畢業(yè)論文---風(fēng)力發(fā)電機組液壓、潤滑、制動系統(tǒng)

1、<p><b>　　畢業(yè)論文</b></p><p>　　論文題目：風(fēng)力發(fā)電機組液壓、潤滑、制動系統(tǒng)</p><p><b>　　—閥</b></p><p>　　學(xué)　　　　號：_________________________</p><p>　　作　 　者：___________

2、______________</p><p>　　專 業(yè) 名 稱：_________________________</p><p><b>　　2013年04月日</b></p><p><b>　　摘　　要</b></p><p>　　本次畢業(yè)論文是液壓控制閥的理論研究，重點對溢流閥、減壓閥及

3、順序閥的工作原理、結(jié)構(gòu)特點、型號說明、應(yīng)用情況進行闡述，以及結(jié)合CAD 技術(shù)對液壓閥的講述，重點是對溢流閥的優(yōu)化講述，使溢流閥的靜、動態(tài)性能得到了明顯的改善,取得了顯著的經(jīng)濟效益。本設(shè)計繪制了溢流閥的二維圖紙，方便于進行討論研究。</p><p>　　關(guān)鍵詞：溢流閥 ；減壓閥；順序閥 ；優(yōu)化設(shè)計</p><p><b>　　目錄</b></p><

4、p><b>　　摘　　要1</b></p><p>　　第一章 液壓技術(shù)的發(fā)展歷史3</p><p>　　1.1 我國液壓閥技術(shù)的發(fā)展概況4</p><p>　　第二章 壓力控制閥的調(diào)壓原理與分類5</p><p>　　2.1 壓力控制閥的調(diào)壓原理5</p><p><b&g

5、t;　　2.2壓力可調(diào)5</b></p><p>　　2.3壓力負(fù)反饋7</p><p>　　2.4 壓力控制閥的分類7</p><p>　　2.5 我國引進的德國力士樂公司壓力閥系列7</p><p>　　Rexroth力士樂比例閥8</p><p><b>　　第三章 溢流閥9&l

6、t;/b></p><p>　　3.1 溢流閥的結(jié)構(gòu)和工作原理9</p><p>　　3.2 直動型溢流閥9</p><p>　　3.3先導(dǎo)型溢流閥12</p><p>　　3.4 溢流閥的基本應(yīng)用17</p><p>　　第四章 減壓閥18</p><p>　　4.1 減壓閥和

7、結(jié)構(gòu)及工作原理18</p><p>　　4.2 先導(dǎo)級由減壓出口供油的減壓閥19</p><p>　　4.3先導(dǎo)級由減壓進口供油的減壓閥21</p><p>　　4.4 減壓閥的主要性能及基本應(yīng)用22</p><p>　　第五章 順序閥23</p><p>　　5.1 順序閥的結(jié)構(gòu)和工作原理23</p

8、><p>　　5.2 直動型順序閥23</p><p>　　5.3先導(dǎo)型順序閥24</p><p>　　5.4調(diào)壓回路。26</p><p>　　5.5單級調(diào)壓回路26</p><p>　　5.6 雙向調(diào)壓回路27</p><p>　　5.7 減壓回路28</p><

9、p><b>　　結(jié)論29</b></p><p><b>　　參考文獻30</b></p><p>　　第一章 液壓技術(shù)的發(fā)展歷史</p><p>　　液壓傳動和氣壓傳動稱為流體傳動，是根據(jù)17世紀(jì)帕斯卡提出的液體靜壓力傳動原理而發(fā)展起來的一門新興技術(shù)，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣為應(yīng)用的一門技術(shù)。如今，流體傳動技術(shù)水平的高

10、低已成為一個國家工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。 1795年英國約瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749-1814)，在倫敦用水作為工作介質(zhì),以水壓機的形式將其應(yīng)用于工業(yè)上，誕生了世界上第一臺水壓機。1905年將工作介質(zhì)水改為油，又進一步得到改善。 第一次世界大戰(zhàn)(1914-1918)后液壓傳動廣泛應(yīng)用，特別是1920年以后，發(fā)展更為迅速。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

11、正規(guī)的工業(yè)生產(chǎn)階段。1925 年維克斯發(fā)明了壓力平衡式葉片泵，為近代液壓元件工業(yè)或液壓傳動 的逐步建立奠定了基礎(chǔ)。20 世紀(jì)初康斯坦丁·尼斯克對能量波動傳遞所進行的理論及實際研究;1910年對液力傳動(液力聯(lián)軸節(jié)、液力變矩器等)方面的貢獻，使這兩方面領(lǐng)域得到了發(fā)展。 第二次世界大戰(zhàn)(1941-1945)期間，在美國機床中有30%應(yīng)用了液壓傳動。應(yīng)該指出，日本液壓傳動的發(fā)展較歐美等國家晚了近 2</p>

12、<p>　　1.1 我國液壓閥技術(shù)的發(fā)展概況</p><p>　　我國的液壓工業(yè)開始于20世紀(jì)50年代，最初只應(yīng)用于機床和鍛壓設(shè)備上，后來又用于拖拉機和工程機械?，F(xiàn)在，我國的液壓元件隨著從國外引進一些液壓元件、生產(chǎn)技術(shù)以及進行自行設(shè)計，現(xiàn)已形成了系列，并在各種機械設(shè)備上得到了廣泛的使用。盡管如此，我國的液壓元件與國外先進的同類產(chǎn)品相比，在性能上，在種類上、在規(guī)格上仍存在著較大的差距。</p>

