 0Q 與節(jié)流孔前后壓差（ 12pp? ）成正比；當(dāng)節(jié)流口中的流動(dòng)為紊流時(shí)，流量 0Q 與 1212(pp) 成比例。實(shí)際上節(jié)流孔中的流動(dòng)多處于從流層到紊流的過(guò)渡狀態(tài)，所以 0Q 與 2312(pp) 成比例。 0Q 可按下述經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，式中的單位必須是米、千克、秒制。 22 120 330 0 1 222 0( ) ( )14 gdQ A p pl???? (36) 式中 ： p1—— 主閥芯活塞下腔作用力； P2—— 主閥芯活塞上腔作用力； 0Q —— 通過(guò)節(jié)流孔的流量； 0A —— 節(jié)流孔截面積； ? —— 油的運(yùn)動(dòng)粘度； ? —— 油的重度。 （ 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(guò)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(kāi)度。 將 壓力 3p 看成近似等于零，則： 2 2 2 2 22si nQ C d y p?? ?? (39) （ 5） 導(dǎo)閥芯受力平衡方程 式 導(dǎo) 閥芯軸線方向所受得作用力有彈簧力、液動(dòng)力、導(dǎo)閥前腔 C 中壓力 2p 得作用力等。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(dòng)力 。 液動(dòng)力 2yp 的求法與 1yp 相似 ，得： 2 2 2 2 2 2 2( ) sin 2yp A K h y C d??? ? ? (311) 式 (31)、（ 39） 中的流量系數(shù) 1C 、 2C 是難以精確確定的。嚴(yán)格的說(shuō)，在閥的不同工作情況下，流量系數(shù)又不同的數(shù)值。通常將流量系數(shù)看成常數(shù)，帶來(lái)的誤差并不大，卻可以大大地減化計(jì)算。主閥與導(dǎo)閥的閥口處的流量系數(shù)可分別取為： 30 C1=； C2= 靜態(tài)特性計(jì)算的目的，一方面是根據(jù)對(duì)靜態(tài)特性設(shè)計(jì)要求，求出主閥彈簧和導(dǎo)閥彈簧的剛度和預(yù)壓縮量，作為進(jìn)行彈簧設(shè)計(jì)的依據(jù)；另一方面是校核上面所確定的主要結(jié)構(gòu)尺寸，看能否滿足對(duì)靜態(tài)特性的要求 ,并進(jìn)行必要的調(diào)整與復(fù)算，直到特性滿足要求為止。 彈簧剛度和預(yù)壓縮量計(jì)算 （ 1） 主閥彈簧剛度 K1和預(yù)壓縮量 h1 由式 （ 35），可得當(dāng)主閥剛要打開(kāi)，還未打開(kāi)時(shí)： 1 3 2 4 1 1 1 2p A p A K h G F F? ? ? ? ? 1 1 1 3 2 4 1 2K h p A p A G F F? ? ? ? ? 31 1 2 4 1 24[ ( 1 ) ]Ap p p A G F FA? ? ? ? ? ? ? (312) 利用上式可求出 K1和 h1，但必須先做以下工作： 1) 主閥剛要打開(kāi)，還未打開(kāi)， p1為主閥的開(kāi)啟壓力 ,取 p1為最高調(diào)定壓力 p1max下的開(kāi)啟壓力，即： 1 ? (313) 1 0 .9 5 1 6 1 5 .2p M P a? ? ? 此時(shí) 流量為： Qa Qe L/ min 2) 由（ 36）節(jié)流孔流量方程式求 p2， 取節(jié)流孔流量 Q0=Qa，得 : 0210 0 014 aal Q Qpp gd A A???? (314) 其中 v 是運(yùn)動(dòng)粘度， γ是油液重度， 6 2 110 10 ms? ???? g??? 62 2 200 0. 00 1 0. 78 5 1044A d m? ?? ? ? ? 可得： 31 p 2 8 8 √ 5 ( ) √( ) 8 8 √ 8 2 2 MPa 3) 主閥芯摩擦力 F1包括主閥芯上段直徑 D2處和活塞直徑 D0處得摩擦力，可表示為 : 1 2 0DDF fF fF?? (315) 式中 ： f —— 摩擦系數(shù)； FD2—— D2處的側(cè)壓力； FD0—— D0處的側(cè)壓力。 側(cè)壓力與縫隙兩端壓力差 p? 、縫隙長(zhǎng)度 l 、圓柱直徑 D 成正比。將其他因數(shù)用系數(shù) K 表示，并取摩擦系數(shù) ? ，則 P1可表示為： ? ? ? ?1 2 2 2 3 0 0 1 20 . 1 0 . 1F K D l p p K D l p p? ? ? ? (316) 將壓力 p3 看成近似等于零， K 為系數(shù)， ? ～ ，直徑小、接觸長(zhǎng)度短時(shí)取大值，則 ： ? ?1 2 2 2 0 0 1 20 . 1 0 . 1F K D l p K D l p p? ? ? （ 317） 2 2 22 2 8 8 2 88 N 4) 求主閥芯溢流孔 d3壓降引起的作用力 F2 溢流孔 d3壓降 △ p3由沿程阻力和進(jìn)口、出口處的局部阻力所組成， 可表示為： 2333 3 2fc lvp dg? ? ? ???? ? ? ????? (318) 式中 ： f? —— 進(jìn)口處局部阻力系數(shù)； c? —— 出口處局部阻力系數(shù)； ?—— 沿程阻力系數(shù)。 通過(guò)主閥芯溢流孔的流量等于通過(guò)導(dǎo)閥的流量 Q2，取近似 Q2= Qe。于是，主閥芯溢流孔流速為： 32 ? ?23 22334 0 .0 14 ev dd???? (319) 雷諾數(shù)的表 達(dá) 式為： 33 234e dv QR v v d??? 由于 Q2很小， Re 很小，主閥芯溢流孔內(nèi)流動(dòng)為層流，可以 ?? ～ ， ? ? ， 2e?? 。于是，由壓降 △ p3引起的作用力為： ? ? 222 332 2 3 342fe lvF D d dg? ? ? ? ???? ? ? ????? ? ?2 22 32 2 344 33210 e feQlF D ddd? ? ? ?? ??? ? ? ????? (320) 85 (6 ? 6 ) ( 2 2 5 ) 8