溢流閥畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　引言</b></p><p>　　在信息多元科技高速發(fā)展的時(shí)代，溢流閥已算不上是高科技產(chǎn)品，但，溢流閥國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中卻一直發(fā)揮著十分重要的作用，僅在關(guān)系到國(guó)家經(jīng)濟(jì)和國(guó)防安全的能源、石化、航空、航天、鋼鐵、軍工等重要領(lǐng)域就有大量應(yīng)用。</p><p>　　溢流閥是利用被控壓力作為信號(hào)來改變彈簧的壓縮量，從而改變閥口的通流面積和系統(tǒng)的溢流量來

2、達(dá)到定壓目的的。將原動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能換為液壓能的轉(zhuǎn)換裝置，在低壓液壓系統(tǒng)中作為提供一定流量，壓力的液壓能源。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，自吸能力好，在低壓液壓系統(tǒng)中被廣泛采用。適用于塑料橡膠加工工業(yè),紡織印染工業(yè),涂料工業(yè),木材加工工業(yè),食品工業(yè)、造紙印刷等液態(tài)熱載體加熱等各種工業(yè)。</p><p>　　然而就是這樣廣泛應(yīng)用的重要的工業(yè)部件,在我國(guó)卻同國(guó)外先進(jìn)水平有著很大的差距。高端產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造水平不能滿足國(guó)內(nèi)需求

3、。致使很多企業(yè)是從國(guó)外進(jìn)口溢流閥，但其價(jià)格較高，對(duì)于中小型企業(yè)是不容易接受的。因此，很多企業(yè)是在買來國(guó)外成品再進(jìn)行拆分、制造。已滿足生產(chǎn)需求，同時(shí)由節(jié)省資金。</p><p>　　深入理解溢流閥穩(wěn)定工作時(shí)靜態(tài)特性。著重了解測(cè)試靜態(tài)特性中的調(diào)壓范圍及壓力穩(wěn)定性，卸荷壓力及壓力損失和啟閉特性，從而對(duì)被測(cè)閥的靜態(tài)特性作出適當(dāng)分析。 </p><p>　　本文內(nèi)容上主要包括以下幾個(gè)方面：（1）液壓

4、傳動(dòng)技術(shù)的重要性以及溢流閥在液壓系統(tǒng)中的重要地位，討論其測(cè)試的必要性；（2）介紹了溢流閥的分類、原理、性能及應(yīng)用等特點(diǎn)；（3）詳細(xì)介紹了測(cè)試系統(tǒng)的硬件組成和軟件設(shè)計(jì)；（4）確定溢流閥的測(cè)試方案，進(jìn)行了測(cè)試；（5）對(duì)整個(gè)測(cè)試結(jié)果作出分析，得出結(jié)論。</p><p><b>　　正文</b></p><p>　　一、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的起源和發(fā)展</p><

5、p>　　液壓傳動(dòng)相對(duì)于機(jī)械傳動(dòng)來說是一門新技術(shù)，但如從17世紀(jì)中葉巴斯卡提出了靜壓傳遞原理、18世紀(jì)末英國(guó)制成世界第一臺(tái)水壓機(jī)算起，也有二三百年歷史了。近代液壓傳動(dòng)在工業(yè)上的真正推廣使用只是本世紀(jì)中葉以后的事，至于它和微電子技術(shù)密切結(jié)合，得以在盡可能小的空間傳遞盡可能大的功率并加以精確控制，更是十年內(nèi)出現(xiàn)的新事物。</p><p>　　由于要使用原油煉制品來作為傳動(dòng)介質(zhì)，近代液壓傳動(dòng)和汽車及飛機(jī)一樣，是由十

6、九世紀(jì)崛起并蓬勃發(fā)展的石油工業(yè)推動(dòng)器來的。最早實(shí)踐成功的液壓傳動(dòng)裝置是艦艇上的炮塔轉(zhuǎn)位器，其后才出現(xiàn)液壓六角床和磨床。由于缺乏成熟的液壓元件，一些通用機(jī)床到本世紀(jì)三十年代才用上液壓傳動(dòng)，而且還因?yàn)閭€(gè)搞一套而無法進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)交流。第二次世界大戰(zhàn)期間，在一些兵器上用上了功率大、反應(yīng)快、動(dòng)作準(zhǔn)的液壓傳動(dòng)和控制裝置，它大大地提高了兵器的性能，也大大地促進(jìn)液壓技術(shù)的發(fā)展。戰(zhàn)后，液壓技術(shù)迅速轉(zhuǎn)向民用，并隨著各種標(biāo)準(zhǔn)的不斷定制和完善，各類元件的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)

7、格化、系列化而在機(jī)械制造、工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車制造等行業(yè)推廣開來。本世紀(jì)的60年代后，原子能技術(shù)、空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等的發(fā)展再次將液壓技術(shù)推想前進(jìn)，使它發(fā)展成為包括傳動(dòng)、控制、檢測(cè)在內(nèi)的一門完整的自動(dòng)化技術(shù)，使它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)方面都得到了應(yīng)用。液壓傳動(dòng)在某些領(lǐng)域內(nèi)甚至已占有壓倒性的優(yōu)勢(shì)，例如，國(guó)外今日生產(chǎn)的95%的工程機(jī)械、90%的數(shù)控加工中心、95%以上的自動(dòng)線都采用了液壓傳動(dòng)。</p><p>　　當(dāng)

8、前，液壓技術(shù)在實(shí)現(xiàn)高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、經(jīng)久耐用、高度集成化等各項(xiàng)要求方面都取得了重大的進(jìn)展，在完善比例控制、伺服控制、數(shù)字控制等技術(shù)也有了許多新的成就。此外，在液壓元件和液壓系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)仿真和優(yōu)化以及微機(jī)控制等開發(fā)性工作方面，更日以顯示出顯著的成績(jī)。</p><p>　　我國(guó)的液壓工業(yè)開始于本世紀(jì)50年代，其產(chǎn)品最初只用于機(jī)床和鍛壓設(shè)備，后來才用到拖拉機(jī)和工程機(jī)械上。自1964年從