13、;<p>　　液壓傳動有許多突出的優(yōu)點，因此它的應(yīng)用非常廣泛，如一般工業(yè)用的塑料加工機械、壓力機械、機床等；行走機械中的工程機械、建筑機械、農(nóng)業(yè)機械、汽車等；鋼鐵工業(yè)用的冶金機械、提升裝置、軋輥調(diào)整裝置等；土木水利工程用的防洪閘門及堤壩裝置、河床升降裝置、橋梁操縱機構(gòu)等；發(fā)電廠渦輪機調(diào)速裝置、核發(fā)電廠等等；船舶用的甲板起重機械、船頭門、艙壁閥、船尾推進器等；特殊技術(shù)用的巨型天線控制裝置、測量浮標(biāo)、升降旋轉(zhuǎn)舞臺等；軍事工業(yè)用

14、的火炮操縱裝置、船舶減搖裝置、飛行器仿真、飛機起落架的收放裝置和方向舵控制裝置等。</p><p>　　我國已瞄準(zhǔn)世界發(fā)展主流的液壓元件系列型譜，有計劃地引進、消化、吸收國外最先進的液壓技術(shù)和產(chǎn)品，大力開展產(chǎn)品國產(chǎn)化工作。我國的液壓技術(shù)在21世紀(jì)必將獲得更快的發(fā)展。</p><p>　　第二章 壓力控制閥的調(diào)壓原理與分類</p><p>　　2.1 壓力控制閥的調(diào)壓

15、原理</p><p>　　在壓力閥控制壓力的過程中，需要解決壓力可調(diào)和壓力反饋兩個方面的問題。</p><p><b>　　2.2壓力可調(diào)</b></p><p>　　調(diào)壓是指以負(fù)載為對象，通過調(diào)節(jié)控制閥口（或調(diào)節(jié)油泵的變量機構(gòu)）的大小，使系統(tǒng)輸給負(fù)載的壓力大小可調(diào)。調(diào)壓方式主要有以下三種：</p><p>　?。?）流

16、量型油源并聯(lián)溢流式調(diào)壓</p><p>　　定量泵Q0是一種流量源（近似為恒流源），液壓負(fù)載可以用一個帶外部擾動的液壓阻抗Z來描述，負(fù)載壓力pL與負(fù)載流量QL之間的關(guān)系為</p><p><b>　　pL=QLZ</b></p><p>　　顯然，只有改變負(fù)載流量QL的大小才能調(diào)節(jié)負(fù)載壓力pL。用定量泵向負(fù)載供油時，如果將控制閥口Rx串聯(lián)在油泵

17、和負(fù)載之間，則無論閥口Rx是增大還是減少，都無法改變負(fù)載流量QL的大小，因此也就無法調(diào)節(jié)負(fù)載壓力pL。只有將控制閥口Rx與負(fù)載Z并聯(lián)，通過閥口的溢流（分流）作用，才能使負(fù)載流量QL發(fā)生變化，最終達到調(diào)節(jié)負(fù)載壓力之目的。這種流量型油源并聯(lián)溢流式調(diào)壓回路如圖2-1(a)所示。</p><p>　?。?）壓力型油源串聯(lián)減壓式調(diào)壓</p><p>　　圖2-1 不同油源的調(diào)壓方式</p&

18、gt;<p>　　(a)流量型油源并聯(lián)溢流式調(diào)壓 (b)壓力型油源串聯(lián)減壓式調(diào)壓</p><p>　　如果油源換成恒壓源ps（例如用恒壓泵供油），并聯(lián)式調(diào)節(jié)不能改變負(fù)載壓力。這時可將控制閥口Rx串聯(lián)在壓力源ps和負(fù)載Z之間，通過閥口的減壓作用即可調(diào)節(jié)負(fù)載壓力pL：</p><p>　　pL=pS/（RX+Z）</p><p>　　式中：ΔpR—控

19、制閥口RX上的壓差。</p><p>　　壓力型油源串聯(lián)減壓式調(diào)壓回路如圖2-1(b)所示。</p><p><b>　　2.3壓力負(fù)反饋 </b></p><p>　　壓力的大小能夠調(diào)節(jié)，并不等于能夠穩(wěn)壓。當(dāng)負(fù)載因擾動而發(fā)生變化時，負(fù)載壓力會隨之變化。壓力的穩(wěn)定必須通過壓力負(fù)反饋[4]來實現(xiàn)。</p><p>　　壓力

20、負(fù)反饋控制的核心是要構(gòu)造一個壓力比較器。壓力比較器一般是一個減法器，將代表期望壓力大小的指令信號與代表實際受控壓力大小的壓力測量信號相減后，使其差值轉(zhuǎn)化為閥口液阻的控制量，并通過閥口的調(diào)節(jié)使期望壓力與受控壓力之間的誤差趨于減小，這就是簡單的壓力負(fù)反饋過程。</p><p>　　2.4 壓力控制閥的分類</p><p>　　壓力控制閥分為溢流閥、減壓閥、順序閥和壓力繼電器</p>

21、<p>　　2.5 我國引進的德國力士樂公司壓力閥系列</p><p>　　Rexroth力士樂壓力閥</p><p>　　溢流閥：DBD，ZDB，Z2DB，DB-4X/W65，DBW-4X/W65，DB-5X，DBW-5X，減壓閥：DR6DP，DR10DP，ZDR，DR-4X，DR-5X，DR10K，</p><p><b>　　流量控制

