文档介绍：减压阀的设计
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(1)减压阀的进出口直径D0(单位为m)
D0?4qs??[Vs]1? (2-9) ?64?
式子中:qs-阀的公称流量;
[Vs]-进出油口处油液的许用流速,一般取[Vs]=6m/s。
所以,取进出口直径D0=48mm
(2)主阀芯大直径D及中间小直径D1。适当增大主阀芯大直径D,可以提高阀的灵敏度,降低压力超调量;可以提高开启压力,保证阀的压力稳定。不过,D值过大时将会使阀的结构尺寸和阀芯质量加大、主阀上腔容积增加,导致动态过渡时间延长。
从强度考虑:D1≥D/2 (cm) 4
流量Q以公称流量Qq代入,环形通道中油液流速V≤6m/s,取d1=D/2,则: 通过主阀芯与阀体间环形通道的流量公式为:Q??? D2-D12V,上式中??
?D??[D2???]?100?64?2? (2-48)
D?:Qq—公称流量(L/min),
根据已知条件Qq=500L/min,计算得出:D≥ 。
所以,取D=50mm, D1=25mm
(3)尼小孔直径d0及长度L0,设计时一般根据经验选取:
d0=(~)×10-2, L0=(7~19)×d0 (2-50
) d0与L0的确定是十分重要的:如果d0太大或L0太短,则起不到阻尼作用,这不仅影响到出口压力的稳定性,而且还会使通过导阀的外泄漏量增大;反之,如果d0太小或者L0太长,则会影响减压阀的动态性能,例如会使出口压力超调量加大。
所以,取d0= , L0=23mm
(4)主阀阀口最大开口量Smax。
为使阀口的最大开口量Smax时,油液流经阀口不产生扩散损失,应使开口?2
面积?DSmax不大于主阀芯与主阀体间环形截面面积?
4 D2-D12 ,即??
?DSmax???4 D2-D12 (2-51) ?
上式中,取D1=D/2,则 Smax≤=×50=
所以,取 Smax=10mm。
(5)阀体的槽宽腔B1和B2。
槽宽腔B1和B2可以根据结构的布置确定
(6)主阀芯与先导阀盖的间距L2
L2≥Smax (cm) (2-52) 式中Smax—主阀阀口最大开口量(cm)。
(7)先导锥阀角2?的选定。
适当减小先导阀锥角2?,除了可以减小先导阀的液动力刚度、提高先导阀的稳定性外,还可以增大阀芯与阀座接触的支反力R,提高密封性能,以免在外界油压发生变化时,由于密封性能不良,导致先导阀振动,如图所示。但是先导
阀锥角2?也不易取得过小。因为锥角过小,一方面影响阀的溢流性能,另一方面导致支反力R过大。一般取2?=40°,较新的减压阀可以取2?=24°。
如图4-1
主阀弹簧的设计
主阀弹簧的作用是在主阀芯上升时作为复位力,并且主阀弹簧刚度较小,因此又称为弱性弹簧。减小主阀弹簧的刚度K1,有利于提高减压阀的压力稳定性,但是,K1值过小会使减压阀动态过渡时间延长,降低阀的动态性能。所以,合理的选择主阀弹簧的刚度K1很是重要。
根据已有的性能良好的减压阀资料统计[3],主阀弹簧的预压紧力Pt可以按照以下范围来选取:对于工作压力为21~,额定流量小于250L/min时,主阀弹簧的预压紧力Pt=~45N;额定流量q=250L/min~
500L/min时,主阀弹簧的预压紧力Pt=~;额定流量q>1000L/min时,
主阀弹簧预压紧力Pt=196~294N。主阀弹簧的预压缩量Y推荐按下列计算公式计算得:
Y=(2~5)×S (9-53)
式中的系数,在大流量时取最大值,反之取小值。S—主阀开口量(cm)。所以,取 Y=20mm。
减压阀经过阻尼孔后的压力损失经验为:2~3bar(~)
根据计算公式得:
Pmin ???r2?K1?Y
2 Pmax???r?K1??Smax?Y? (9-54)
式子中,Pmin=,Pmax=,r—阀芯低面槽的半径(cm), Y—主阀弹簧的预压缩量(cm),Smax—阀口最大开口量(cm)。
计算得出:k1=3140N/m。
在主阀弹簧的刚度K1和预压缩量Y选定之后,计算出主阀弹簧的预压紧力Pt,有公式K1=Pt/Y得,Pt=。
Pt在额定流量q=250L/min~500L/min时,主阀弹簧的预压紧力Pt=~,所以符合要求。
现在已知条件:主阀弹簧的最大载荷F=K1×(Sma