9、國(guó)外引進(jìn)一些液壓元件生產(chǎn)技術(shù)、同時(shí)進(jìn)行自行設(shè)計(jì)液壓產(chǎn)品以來，我國(guó)的液壓元件生產(chǎn)已從低壓到高壓形成系列，并在各種機(jī)械設(shè)備上得到了廣泛的使用。80年代起更加速了對(duì)西方先進(jìn)液壓產(chǎn)品和技術(shù)的有計(jì)劃引進(jìn)、消化、吸收和國(guó)產(chǎn)化工作，以確保我國(guó)的液壓技術(shù)能在產(chǎn)品質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益、人才培訓(xùn)、研究開發(fā)等各個(gè)方面全方位地趕上世界水平。</p><p>　　與其他傳動(dòng)控制方式相比，液壓傳動(dòng)與控制具有能量大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，便于

10、大范圍無極調(diào)速，易于自動(dòng)控制與機(jī)電一體化，易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化程度高等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，已成為現(xiàn)代機(jī)械裝備傳動(dòng)與控制的重要技術(shù)手段及關(guān)鍵技術(shù)之一，其應(yīng)用領(lǐng)域幾乎囊括了國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門和領(lǐng)域，應(yīng)用液壓技術(shù)的程度已成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)化水平的重要標(biāo)志之一。</p><p>　　眾所周之，液壓系統(tǒng)一般有能源部分（液壓泵和原動(dòng)機(jī)的統(tǒng)稱）、控制調(diào)節(jié)部分（方向控制閥、壓力控制閥及流量控制閥等各類液壓控制閥的統(tǒng)稱）

11、、執(zhí)行器（液壓缸、液壓馬達(dá)及擺動(dòng)液壓馬達(dá)的統(tǒng)稱）和輔助部分（蓄能器、油箱、過濾器、壓力表及開關(guān)、管件等的統(tǒng)稱）四個(gè)部分組成。</p><p>　　壓力控制閥（簡(jiǎn)稱液壓閥）在液壓系統(tǒng)中的功用是通過控制液壓系統(tǒng)中油液的流向、壓力、流量，使執(zhí)行器及其驅(qū)動(dòng)的工作機(jī)構(gòu)獲得所需的運(yùn)動(dòng)方向、推力（轉(zhuǎn)矩）及運(yùn)動(dòng)速度等。任何一個(gè)液壓系統(tǒng)，不論如何簡(jiǎn)單，都不能缺少液壓閥；同一工藝的液壓機(jī)械設(shè)備，通過液壓閥的不同組合使用，可以組成油路

12、截然不同的多種液壓系統(tǒng)方案。因此，液壓閥是液壓技術(shù)中品種與規(guī)格最多、應(yīng)用最廣泛、最活躍的部分；一個(gè)新設(shè)計(jì)或正在運(yùn)轉(zhuǎn)的液壓系統(tǒng)，能否按照既定的要求正?？煽康剡\(yùn)行，在很大程度上取決于所采用的各種液壓閥的性能優(yōu)劣及參數(shù)匹配是否合理。</p><p>　　幾乎任何一個(gè)液壓系統(tǒng)都要用到溢流閥。溢流閥的主要用途是通過閥口的溢流，使被控系統(tǒng)或回路的壓力維持恒定，實(shí)現(xiàn)調(diào)壓、穩(wěn)壓或限壓的作用。</p><p&g

13、t;<b>　　二、 溢流閥簡(jiǎn)介</b></p><p><b>　　1、用途及分類</b></p><p>　　幾乎任何一個(gè)液壓系統(tǒng)都要用到溢流閥。溢流閥的主要用途是通過閥口的溢流，是被控系統(tǒng)或回路的壓力恒定，實(shí)現(xiàn)調(diào)壓、穩(wěn)壓或限壓（防止過載）作用。</p><p>　　溢流閥的種類繁多，基本工作原理是可變節(jié)流和壓力反饋。

14、閥的受控進(jìn)口壓力來自液體流經(jīng)閥口時(shí)產(chǎn)生的節(jié)流壓差。按照結(jié)構(gòu)類型及工作原理的不同，溢流閥可以分為直動(dòng)式和先導(dǎo)式兩大類，統(tǒng)稱為普通溢流閥。將先導(dǎo)式溢流閥與電磁換向閥或者單向閥等液壓閥進(jìn)行組合，還可以構(gòu)成電磁溢流閥和卸荷溢流閥等復(fù)合閥。</p><p>　　2、工作原理及圖形符號(hào)</p><p><b>　?。?）直動(dòng)式溢流閥</b></p><p>

15、;　　從控制理論角度而言，直動(dòng)式溢流閥是一個(gè)閉環(huán)自動(dòng)控制元件，其輸入量為彈簧預(yù)調(diào)力，輸出量為被控壓力（進(jìn)口壓力），被控壓力反饋和彈簧壓力比較，自動(dòng)調(diào)節(jié)溢流閥口德節(jié)流面積，從而使被控壓力基本恒定。</p><p>　　直動(dòng)式溢流閥是依靠系統(tǒng)中的壓力油直接作用在閥芯上與彈簧力等相平衡，以控制閥芯的啟閉動(dòng)作，圖2-1(a)所示是一種低壓直動(dòng)式溢流閥，P是進(jìn)油口，T是回油口，進(jìn)口壓力油經(jīng)閥芯4中間的阻尼孔g作用在閥芯的底