22、閥：</b></p><p>　　2FRM，2通流量控制閥，（插裝閥），通徑6。2FRM，2通流量控制閥。Z2FRM，流量控制閥（疊加板閥）</p><p>　　Rexroth力士樂比例閥</p><p>　　比例換向閥：4WRA，KKDSR1，4WRE，4WRZ，4WRH，5WRZ，5WRH，4WRK。</p><p>　　比例

23、壓力閥：比例溢流閥：DBE，ZDBE，DBEP，DBET，KBPS.9，DBETR。</p><p>　　比例減壓閥：DRE，ZDRE，3DREP，3DRE。</p><p>　　Rexroth力士樂伺服閥 </p><p>　　伺服換向閥：4WS2E，4WSE2E，4WSE3E。</p><p>　　控制換向閥：4WRS，4WRSEH，4W

24、RG，4WRD，4WRT。</p><p><b>　　第三章 溢流閥</b></p><p>　　3.1 溢流閥的結(jié)構(gòu)和工作原理</p><p>　　根據(jù)“并聯(lián)溢流式壓力負(fù)反饋”原理設(shè)計而成的液壓閥稱為溢流閥。溢流閥的主要用途有以下兩點：1）調(diào)壓和穩(wěn)壓。如用在由定量泵[5]構(gòu)成的液壓源中，用以調(diào)節(jié)泵的出口壓力，保持該壓力恒定。2）限壓。如用作

25、安全閥，當(dāng)系統(tǒng)正常工作時，溢流閥處于關(guān)閉狀態(tài)，僅在系統(tǒng)壓力大于其調(diào)定壓力時才開啟溢流，對系統(tǒng)起過載保護作用。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，溢流閥可分為直動型和先導(dǎo)型兩類。</p><p>　　3.2 直動型溢流閥</p><p>　　直動式溢流閥是作用在閥芯上的主油路液壓力與調(diào)壓彈簧力直接相平衡的溢流閥。如圖3-1所示，直動型溢流閥因閥口和測壓面結(jié)構(gòu)型式不同，形成了三種基本結(jié)構(gòu)：圖3-1(a)所示閥采用滑

26、閥式溢流口，端面測壓方式；圖3-1(b)所示閥采用錐閥式溢流口，同樣采用端面測壓方式；圖3-1(c)所示閥采用錐閥式溢流口，錐面測壓方式，測壓面和閥口的節(jié)流邊均用錐面充當(dāng)。但無論何種結(jié)構(gòu)，直動型溢流閥均是由調(diào)壓彈簧和調(diào)壓手柄、溢流閥口、測壓面等三個部分構(gòu)成。</p><p>　　錐閥式直動型溢流閥的結(jié)構(gòu)如圖3-2所示。閥芯在彈簧的作用下壓在閥座上，閥體上開有進出油口P和T，油液壓力從進油口P作用在閥芯上。當(dāng)液壓作

27、用力低于調(diào)壓彈簧力時，閥口關(guān)閉，閥芯在彈簧力的作用下壓緊在閥座上，溢流口無液體溢出；當(dāng)液壓作用力超過彈簧力時，閥芯開啟，液體從溢流口T流回油箱，彈簧力隨著開口量的增大而增大，直至與液壓作用力相平衡。調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)壓力，便可調(diào)整溢流壓力。</p><p>　　當(dāng)閥芯重力、摩擦力和液動力忽略不計，令指令力（彈簧調(diào)定力）F調(diào)S=KSxS0 時，直動式溢流閥在穩(wěn)態(tài)下的力平衡方程為</p><p>

28、　　圖3-1 直動型溢流閥結(jié)構(gòu)原理圖</p><p>　　(a)滑閥節(jié)流口，端面測壓；(b)錐閥節(jié)流口，端面測壓；</p><p>　　(c)錐閥節(jié)流口，錐面測壓</p><p>　　圖3-2 錐閥式直動型溢流閥</p><p>　　ΔF=F指pA=Kx 　 (3.1)</p><

29、;p>　　即 p=K(x0+x)/A≈Kx0/A（常數(shù)）(3.2)</p><p>　　式中：p（或pL）—進口壓力即系統(tǒng)壓力（Pa）；F指—指令信號，即彈簧預(yù)壓力（N）；ΔF指—控制誤差，即閥芯上的合力（N）；A—閥芯的有效承壓面積（m2）；K——彈簧剛度（N／m）；x0——彈簧預(yù)壓縮量（m）；x——閥開口量（m）。</p><p>　　由式(6.1)可以看出，只要在設(shè)計時保

30、證 x<<x0，即可使p=K(x0+x)/A≈Kx0/A =常數(shù)。這就表明，當(dāng)溢流量變化時，直動式溢流閥的進口壓力是近于恒定的。</p><p>　　直動型溢流閥結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，但因壓力直接與調(diào)壓彈簧力平衡，不適于在高壓、大流量下工作。在高壓、大流量條件下，直動型溢流閥的閥芯摩擦力和液動力很大，不能忽略，故定壓精度低，恒壓特性不好。</p><p><b>　　3

31、.3先導(dǎo)型溢流閥</b></p><p>　　先導(dǎo)型溢流閥有多種結(jié)構(gòu)。圖3-3所示是一種典型的三節(jié)同心結(jié)構(gòu)先導(dǎo)型溢流閥，它由先導(dǎo)閥和主閥[6]兩部分組成。該閥原理如圖3-4所示。圖中，錐式先導(dǎo)閥1、主閥芯上的阻尼孔（固定節(jié)流孔）5及調(diào)壓彈簧9一起構(gòu)成先導(dǎo)級半橋分壓式壓力負(fù)反饋控制，負(fù)責(zé)向主閥芯6的上腔提供經(jīng)過先導(dǎo)閥穩(wěn)壓后的主級指令壓力P2。主閥芯[7]是主控回路的比較器，上端面作用有主閥芯的指令力P2

32、A2，下端面作為主回路的測壓面，作用有反饋力P1A1，其合力可驅(qū)動閥芯，調(diào)節(jié)溢流口的大小，最后達到對進口壓力P1進行調(diào)壓和穩(wěn)壓的目的。</p><p>　　圖3-3 YF型三節(jié)同心先導(dǎo)型溢流閥結(jié)構(gòu)圖(管式)</p><p>　　錐閥 (先導(dǎo)閥)；2—錐閥座；3—閥蓋；4—閥體；5—阻尼孔；6—主閥芯；7—主閥座； </p><p>　　8—主閥彈簧

33、；9—調(diào)壓(先導(dǎo)閥)彈簧</p><p>　　工作時，液壓力同時作用于主閥芯及先導(dǎo)閥芯的測壓面上。當(dāng)先導(dǎo)閥1未打開時，閥腔中油液沒有流動，作用在主閥芯6上下兩個方向的壓力相等，但因上端面的有效受壓面積A2大于下端面的有效受壓面積A1，主閥芯在合力的作用下處于最下端位置，閥口關(guān)閉。當(dāng)進油壓力增大到使先導(dǎo)閥打開時，液流通過主閥芯上的阻尼孔5、先導(dǎo)閥1流回油箱。由于阻尼孔的阻尼作用，使主閥芯6所受到的上下兩個方向的液壓

34、力不相等，主閥芯在壓差的作用下上移，打開閥口，實現(xiàn)溢流，并維持壓力基本穩(wěn)定。調(diào)節(jié)先導(dǎo)閥的調(diào)壓彈簧9，便可調(diào)整溢流壓力[9]。</p><p>　　根據(jù)先導(dǎo)型溢流閥的原理圖6.10，當(dāng)閥芯重力、摩擦力和液動力忽略不計，令導(dǎo)閥的指令力F指=KSxS0 時，導(dǎo)閥芯在穩(wěn)態(tài)狀況下的力平衡方程為</p><p>　　ΔFS=F指p2AS= KSxS (3

35、.3)</p><p>　　即 p2=KS(xS0+xS)/AS (3.4)</p><p>　　因?qū)чy的流量極小，僅為主閥流量的1﹪左右，導(dǎo)閥開口量xS很小，因此有</p><p>　　x2≈KSxS0/AS（常數(shù)） (3.5)</p><p

36、>　　式中：p2-—先導(dǎo)級的輸出壓力(Pilot Output Pressure)，即主級的指令壓力（Pa）；F指——先導(dǎo)級的指令信號，即導(dǎo)閥的彈簧預(yù)壓力（N）；ΔFS——先導(dǎo)級的控制誤差，即導(dǎo)閥芯上的合力（N）；AS——導(dǎo)閥芯的有效承壓面積（m2）；KS——導(dǎo)閥調(diào)壓彈簧剛度（N／m）；xS0——導(dǎo)閥彈簧預(yù)壓縮量（m）；xS——導(dǎo)閥閥開口量（m）。</p><p>　　圖3-4 三節(jié)同心先導(dǎo)型溢流閥原理圖&

37、lt;/p><p>　　由式(3.5)可以看出，只要在設(shè)計時保證xS<<xS0，即可使先導(dǎo)級向主級輸出的壓力p2=KS(xS0+xS)/AS≈KSxS0/AS =常數(shù)。因此，先導(dǎo)級可以對主級的指令壓力p2進行調(diào)壓和穩(wěn)壓。</p><p>　　在主閥中，當(dāng)主閥芯重力、摩擦力和液動力忽略不計，令主閥的指令力F調(diào)=p2A2，主閥芯在穩(wěn)態(tài)狀況下的力平衡方程為</p><

38、p><b>　　ΔF=F調(diào)p1A1</b></p><p>　　=p2A2p1A1=K(x0+x) (3.6)</p><p>　　因主閥芯彈簧不起調(diào)壓彈簧作用，因此彈簧極軟，彈簧力基本為零，即</p><p>　　ΔF=K(x0+x)≈0</p><p>　　故有

39、p1≈F調(diào)/A1=p2A2/A1</p><p>　　代入（3.5）式后，得</p><p>　　P1=（KSxS0/AS）A2/A1</p><p>　　=（F指/AS）A2/A1（常數(shù)） (3.7)</p><p>　　式中：p1—進口壓力即系統(tǒng)壓力（Pa）；A1—主閥芯下端面的有效承壓面積（m2）；

40、A2—主閥芯上端面的有效承壓面積（m2）；K——主閥彈簧剛度（N／m）；x0——主閥彈簧預(yù)壓縮量（m）；x——主閥閥開口量（m）；F調(diào)——主級的指令信號，即主閥芯上端面有效承壓面積上所承受的液壓力（N）；ΔF——主級的控制誤差，即主閥芯上的合力（N）。</p><p>　　由式（3.7）可以看出，只要在設(shè)計時保證主閥彈簧很軟，且主閥芯的測壓面積A1、A2較大，摩擦力和液動力相對于液壓驅(qū)動力可以忽略不計，即可使系統(tǒng)