16、部端面上，當(dāng)進(jìn)油壓力較小時(shí)，閥芯在彈簧2的作用下處于下端位置，將P和T兩油口隔開。當(dāng)油壓力升高，在閥芯下端所產(chǎn)生的作用力超過彈簧的壓緊力F。此時(shí)，閥芯上升，閥口被打開，將多余的油液排回油箱，閥芯上的阻尼孔g用來對(duì)閥芯的動(dòng)作產(chǎn)生阻尼，以提高閥的工作平衡性，調(diào)整螺帽1可以改變彈簧的壓緊力，這樣也就調(diào)整了溢流閥進(jìn)口處的油液壓力p。</p><p>　　溢流閥是利用被控壓力作為信號(hào)來改變彈簧的壓縮量，從而改變閥口的通流面

17、積和系統(tǒng)的溢流量來達(dá)到定壓目的的。當(dāng)系統(tǒng)壓力升高時(shí)，閥芯上升，閥口通流面積增加，溢流量增大，進(jìn)而使系統(tǒng)壓力下降。溢流閥內(nèi)部通過閥芯的平衡和運(yùn)動(dòng)構(gòu)成的這種負(fù)反饋?zhàn)饔檬瞧涠▔鹤饔玫幕驹恚彩撬卸▔洪y的基本工作原理。彈簧力的大小與控制壓力成正比，因此如果提高被控壓力，一方面可用減小閥芯的面積來達(dá)到，另一方面則需增大彈簧力，因受結(jié)構(gòu)限制，需采用大剛度的彈簧。這樣，在閥芯相同位移的情況下，彈簧力變化較大，因而該閥的定壓精度就低。所以，這種低

18、壓直動(dòng)式溢流閥一般用于壓力小于2.5MPa的小流量場(chǎng)合，圖2-1(b)所示為直動(dòng)式溢流閥的圖形符號(hào)。由圖2-1(a)還可看出，在常位狀態(tài)下，溢流閥進(jìn)、出油口之間是不相通的，而且作用在閥芯上的液壓力是由進(jìn)口油液壓力產(chǎn)生的，經(jīng)溢流閥芯的泄漏油液經(jīng)內(nèi)泄漏通道進(jìn)入回油口T。</p><p>　　直動(dòng)式溢流閥采取適當(dāng)?shù)拇胧┮部捎糜诟邏捍罅髁?。例如，德?guó)Rexroth公司開發(fā)的通徑為6～20mm的壓力為40～63MPa；通徑

19、為25～30mm</p><p>　　的壓力為31.5MPa的直動(dòng)式溢流閥，最大流量可達(dá)到330L/min，其中較為典型的錐閥式結(jié)構(gòu)如圖2-2所示。圖2-2為錐閥式結(jié)構(gòu)的局部放大圖，在錐</p><p><b>　?。╝）</b></p><p>　　圖2-1低壓直動(dòng)式溢流閥(a)結(jié)構(gòu)圖(b)職能符號(hào)圖</p><p&

20、gt;　　1—螺帽2—調(diào)壓彈簧3—上蓋4—閥芯5—閥體</p><p>　　閥的下部有一阻尼活塞3，活塞的側(cè)面銑扁，以便將壓力油引到活塞底部，該活塞除了能增加運(yùn)動(dòng)阻尼以提高閥的工作穩(wěn)定性外，還可以使錐閥導(dǎo)向而在開啟后不會(huì)傾斜。此外，錐閥上部有一個(gè)偏流盤1，盤上的環(huán)形槽用來改變液流方向，一方面以補(bǔ) </p><p>　　圖2-2直動(dòng)式錐型溢流閥</p><p>　　

21、1—偏流盤2—錐閥3—活塞</p><p>　　償錐閥2的液動(dòng)力；另一方面由于液流方向的改變，產(chǎn)生一個(gè)與彈簧力相反方向的射流力，當(dāng)通過溢流閥的流量增加時(shí)，雖然因錐閥閥口增大引起彈簧力增加，但由于與彈簧力方向相反的射流力同時(shí)增加，結(jié)果抵消了彈簧力的增量，有利于提高閥的通流流量和工作壓力。</p><p><b>　?。?）先導(dǎo)式溢流閥</b></p>&l

22、t;p>　　圖2-3所示為先導(dǎo)式溢流閥的結(jié)構(gòu)示意圖，在圖中壓力油從P口進(jìn)入，通過阻尼孔后作用在導(dǎo)閥4上，當(dāng)進(jìn)油口壓力較低，導(dǎo)閥上的液壓作用力不足以克服導(dǎo)閥右邊的彈簧5的作用力時(shí)，導(dǎo)閥關(guān)閉，沒有油液流過阻尼孔，所以主閥芯2兩端壓力相等，在較軟的主閥彈簧1作用下主閥芯2處于最下端位置，溢流閥閥口P和T隔斷，沒有溢流。當(dāng)進(jìn)油口壓力升高到作用在導(dǎo)閥上的液壓力大于導(dǎo)閥彈簧作用力時(shí)，導(dǎo)閥打開，壓力油就可通過阻尼孔、經(jīng)導(dǎo)閥流回油箱，由于阻尼孔的

23、作用，使主閥芯上端的液壓力p2小于下端壓力p1，當(dāng)這個(gè)壓力差作用在面積為AB的主閥芯上的力等于或超過主閥彈簧力Fs，軸向穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力Fbs、摩擦力Ff和主閥芯自重G時(shí)，主閥芯開啟，油液從P口流入，經(jīng)主閥閥口由 T流回油箱，實(shí)現(xiàn)溢流，即有：</p><p>　　Δp=p1-p2≥Fs+Fbs+G±Ff/AB (1)</p>