41、壓力p1≈（KSxS0/AS）A2/A1 =常數(shù)。先導(dǎo)型溢流閥在溢流量發(fā)生大幅度變化時，被控壓力p1只有很小的變化，即定壓精度高。此外，由于先導(dǎo)閥的溢流量僅為主閥額定流量的1％左右，因此先導(dǎo)閥閥座孔的面積和開口量、調(diào)壓彈簧剛度[10]都不必很大。所以，先導(dǎo)型溢流閥廣泛用于高壓、大流量場合。</p><p>　　從圖3-4可以看出，導(dǎo)閥體上有一個遠(yuǎn)程控制口K，當(dāng)K口通過二位二通閥接油箱時，先導(dǎo)級的控制壓力p2≈0；

42、主閥芯在很小的液壓力（基本為零）作用下便可向上移動，打開閥口，實現(xiàn)溢流，這時系統(tǒng)稱為卸荷。若K口接另一個遠(yuǎn)離主閥的先導(dǎo)壓力閥(此閥的調(diào)節(jié)壓力應(yīng)小于主閥中先導(dǎo)閥的調(diào)節(jié)壓力)的入口連接，可實現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)壓。</p><p>　　3.4 溢流閥的基本應(yīng)用</p><p>　　溢流閥旁接在泵的出口，用來保證系統(tǒng)壓力恒定，起調(diào)壓溢流作用，稱為定壓閥。溢流閥旁接在泵的出口，用來限制系統(tǒng)壓力的最大值，對系統(tǒng)

43、起保護作用，稱為安全閥。先導(dǎo)式溢流閥外控口接油箱時，還可以在執(zhí)行機構(gòu)不工作時使泵卸載，稱為卸荷閥。溢流閥接回油路，使油缸形成背壓，稱為背壓閥</p><p><b>　　第四章 減壓閥</b></p><p>　　4.1 減壓閥和結(jié)構(gòu)及工作原理</p><p>　　根據(jù)“串聯(lián)減壓式壓力負(fù)反饋”原理設(shè)計而成的液壓閥稱為減壓閥。減壓閥主要用于降低并

44、穩(wěn)定系統(tǒng)中某一支路的油液壓力，常用于夾緊、控制、潤滑等油路中。</p><p>　　圖4-1 先導(dǎo)級由減壓出口供油的先導(dǎo)式減壓閥</p><p>　　減壓閥的特征是：閥與負(fù)載相串聯(lián)，調(diào)壓彈簧腔有外接泄油口，采用出口壓力負(fù)反饋。</p><p>　　減壓閥也有直動型和先導(dǎo)型之分，直動型減壓閥的工作原理如圖6.4所示，但直動型減壓閥較少單獨使用。在先導(dǎo)型減壓閥中，根據(jù)

45、先導(dǎo)級供油[12]的引入方式不同，有“先導(dǎo)級由減壓出口供油式”和“先導(dǎo)級由減壓進口供油式”兩種結(jié)構(gòu)形式。</p><p>　　4.2 先導(dǎo)級由減壓出口供油的減壓閥 </p><p>　　先導(dǎo)級由減壓出口供油的減壓閥如圖6.16所示，由先導(dǎo)閥和主閥兩部分組成。該閥的原理如圖4-2所示。</p><p>　　圖中，壓力油由閥的進油口p1流入，經(jīng)主閥減壓口 f減壓后由出口

46、p2流出。錐式先導(dǎo)閥、主閥芯上的阻尼孔（固定節(jié)流孔e）及先導(dǎo)閥的調(diào)壓彈簧一起構(gòu)成先導(dǎo)級半橋分壓式壓力負(fù)反饋控制，負(fù)責(zé)向滑閥式主閥芯的上腔提供經(jīng)過先導(dǎo)閥穩(wěn)壓后的主級指令壓力p3。主閥芯是主控回路的比較器，端面有效面積為A，上端面作用有主閥芯的指令力（即液壓力p3A與主閥彈簧力預(yù)壓力K y0之和），下端面作為主回路的測壓面，作用有反饋力p2A，其合力可驅(qū)動閥芯，并調(diào)節(jié)減壓口f的大小，最后達到對出口壓力p2進行減壓和穩(wěn)壓的目的。</p&

47、gt;<p>　　由圖可見，出口壓力油經(jīng)閥體與下端蓋的通道流至主閥芯的下腔，再經(jīng)主閥芯上的阻尼孔e流到主閥芯的上腔，最后經(jīng)導(dǎo)閥閥口及泄油口L流回油箱。因此先導(dǎo)級的進口（即阻尼孔e的進口）壓力油引自減壓閥的出口p2，故稱為先導(dǎo)級由減壓出口供油的減壓閥。</p><p>　　圖4-2 先導(dǎo)級由減壓出口供油的先導(dǎo)式減壓閥原理圖</p><p>　　工作時，若出口壓力p2低于先導(dǎo)閥的

48、調(diào)定壓力，先導(dǎo)閥芯關(guān)閉，主閥芯上、下兩腔壓力相等，主閥芯在彈簧作用下處于最下端，減壓口開度f為最大，閥不起減壓作用，p2≈p1。當(dāng)出口壓力達到先導(dǎo)閥調(diào)定壓力[13]時，先導(dǎo)閥閥口打開，主閥彈簧腔的油液便由外泄口L流回油箱，由于油液在主閥芯阻尼孔內(nèi)流動，使主閥芯兩端產(chǎn)生壓力差，主閥芯在壓差作用下，克服彈簧力抬起，減壓閥口f減小，壓降增大，使出口壓力下降到調(diào)定的壓力值。此時，如果忽略液動力、摩擦力，則先導(dǎo)閥和主閥的力平衡方程式為：</

49、p><p>　　ΔF=(p3A+Ky0)p2A=Ky</p><p>　　p3AS=KS(x0+x)≈KSx0（常數(shù)）</p><p>　　式中，A、AS分別為主閥和先導(dǎo)閥有效作用面積；K、KS分別為主閥和先導(dǎo)閥彈簧剛度；x0、x分別為先導(dǎo)閥彈簧預(yù)壓縮量和先導(dǎo)閥開口量；y0、y分別為主閥彈簧預(yù)壓縮量、主閥調(diào)節(jié)位移。</p><p>　　聯(lián)立上兩式

50、后，p2可寫成</p><p>　　p2≈(KSx0/AS+K(y0y))/A≈(KSx0/AS+Ky0)/A</p><p>　　由上式可以看出，只要在設(shè)計時保證主閥彈簧較軟，Ky可以忽略，且主閥芯的測壓面積A較大，摩擦力和液動力相對于液壓驅(qū)動力可以忽略不計，即可使減壓閥出口壓力基本恒定。</p><p>　　應(yīng)當(dāng)指出，當(dāng)減壓閥出口處的油液不流動時，此時仍有少量油

51、液通過減壓閥口經(jīng)先導(dǎo)閥和外泄口L流回油箱，閥處于工作狀態(tài)，閥出口壓力基本上保持在調(diào)定值上。</p><p>　　4.3先導(dǎo)級由減壓進口供油的減壓閥 </p><p>　　先導(dǎo)級供油既可從減壓閥口的出口p2引入，也可從減壓閥口的進口p1引入，各有其特點。</p><p>　　先導(dǎo)級供油從減壓閥的出口引入時，該供油壓力p2是經(jīng)減壓閥穩(wěn)壓后的壓力，波動不大，有利于提高先導(dǎo)

52、級的控制精度，但導(dǎo)致先導(dǎo)級的輸出壓力（主閥上腔壓力）p3始終低于主閥下腔壓力p2，若減壓閥主閥芯上下有效面積相等，為使主閥芯平衡，不得不加大主閥芯的彈簧剛度，這又會使得主級的控制精度降低。</p><p>　　先導(dǎo)級供油從減壓閥的進口p1引入時(見圖6.18)，其優(yōu)點是先導(dǎo)級的供油壓力較高，先導(dǎo)級的輸出壓力（主閥上腔壓力）p3也可以較高，故不需要加大主閥芯的彈簧剛度即可使主閥芯平衡，主級的控制精度可能較高。但減壓

53、閥進口壓力p1未經(jīng)穩(wěn)壓，壓力波動可能較大，又不利于先導(dǎo)級的控制。為了減小p1波動可能帶來的不利影響，保證先導(dǎo)級的控制精度，可以在先導(dǎo)級進口處用一個小型“恒流器”代替原固定節(jié)流孔，通過“恒流器”的調(diào)節(jié)作用使先導(dǎo)級的流量及導(dǎo)閥開口度近似恒定，結(jié)果使有利于提高主閥上腔壓力p3的穩(wěn)壓精度。</p><p>　　圖4-3所示就是一種先導(dǎo)級由減壓進口供油的減壓閥。該閥先導(dǎo)級進口處設(shè)有“控制油流量恒定器”6，它由一個固定節(jié)流孔

54、I和一個可變節(jié)流口Ⅱ串聯(lián)而成?？勺児?jié)流口借助于一個可以軸向移動的小活塞來改變通油孔N的過流面積，從而改變液阻。小活塞左端的固定節(jié)流孔，使小活塞兩端出現(xiàn)壓力差。小活塞在此壓力差和右端彈簧的共同作用下而處于某一平衡位置。</p><p>　　圖4-3 先導(dǎo)級由減壓進口供油的先導(dǎo)式減壓閥原理圖</p><p>　　如果由減壓閥進口引來的壓力油的壓力p1達到調(diào)壓彈簧8的調(diào)定值時，先導(dǎo)閥7開啟，液

55、流經(jīng)先導(dǎo)閥口流向油箱。這時，小活塞前的壓力為減壓閥進口壓力p1，其后的壓力為先導(dǎo)閥的控制壓力 (即主閥上腔壓力)p3，p3由調(diào)壓彈簧8調(diào)定。由于p3<p1，主閥芯在上、下腔壓力差的作用下克服主閥彈簧5的力向上抬起，減小主閥開口，起減壓作用，使主閥出口壓力降低為p2。因為主閥采用了對稱設(shè)置許多小孔的結(jié)構(gòu)作為主閥閥口，因此液動力為零。</p><p>　　4.4 減壓閥的主要性能及基本應(yīng)用</p>

56、<p>　　與先導(dǎo)型溢流閥比較：減壓閥是出口壓力控制，保證出口壓力為定值；溢流閥是進口壓力控制，保證進口壓力為定值。減壓閥閥口常開；溢流閥閥口常閉。減壓閥有單獨的泄油口；溢流閥彈簧腔的泄漏油經(jīng)閥體內(nèi)流道內(nèi)泄至出口。減壓閥與溢流閥一樣有遙控口。減壓閥用在液壓系統(tǒng)中獲得壓力低于系統(tǒng)壓力的二次油路上，如夾緊回路、潤滑回路和控制回路。必須說明，減壓閥出口壓力還與出口負(fù)載有關(guān)，若負(fù)載壓力低于調(diào)定壓力時，出口壓力由負(fù)載決定。</p