24、<p>　　圖2-3先導(dǎo)式溢流閥</p><p>　　1—主閥彈簧2—主閥芯 3—阻尼孔 4—導(dǎo)閥閥芯5—導(dǎo)閥彈簧</p><p>　　由式(1)可知，由于油液通過阻尼孔而產(chǎn)生的p1與p2之間的壓差值不太大，所以主閥芯只需一個(gè)小剛度的軟彈簧即可；而作用在導(dǎo)閥4上的液壓力p2與其導(dǎo)閥閥芯面積的乘積即為導(dǎo)閥彈簧5的調(diào)壓彈簧力，由于導(dǎo)閥閥芯一般為錐閥，受壓面積較小，所以用一個(gè)剛度不

25、太大的彈簧即可調(diào)整較高的開啟壓力P2，用螺釘調(diào)節(jié)導(dǎo)閥彈簧的預(yù)緊力，就可調(diào)節(jié)溢流閥的溢流壓力。</p><p>　　先導(dǎo)式溢流閥有一個(gè)遠(yuǎn)程控制口K，如果將K口用油管接到另一個(gè)遠(yuǎn)程調(diào)壓閥(遠(yuǎn)程調(diào)壓閥的結(jié)構(gòu)和溢流閥的先導(dǎo)控制部分一樣)，調(diào)節(jié)遠(yuǎn)程調(diào)壓閥的彈簧力，即可調(diào)節(jié)溢流閥主閥芯上端的液壓力，從而對(duì)溢流閥的溢流壓力實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)壓。但是，遠(yuǎn)程調(diào)壓閥所能調(diào)節(jié)的最高壓力不得超過溢流閥本身導(dǎo)閥的調(diào)整壓力。當(dāng)遠(yuǎn)程控制口K通過二位二

26、通閥接通油箱時(shí)，主閥芯上端的壓力接近于零，主閥芯上移到最高位置，閥口開得很大。由于主閥彈簧較軟，這時(shí)溢流閥P口處壓力很低，系統(tǒng)的油液在低壓下通過溢流閥流回油箱，實(shí)現(xiàn)卸荷。</p><p><b>　　3、溢流閥的性能 </b></p><p>　　溢流閥的性能包括溢流閥的靜態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能，在此作一簡(jiǎn)單的介紹。</p><p><b>

27、;　?。?）靜態(tài)性能。</b></p><p>　　1）壓力調(diào)節(jié)范圍 壓力調(diào)節(jié)范圍是指調(diào)壓彈簧在規(guī)定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時(shí)，系統(tǒng)壓力能平穩(wěn)地上升或下降，且壓力無突跳及遲滯現(xiàn)象時(shí)的最大和最小調(diào)定壓力。溢流閥的最大允許流量為其額定流量，在額定流量下工作時(shí)，溢流閥應(yīng)無噪聲、溢流閥的最小穩(wěn)定流量取決于它的壓力平穩(wěn)性要求，一般規(guī)定為額定流量的15%。</p><p>　　2）啟閉特性

28、啟閉特性是指溢流閥在穩(wěn)態(tài)情況下從開啟到閉合的過程中，被控壓力與通過溢流閥的溢流量之間的關(guān)系。它是衡量溢流閥定壓精度的一個(gè)重要指標(biāo)，一般用溢流閥處于額定流量、調(diào)定壓力ps時(shí)，開始溢流的開啟壓力pk及停止溢流的閉合壓力pB分別與p1的百分比來衡量，前者稱為開啟比pk，后者稱為閉合比ps，即:</p><p><b>　　(2)</b></p><p><b>　

29、　(3)</b></p><p>　　式中：ps可以是溢流閥調(diào)壓范圍內(nèi)的任何一個(gè)值，顯然上述兩個(gè)百分比越大，則兩者越接近，溢流閥的啟閉特性就越好，一般應(yīng)使≥90%，≥85%，直動(dòng)式和先導(dǎo)式溢流閥的啟閉特性曲線如圖2-4所示。</p><p>　　3）卸荷壓力 當(dāng)溢流閥的遠(yuǎn)程控制口K與油箱相連時(shí)，額定流量下的壓力損失稱為卸荷壓力。</p><p>　　

30、圖2-4溢流閥的啟閉特性曲線 圖2-5流量階躍變化時(shí)溢流閥的進(jìn)口壓力響應(yīng)特性曲線</p><p><b>　?。?）動(dòng)態(tài)性能 </b></p><p>　　當(dāng)溢流閥在溢流量發(fā)生由零至額定流量的階躍變化時(shí)，它的進(jìn)口壓力，也就是它所控制的系統(tǒng)壓力，將如圖2-5所示的那樣迅速升高并超過額定壓力的調(diào)定值，然后逐步衰減到最終穩(wěn)定壓力，從而完成其動(dòng)態(tài)過渡過程。&

31、lt;/p><p>　　定義最高瞬時(shí)壓力峰值與額定壓力調(diào)定值ps的差值為壓力超調(diào)量Δp，則壓力超調(diào)率Δp為：</p><p><b>　　(4)</b></p><p>　　它是衡量溢流閥動(dòng)態(tài)定壓誤差的一個(gè)性能指標(biāo)。一個(gè)性能良好的溢流閥，其≤10%～30%。圖2-5中所示t1稱之為響應(yīng)時(shí)間；t2稱之為過渡過程時(shí)間。顯然，t1越小，溢流閥的響應(yīng)越快；

32、t2越小，溢流閥的動(dòng)態(tài)過渡過程。</p><p><b>　　4、應(yīng)用場(chǎng)合</b></p><p><b>　?。?）定壓溢流</b></p><p>　　定壓溢流是溢流閥的最主要的用途。在定量液壓泵與流量閥（節(jié)流閥或調(diào)速閥）組成的串聯(lián)（進(jìn)油或回油）節(jié)流調(diào)速液壓系統(tǒng)中， 將溢流閥并聯(lián)在泵的出口處，作為主油路的旁路，與泵一起