57、><p><b>　　第五章 順序閥</b></p><p>　　5.1 順序閥的結(jié)構(gòu)和工作原理</p><p>　　順序閥的作用是利用油液壓力作為控制信號控制油路通斷。順序閥也有直動型和先導(dǎo)型之分，根據(jù)控制壓力來源不同，它還有內(nèi)控式和外控式之分。通過改變控制方式、泄油方式以及二次油路的連接方式，順序閥還可用作背壓閥、卸荷閥和平衡閥等。</p

58、><p>　　5.2 直動型順序閥 </p><p>　　直動型順序閥如圖5-1所示，圖5-1（a）為實際結(jié)構(gòu)圖，圖5-1（c）為原理圖。直動式順序閥通常為滑閥結(jié)構(gòu)，其工作原理與直動式[14]溢流閥相似，均為進油口測壓，但順序閥為減小調(diào)壓彈簧剛度，還設(shè)置了斷面積比閥芯小的控制活塞A。</p><p>　　圖5-1 直動式順序閥</p><p>

59、　　(a)結(jié)構(gòu)圖；(b)內(nèi)控式直動型順序閥的符號；(c)原理圖</p><p>　　工作時，壓力油從進油口P1（兩個）進入，經(jīng)閥體上的孔道a和端蓋上的阻尼孔b流到控制活塞（測壓力面積為A）的底部，當(dāng)作用在控制活塞上的液壓力能克服閥芯上的彈簧力時，閥芯上移，油液便從p2流出。該閥稱為內(nèi)控式順序閥，其圖形符號如圖5-1 (b)所示。</p><p>　　必須指出，當(dāng)進油口一次油路壓力p1低于調(diào)

60、定壓力時，順序閥一直處于關(guān)閉狀態(tài)；一旦超過調(diào)定壓力，閥口便全開（溢流閥口則是微開），壓力油進入二次油路（出口p2），驅(qū)動另一個執(zhí)行元件。</p><p>　　5.3先導(dǎo)型順序閥 </p><p>　　如果在直動型順序閥在基礎(chǔ)上，將主閥芯上腔的調(diào)壓彈簧用半橋式先導(dǎo)調(diào)壓回路代替，且將先導(dǎo)閥調(diào)壓彈簧腔引至外泄口L，就可以構(gòu)成圖5-2所示先導(dǎo)式順序閥。這種先導(dǎo)式順序閥的原理與先導(dǎo)式溢流閥相似，所不

61、同的是二次油路即出口不接回油箱，泄漏油口L必須單獨接回油箱。但這種順序閥的缺點是外泄漏量過大。因先導(dǎo)閥是按順序壓力調(diào)整的，當(dāng)執(zhí)行元件達到順序動作后，壓力可能繼續(xù)升高，將先導(dǎo)閥口開得很大，導(dǎo)致大量流量從導(dǎo)閥處外泄。故在小流量液壓系統(tǒng)中不宜采用這種結(jié)構(gòu)。</p><p>　　圖5-2 外泄量較大的一種先導(dǎo)式順序閥</p><p>　　先導(dǎo)式順序閥符號；(b)結(jié)構(gòu)圖；(c)原理簡圖</p&

62、gt;<p>　　為減少導(dǎo)閥處的外泄量，可將導(dǎo)閥設(shè)計成滑閥式，令導(dǎo)閥的測壓面與導(dǎo)閥閥口的節(jié)流邊分離[見5-2（b）]。先導(dǎo)級設(shè)計為：</p><p>　　導(dǎo)閥的測壓面與主油路進口一次壓力p1相通，由先導(dǎo)閥的調(diào)壓彈簧直接與p1相比較；</p><p>　　導(dǎo)閥閥口回油接出口二次壓力p2，這樣可不致產(chǎn)生大量外泄流量；</p><p>　　導(dǎo)閥彈簧腔接外泄口

63、（外泄量極?。?，使導(dǎo)閥芯彈簧側(cè)不形成背壓；</p><p>　　先導(dǎo)級仍采用帶進油固定節(jié)流口的半橋回路[15]，固定節(jié)流口的進油壓力為p1，先導(dǎo)閥閥口仍然作為先導(dǎo)級的回油閥口，但回油壓力為p2。</p><p>　　把外控式順序閥的出油口接通油箱，且將外泄改為內(nèi)泄，即可構(gòu)成卸荷閥。</p><p>　　當(dāng)順序閥內(nèi)裝并聯(lián)的單向閥，可構(gòu)成單向順序閥。單向順序閥也有內(nèi)外控

64、之分。若將出油口接通油箱，且將外泄改為內(nèi)泄，即可作平衡閥用，使垂直放置的液壓缸不因自重而下落。</p><p><b>　　5.4調(diào)壓回路。</b></p><p>　　在定量泵系統(tǒng)中，液壓泵的供油壓力可以通過溢流閥來調(diào)節(jié)。在變量泵系統(tǒng)中，用溢流閥作安全閥用來限定系統(tǒng)的最高壓力，防止系統(tǒng)過載。當(dāng)系統(tǒng)中如需要兩種以上壓力時，則可采用多級調(diào)壓回路。</p>