33、組成恒壓液壓源。例如進(jìn)口節(jié)流調(diào)速液壓系統(tǒng)，當(dāng)執(zhí)行器在快速工況（即液壓泵的壓力油通過二位二通換向閥進(jìn)入液壓缸），且負(fù)載產(chǎn)生的系統(tǒng)壓力低于溢流閥的開啟壓力時(shí)，溢流閥關(guān)閉，此時(shí)系統(tǒng)壓力取決于負(fù)載；直至執(zhí)行器轉(zhuǎn)為慢速工況（即液壓泵的壓力油通過節(jié)流閥進(jìn)入液壓缸），系統(tǒng)壓力達(dá)到溢流閥的調(diào)壓值時(shí)，溢流閥常開，并限定系統(tǒng)壓力，當(dāng)執(zhí)行器的負(fù)載速度變化引起流量變化時(shí)，溢流閥的調(diào)節(jié)作用使系統(tǒng)壓力保持基本恒定，并將多余的油液溢回油箱，從而實(shí)現(xiàn)定壓溢流。<

34、/p><p><b>　　（2）安全保護(hù)</b></p><p>　　在定量泵供油的并聯(lián)節(jié)流調(diào)速、變量泵-定量馬達(dá)（或定量泵-變量馬達(dá)、變量泵-變量馬達(dá)）容積調(diào)速以及變量泵供油的容積節(jié)流調(diào)速液壓回路等場(chǎng)合，溢流閥常用作安全閥，以防系統(tǒng)過載。正常情況下，溢流閥常閉；當(dāng)系統(tǒng)由于故障、載荷異常等原因?qū)е孪到y(tǒng)壓力過高時(shí)，溢流閥打開溢流，保護(hù)整個(gè)液壓系統(tǒng)安全。</p>

35、<p><b>　?。?）作背壓閥</b></p><p>　　將溢流閥接在執(zhí)行器的回油路上，造成一定的回油阻力，以改善執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。但將引起附加能量損失。</p><p><b>　?。?）遠(yuǎn)程調(diào)壓</b></p><p>　　用管路直接將直動(dòng)溢流閥與先導(dǎo)式溢流閥的遙控口連接，通過調(diào)節(jié)直動(dòng)溢流閥，便能對(duì)

36、先導(dǎo)式溢流閥在設(shè)定的壓力范圍內(nèi)進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)壓。</p><p><b>　?。?）多級(jí)壓力控制</b></p><p>　　通過獨(dú)立的電磁換向閥將多個(gè)直動(dòng)式溢流閥與先導(dǎo)式溢流閥的遙控口連接，利用電磁換向閥不同位置的切換，可以實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的多級(jí)壓力控制。也可以通過管路將多個(gè)直動(dòng)式溢流閥和電磁溢流閥的換向閥連接，利用電磁閥不同工作位置的切換，實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的多級(jí)壓力控制。&l

37、t;/p><p><b>　?。?）系統(tǒng)卸荷 </b></p><p>　　將電磁換向閥接至先導(dǎo)式溢流閥的遙控口，可以實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)卸荷，以使系統(tǒng)在等待期間節(jié)約能量，減少發(fā)熱。</p><p><b>　　5、 注意事項(xiàng)</b></p><p>　?。?）應(yīng)根據(jù)液壓系統(tǒng)的工況特點(diǎn)和具體要求選擇溢流閥的類型

38、。通常直動(dòng)式溢流閥響應(yīng)較快，宜作安全保護(hù)閥使用；而先導(dǎo)式溢流閥啟閉特性好，宜作調(diào)壓和定壓閥使用。</p><p>　?。?）應(yīng)盡量選用啟閉特性好的溢流閥，以提高執(zhí)行器的速度負(fù)載特性和回路效率。就動(dòng)態(tài)特性而言，所選擇的溢流閥應(yīng)在響應(yīng)速度較快的同時(shí)，穩(wěn)定性好。</p><p>　?。?）正確使用溢流閥的連接方式，正確選用連接件（安裝底板或管接頭），并注意連接處的密封；閥的各個(gè)油口應(yīng)正確接入系統(tǒng)

39、，外部卸油口必須直接回油箱。</p><p>　?。?）根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和流量合理選定溢流閥的額定壓力和流量規(guī)格。對(duì)于作遠(yuǎn)程調(diào)壓閥的溢流閥，其通過流量一般為遙控口所在的溢流閥通過流量的0.5%~1%。</p><p>　?。?）應(yīng)根據(jù)溢流閥在系統(tǒng)中的用途和作用確定和調(diào)節(jié)調(diào)定壓力，特別是對(duì)于作安全閥使用的溢流閥，起始調(diào)定壓力不得超過液壓系統(tǒng)的最高壓力。</p><p&g

40、t;　?。?）調(diào)壓時(shí)應(yīng)注意以正確的旋轉(zhuǎn)方向調(diào)節(jié)調(diào)壓機(jī)構(gòu)，調(diào)壓結(jié)束時(shí)應(yīng)將鎖緊螺母固定。</p><p>　?。?）如果需通過先導(dǎo)式溢流閥的遙控口對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)壓、卸荷或多級(jí)壓力控制，則應(yīng)將遙控口的螺堵擰下，接入控制油路；否則應(yīng)將遙控口嚴(yán)密封堵。</p><p>　?。?）如需改變溢流閥的調(diào)壓范圍，可以通過更換溢流閥的調(diào)壓彈簧實(shí)現(xiàn)，但同時(shí)應(yīng)注意彈簧的設(shè)定壓力可能改變閥的啟閉特性。</p