65、<p>　　5.5單級調(diào)壓回路 </p><p>　　在圖5-3所示的定量泵系統(tǒng)中，節(jié)流閥可以調(diào)節(jié)進入液壓缸的流量，定量泵輸出的流量大于進入液壓缸的流量，而多余油液便從溢流閥流回油箱。調(diào)節(jié)溢流閥便可調(diào)節(jié)泵的供油壓力，溢流閥的調(diào)定壓力必須大于液壓缸最大工作壓力和油路上各種壓力損失的總和。為了便于調(diào)壓和觀察，溢流閥旁一般要就近安裝壓力表。</p><p>　　5.6 雙向調(diào)壓回路&l

66、t;/p><p>　　圖（a）中，當(dāng)換向閥在左位工作時，活塞為工作行程，泵出口壓力較高，由溢流閥1調(diào)定。當(dāng)換向閥在右位工作時，活塞作空行程返回，泵出口壓力較低，由溢流閥2調(diào)定。圖（b）所示回路在圖示位置時，閥2的出口被高壓油封閉，即閥1的遠(yuǎn)控口被堵塞，故泵壓由閥1調(diào)定為較高壓力。</p><p>　　圖5-3 單級調(diào)壓回路</p><p>　　圖5-4 雙向調(diào)壓回路&

67、lt;/p><p><b>　　5.7 減壓回路</b></p><p>　　壓系統(tǒng)中的定位、夾緊、控制油路等支路，工作中往往需要穩(wěn)定的低壓，為此，在該支路上需串接一個減壓閥[圖6.28(a)]。</p><p><b>　　圖5-5 減壓回路</b></p><p><b>　　結(jié)論<

68、/b></p><p>　　(1)基于CAD開發(fā)環(huán)境的液壓元件設(shè)計,簡便易行,可靠性高。</p><p>　　(2)使用單純形法,針對溢流閥進行成功的優(yōu)化設(shè)計,使溢流閥的靜、動態(tài)性能,得到了明顯改善。</p><p>　　(3)結(jié)合CAD[17]技術(shù)、數(shù)字仿真技術(shù)和工程優(yōu)化技術(shù)完成產(chǎn)品的設(shè)計能夠大大縮短設(shè)計周期顯著</p><p>&l

69、t;b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 陳奎生.液壓與氣壓傳動[M].（第2版）.武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2001 </p><p>　　[2]潘陸原·溢流閥計算機輔助設(shè)計軟件研究·北京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文,1942</p><p>　　[3] 成大先. 機械設(shè)計手冊（第四版 第4卷）[M]. 北京：

70、化學(xué)工業(yè)出版社，2002-1</p><p>　　[4] 沈鴻. 機械工程手冊（第5卷）[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1982-3</p><p>　　[5] 劉震北. 液壓元件制造工藝學(xué)[M]. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1992-12</p><p>　　[6] 楊培元，朱福元. 液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1999.1

71、2</p><p>　　[7] 陸培文. 實用閥門設(shè)計手冊[M] .北京：機械工業(yè)出版社，2002-10</p><p>　　[8] 徐灝. 機械設(shè)計手冊（第二版 第3卷）[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2000-6，</p><p>　　[9] 吳宗澤. 機械設(shè)計課程設(shè)計手冊（第二版）[M]. 北京：高等教育出版社，1999</p><p

72、>　　[10] 范存德. 液壓技術(shù)手冊[M]. 沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2004-5</p><p>　　[11] 何存興，張鐵華. 液壓傳動與氣壓傳動（第二版）[M]. 武漢：華中科技大學(xué)出版社，2000-8</p><p>　　[12] 徐灝.機械設(shè)計手冊[M].（第1.3，4，5冊）.北京：機械工業(yè)出版社，1991 </p><p>　　[13

73、] 李培元，朱福元.液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊[M].（第1版）.北京：機械工業(yè)出版社，1999 </p><p>　　[14] 何存興.液壓元件[M].（第1版）.北京：機械工業(yè)出版社，1991 </p><p>　　[15] 孫文質(zhì).液壓控制系統(tǒng)[M].（第1版）.北京：冶金工業(yè)出版社，1991 致謝</p><p>　　此次畢業(yè)設(shè)計前后經(jīng)歷兩個多月，從最初的茫然，到

74、慢慢的進入狀態(tài)，再到思路逐漸的清晰，整個寫作過程難以用言語來表達。遇到困難時，我會覺得無從下手，不知從何寫起；困難解決后，我又會覺得豁然開朗，文思泉涌；當(dāng)論文經(jīng)過一次次的修改基本成形的時候，我內(nèi)心的喜悅無以言語，只覺得整個未來充滿了希望。從在學(xué)校進行實地參觀實習(xí)到現(xiàn)如今畢業(yè)設(shè)計說明書的初步完成，有許多人給予我極大的幫助，在此我衷心的感謝他們。 </p><p>　　首先要感謝我們新能源工程學(xué)院給我這個機會，讓我把

75、學(xué)過的專業(yè)知識與實踐較好的結(jié)合起來，不僅讓我更深入的理解課本知識，還提高了自己獨立完成課程設(shè)計的能力。 </p><p>　　其次要感謝我的指導(dǎo)老師王亞飛和張曉暉老師，無論是在實習(xí)還是在學(xué)校做設(shè)計，兩位老師都給予我很大的幫助，他對我們要求嚴(yán)格，每一個細(xì)節(jié)都求真務(wù)實。這讓我學(xué)到了任何小細(xì)節(jié)都不能輕易放過，要切切實實的搞清了弄懂了，對科學(xué)的態(tài)度要嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真。 </p><p>　　另外還要感謝幫