41、><p>　?。?）對(duì)于電磁溢流閥，其使用電壓、電流及接線形式必須正確。</p><p>　?。?0）卸荷溢流閥的回油腔應(yīng)直接接油箱，以減少背壓。</p><p>　?。?1）溢流閥出現(xiàn)調(diào)壓失靈或噪聲較大等故障時(shí)，可參考維修方法進(jìn)行診斷，拆洗過的溢流閥組成零件應(yīng)正確安裝，并注意防止二次污染</p><p>　　三、 實(shí)驗(yàn)方案擬定與測(cè)試</p

42、><p><b>　　1、 實(shí)驗(yàn)方案</b></p><p>　　溢流閥靜態(tài)特性是指溢流閥穩(wěn)定工作時(shí)的靜態(tài)特性。著重測(cè)試靜態(tài)特性中的調(diào)壓范圍及壓力的穩(wěn)定性，卸荷壓力損失和啟閉特性三項(xiàng)，從而對(duì)被測(cè)閥的靜態(tài)特性作適當(dāng)分析。</p><p>　?。?）調(diào)壓范圍及壓力穩(wěn)定性</p><p>　　1）調(diào)壓范圍：應(yīng)能達(dá)到規(guī)定的調(diào)節(jié)范圍，

43、并且壓力上升與下降應(yīng)平穩(wěn)，不得有尖叫聲。這個(gè)值在實(shí)驗(yàn)過程中設(shè)定為輸入值，由操作者在操作界面上相應(yīng)的位置手動(dòng)輸入。</p><p>　　2）至調(diào)壓范圍最高值時(shí)的壓力振擺(在穩(wěn)定狀態(tài)下調(diào)定壓力的波動(dòng)值)是表示調(diào)壓穩(wěn)定的主要指標(biāo)，此時(shí)壓力表不準(zhǔn)裝阻尼，壓力振擺應(yīng)不超過規(guī)定值。在實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)調(diào)壓至調(diào)壓范圍最高值時(shí)，采集一組壓力數(shù)值，取出其中的最大值和最小值，然后運(yùn)算兩個(gè)數(shù)值之差就可以得到壓力振擺。</p>

44、<p>　　3）至調(diào)壓范圍最高值時(shí)壓力偏移值：一分鐘內(nèi)應(yīng)不超過規(guī)定值。</p><p>　　在實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)調(diào)壓至調(diào)壓范圍最高值時(shí)，采集一組壓力數(shù)值，取出其中的最大值和最小值，計(jì)算出平均值，然后分別運(yùn)算最大值與平均值以及最小值與平均值之差，這兩個(gè)差值中較大的一個(gè)即為壓力偏移。</p><p>　?。?）卸荷壓力及壓力損失</p><p>　　1）卸荷壓力

45、：被測(cè)閥的遠(yuǎn)程控制口與油箱直通，閥處在卸荷狀態(tài)，此時(shí)通過實(shí)驗(yàn)流量下的壓力損失稱為卸荷壓力。卸荷壓力應(yīng)不超過規(guī)定值。實(shí)驗(yàn)中可用二位二通電磁閥，是被測(cè)閥處于卸荷狀態(tài)。</p><p>　　2)壓力損失：被測(cè)閥的調(diào)壓手輪至全開位置，在實(shí)驗(yàn)流量下被測(cè)閥進(jìn)出油口的壓力差即為壓力損失，其值應(yīng)不超過規(guī)定值。在測(cè)控系統(tǒng)中，壓力損失可以直接采集到。</p><p><b>　?。?）啟閉特性<

46、;/b></p><p>　　1）開啟壓力：被測(cè)閥調(diào)至調(diào)壓范圍最高值，且系統(tǒng)供油量為實(shí)驗(yàn)流量時(shí)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力逐漸升壓，當(dāng)通過被測(cè)閥的溢流量為實(shí)驗(yàn)流量l％時(shí)的系統(tǒng)壓力成為被測(cè)閥的開啟壓力。</p><p>　　2）閉合壓力：被測(cè)閥調(diào)至調(diào)壓范圍最高值，且系統(tǒng)供油量為實(shí)驗(yàn)流量時(shí)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力逐漸降壓，當(dāng)通過被測(cè)閥的溢流量為實(shí)驗(yàn)流量1％的系統(tǒng)壓力值被稱為被測(cè)閥的閉合壓力。</p>

47、<p>　　3）根據(jù)測(cè)試開啟壓力與閉合壓力的數(shù)據(jù)，擬合出被測(cè)閥的啟閉特性曲線。</p><p>　　2 、溢流閥動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)方案</p><p>　　圖3-1 溢流閥所控制的壓力隨時(shí)間變化的過渡過程</p><p>　　溢流閥的動(dòng)態(tài)特性是指溢流閥前管道中壓力有階躍變化，溢流量突然變化時(shí)，溢流閥所控制的壓力隨時(shí)間變化的過渡過程品質(zhì)，通常用三項(xiàng)指標(biāo)衡量（見

48、圖3-1所示）。</p><p>　?。?）壓力回升時(shí)間△t： 從被時(shí)閥初始?jí)毫開始升壓至調(diào)定壓力P穩(wěn)定時(shí)的時(shí)間，△t是從被試閥第一次到調(diào)定壓力P開始至穩(wěn)定時(shí)的時(shí)間，△t是從電信號(hào)給出開始到調(diào)定壓力穩(wěn)定的時(shí)間。 </p><p>　?。?）卸荷時(shí)間△t：從被試閥調(diào)定壓力P開始卸荷至卸荷壓力P穩(wěn)定的時(shí)間?！鱰是從電信號(hào)組出開始至

49、卸荷壓力穩(wěn)定時(shí)的時(shí)間。</p><p>　?。?）壓力超調(diào)量△P:最大壓力沖擊峰值P與調(diào)定壓力P的差值。</p><p>　　溢流閥性能實(shí)驗(yàn)液壓系統(tǒng)原理圖如圖3-2所示：</p><p>　　圖3-2溢流閥性能實(shí)驗(yàn)液壓系統(tǒng)原理圖</p><p>　　1-油箱 2-濾油器 3-定量液壓泵 4-溢流閥 5-二位三通電磁換向閥 6-

50、壓力傳感器 7-溢流閥（被測(cè)閥） 8-二位二通電磁換向閥 9-流量計(jì)</p><p><b>　　3、 實(shí)驗(yàn)步驟</b></p><p>　　實(shí)驗(yàn)測(cè)試對(duì)象為上海立新液壓件廠生產(chǎn)的DB10-1-50/10U的先導(dǎo)式溢流閥。它是先導(dǎo)式溢流閥5X系列，不帶換向閥，通經(jīng)是10mm，底板安裝，手輪調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)壓力至10Mpa。</p><p>

51、;　　4、溢流閥靜態(tài)特性實(shí)驗(yàn)</p><p>　?。?）調(diào)壓范圍與壓力穩(wěn)定性</p><p>　　將溢流閥4調(diào)制安全閥壓力（應(yīng)比被試閥的最高調(diào)節(jié)壓力高10%左右），迅速將電磁閥5通電，此時(shí)由閥7控制泵壓不超過額定值。實(shí)驗(yàn)中通過閥7的流量應(yīng)為額定流量。</p><p><b>　　1）調(diào)壓范圍</b></p><p>　　

52、調(diào)節(jié)閥7的調(diào)壓手柄從全開到額定壓力值，再回至全開，觀察壓力升、降是否均勻，是否有突變或滯后現(xiàn)象。</p><p><b>　　2）壓力振擺</b></p><p>　　在閥7的調(diào)壓范圍內(nèi)設(shè)定4個(gè)壓力值，讀出壓力振擺值，并記錄最大值。</p><p><b>　　3）壓力偏移</b></p><p>

53、　　將閥7調(diào)至10Mpa，測(cè)一分鐘內(nèi)的壓力偏移值。</p><p>　?。?）卸荷壓力與壓力損失</p><p><b>　　1）卸荷壓力 </b></p><p>　　將閥7的遠(yuǎn)程控制口K直接通郵箱，通過額定流量時(shí)，測(cè)出閥前后的壓差即為卸荷壓力。由于閥后的阻力很小，可忽略不計(jì)，此時(shí)讀出的即為卸荷壓力。如圖3-3：</p><

54、;p><b>　　2）壓力損失</b></p><p>　　將閥7的調(diào)壓手柄調(diào)至全開位置，通過額定流量，測(cè)出閥前后的壓力差即為壓力損失。如上圖3-4即為壓力損失圖。</p><p><b>　　3）啟閉特性</b></p><p>　　被試閥7按兩個(gè)不同工況設(shè)定其調(diào)定壓力值，設(shè)定為4Mpa和8Mpa。</p&g

55、t;<p>　　將被試閥7調(diào)至4Mpa，通過額定流量。然后調(diào)節(jié)溢流閥1，使被試閥壓力從高到低變化，直至流量變?yōu)榱?；在反向調(diào)節(jié)，直至被試閥壓力達(dá)調(diào)定值，流量達(dá)到額定值。調(diào)定壓力為8Mpa時(shí)，操作與此類同。</p><p>　　5、溢流閥動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)</p><p>　　溢流閥4的調(diào)定壓力為額定值，起安全閥作用；被試閥7的調(diào)定壓力為6Mpa。</p><p&g

56、t;　　將電磁閥5通電，被試閥7進(jìn)油路流量階躍變化，閥處于升壓狀態(tài)，緊接著電磁閥5斷電，被試閥處于卸壓過程，這樣得到一種情況的壓力變化圖。再使電磁閥5通電，被試閥處于調(diào)定壓力狀態(tài)下，將電磁閥8通電，使閥7處于卸壓過</p><p>　　程，緊接著電磁閥8斷電，閥7處于升壓過程，得到另一種情況的壓力變化圖。如圖3-5所示：</p><p>　　圖3-3卸荷壓力測(cè)試圖</p>&

57、lt;p>　　圖3-4壓力損失實(shí)驗(yàn)圖</p><p>　　圖3-5溢流閥動(dòng)態(tài)性能實(shí)驗(yàn)圖</p><p><b>　　6、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析</b></p><p>　?。?）溢流閥靜態(tài)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析</p><p>　　1）調(diào)壓范圍、壓力穩(wěn)定性、卸荷壓力和壓力損失，見表3-6。</p><p>　　

58、可以看出，隨著壓力的增大，壓力振擺的幅度不斷增大，從0.08，0.09，0.12到0.18。壓力偏移大概在0.3左右，最初壓力比較大，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，壓力逐漸趨于穩(wěn)定，并有稍微降低變化。壓力損失要大于卸荷壓力，可能是由于先導(dǎo)式溢流閥先導(dǎo)閥彈簧的預(yù)緊力造成的。壓力穩(wěn)定性指標(biāo)是控制溢流閥在某調(diào)定壓力下長(zhǎng)期工作時(shí)，它的壓力不發(fā)生不規(guī)則變化的極限值。這種不規(guī)則變化與下列因素有關(guān)：閥芯結(jié)構(gòu)、阻尼大小、加工精度、油液品質(zhì)、油溫變化等等。</p

59、><p>　　2）啟閉特性，如圖3-7為8Mpa時(shí)的啟閉特性圖。</p><p>　　圖3-7溢流閥啟閉特性圖</p><p>　　實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表3-8所示。</p><p>　　可以得出，壓力較低時(shí)溢流閥的啟閉特性較差，隨著壓力增大啟閉特性越來越好。</p><p>　?。? ）溢流閥動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析</p>

60、<p>　　可以得到壓力超調(diào)率大概是2%。卸荷時(shí)間、壓力回升時(shí)間和壓力超調(diào)量越短越好，否則會(huì)影響系統(tǒng)的工作性能。溢流閥的動(dòng)態(tài)性能與閥的結(jié)構(gòu)尺寸、彈簧、阻尼孔以及壓力、流量等參數(shù)有關(guān)，也同系統(tǒng)中的液體性質(zhì)、流動(dòng)狀態(tài)、管路特性、元件泄露等有關(guān)。</p><p><b>　　結(jié) 語</b></p><p>　　溢流閥的特性分為靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性。</p&

61、gt;<p>　　溢流閥的靜態(tài)特性有四個(gè)指標(biāo)：壓力和流量的調(diào)節(jié)范圍、工作穩(wěn)定性、卸荷壓力、啟閉特性。</p><p>　　動(dòng)態(tài)特性性能指標(biāo)包括：卸荷時(shí)間、壓力回升時(shí)間、壓力穩(wěn)定性等。</p><p>　　卸荷時(shí)間：卸荷信號(hào)發(fā)出后，溢流閥從額定壓力降至卸荷壓力所需的時(shí)間。一般卸荷時(shí)間為0.03—0.09秒。壓力回升時(shí)間：停止卸荷信號(hào)發(fā)出后，溢流閥從卸荷壓力回升到額定壓力所需的時(shí)

62、間為0.5—1秒。</p><p>　　壓力穩(wěn)定性：當(dāng)溢流閥作為定壓閥使用時(shí)，由于泵的壓力波動(dòng)及負(fù)載波動(dòng)，溢流閥所控制的壓力并不能維持不變，而是隨著外界干擾而在調(diào)定壓力附近相應(yīng)波動(dòng)，此稱壓力擺。振擺大的溢流閥壓力穩(wěn)定性差，反之為好。一般壓力振擺限制在小于（1—2）10兆帕。</p><p>　　通過本次設(shè)計(jì)，讓我更深的領(lǐng)會(huì)到不論做什么事不僅要有自己獨(dú)特的想象力和大膽的創(chuàng)新精神，而且一定要一

63、絲不茍并且要有條不紊，實(shí)際上任何的設(shè)計(jì)都不是一蹴而就的，往往要經(jīng)過多次的修改。積極聽取輔導(dǎo)老師和同學(xué)的寶貴意見，這也很重要的，這樣既能設(shè)計(jì)出完美的物品，還能真正體會(huì)到設(shè)計(jì)過程中的樂趣和設(shè)計(jì)完成后的成就感。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]. 雷天覺.新編液壓工程手冊(cè). 北京：北京理工大學(xué)出版社，1998.12</p>

64、<p>　　[2]. 章宏甲，黃誼.液壓傳動(dòng). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.9</p><p>　　[3]. 張利平. 現(xiàn)代液壓技術(shù)應(yīng)用220例. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.8</p><p>　　[4]. 張利平. 液壓閥原理、使用與維護(hù). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.4</p><p>　　[5]. 劉延俊. 液壓元件使用指南. 北京

65、：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.10</p><p>　　[6]. 吳良寶，倪善生. 液壓測(cè)試技術(shù). 上海：上海交通大學(xué)出版社，1995.6</p><p>　　[7]. 陸望龍. 實(shí)用液壓機(jī)械故障排除與修理大全. 長(zhǎng)沙：湖南科學(xué)技術(shù)出版社.1999.8</p><p>　　[8]. 王子延. 熱能與動(dòng)力工程測(cè)試技術(shù). 西安：西安交通大學(xué)出版社.1998.10</

66、p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　首先感謝學(xué)校為我們創(chuàng)造這么好的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，使我們?cè)诩磳厴I(yè)時(shí)又上了生動(dòng)的一課。讓我們又學(xué)到了不少有用的知識(shí)，為以后的工作打下了良好的基礎(chǔ)。</p><p>　　其次感謝我的指導(dǎo)老師**老師，她總是在百忙之中抽出時(shí)間來指導(dǎo)我們是學(xué)習(xí)，并詢問我們的進(jìn)展情況，多次到實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)講解如何學(xué)習(xí)分析。還

67、有其他老師，雖然不是我們的指導(dǎo)老師，但是幾次在實(shí)驗(yàn)室?guī)臀覀兘獯鹨蓡枴?lt;/p><p>　　借此，感謝三年來在**所有教導(dǎo)過我的老師，沒有您的辛勤教誨，就不會(huì)我的今天的成長(zhǎng)，他們孜孜不倦的教誨，不但讓我學(xué)到了很多的理論知識(shí)，而且更重要的是讓我懂得了怎樣做一名優(yōu)秀的大學(xué)生，在此表示深深的感謝。</p><p><b>　　目錄</b></p><p&g

68、t;<b>　　引1</b></p><p><b>　　正文2</b></p><p>　　一、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的起源和發(fā)展2</p><p>　　二、 溢流閥簡(jiǎn)介3</p><p><b>　　1、用途及分類3</b></p><p>　　2、

69、工作原理及圖形符號(hào)4</p><p>　　3、溢流閥的性能7</p><p><b>　　4、應(yīng)用場(chǎng)合8</b></p><p><b>　　5、 注意事項(xiàng)9</b></p><p>　　三、 實(shí)驗(yàn)方案擬定與測(cè)試10</p><p>　　1、 實(shí)驗(yàn)方案10<

70、/p><p>　　2 、溢流閥動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)方案11</p><p>　　3、 實(shí)驗(yàn)步驟12</p><p>　　4、溢流閥靜態(tài)特性實(shí)驗(yàn)13</p><p>　　5、溢流閥動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)13</p><p>　　6、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析15</p><p><b>　　結(jié) 語18<

71、/b></p><p><b>　　致 謝19</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)20</b></p><p><b>　　青島濱海學(xué)院</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)閱、評(píng)審意見表</p><p>　　?！　I(yè)：　機(jī)電一體