溢流阀设计与计算
先导式溢流阀设计
20世纪50年代，随着世界各国经济的恢复和发展，生产过程自动化的不断增长，使液压技术很快转入民用工业，在机械制造、起重运输机械及各类施工机械、船舶、航空等领域得到了广泛的发展和应用。
1.2
我国的液压工业及液压阀的制造，起始于第一个五年计划（1953~1957年），期间，由于机床制造工业发展的迫切需求，50年代初期，上海机床厂、天津液压件厂仿造了苏联的各类低压泵、阀。随后，以广州机床研究所为主，在引进消化国外中低压元件制造技术的基础上，自行设计了公称压力为2.5MPa和6.3MPa的中低压液压阀系统（简称广州型），并迅速投入大批量生产。
二级同心式先导控制溢流阀的主阀芯上有两处配合，表面同轴度要求较高。日本川崎重工业公司研制出了二级同心低噪声溢流阀，把节流部分做成长通道，消除急剧的缩流。在阀座上开出了许多小孔，防止产生负压。二级同心式与三级同心式溢流阀相比是其面积梯度比三级同心式大，动作灵敏，而且压力稳定性和工艺性都比三级同心结构要好。
为适应高压、大流量的液压传动要求，济南铸锻研究所、上海704研究所和北京冶金液压机械厂等单位，自1976年开始，还引进、消化和研制了二通插装阀（简称CV阀），并在80年代初期，完成了自己的系列。二通插装阀作为不同于常规阀的另一类液压阀类，也正在开拓着它的使用范围。
此外，随着组合机床在机械制造行业中的广泛应用，1975年，大连组合机床研究引进、消化、吸收和研制了叠加式液压阀。
为使产品实现标准化、通用化、系列化，我国于1973年再次组成“液压阀联合设计组”，在总结国产高压阀设计、生产经验的基础上，借鉴了国外同类产品的结构，性能、工艺特点，又增补了多种规格和新品种，并使国产阀的安装连接尺寸首次符合国际标准。并于1977年正式完成了公称压力为31.MPa的高压阀新系列的设计。1978年起，通过全系列图纸的审查、试制、鉴定等工作，并在全国推广使用。1982年，通过了全系列的定型工作。故上述产品简称为“82年联合设计型高压液压阀系列”。
液压系统设计计算
液压系统设计计算液压系统设计是指在机械设计中，通过使用液压技术来传递动力和控制目标的设计过程。
液压系统设计需要考虑多个因素，包括流体力学原理、液压元件的选择和配置、系统的工作参数等。
下面将介绍液压系统设计的一些基本计算。
首先，液压系统设计需要确定系统的工作参数，包括工作压力、流量和工作温度等。
工作压力是指系统中液体传递动力时所施加的压力，一般以帕斯卡为单位。
流量是指单位时间内通过液压系统的液体体积，一般以升/分钟为单位。
工作温度是指系统正常工作时液体的温度，一般以摄氏度为单位。
确定了工作参数后，液压系统设计还需要选择适当的液压元件。
液压元件包括液压泵、液压马达、液压阀等。
液压泵负责将机械能转换成液压能，并提供系统的流量和压力。
常用的液压泵有齿轮泵、柱塞泵和螺杆泵等。
液压马达则将液压能转换成机械能，常用的液压马达有齿轮马达、柱塞马达和液压缸等。
液压阀则用于控制液压系统的流量、压力和方向等。
常用的液压阀有溢流阀、换向阀和节流阀等。
功率（千瓦）=流量（升/分钟）x压力（帕）/600液压泵的选型还需要根据系统的工作压力和流量来确定。
一般来说，液压泵的压力和流量应该略大于系统的工作压力和流量，以确保系统正常工作。
液压泵的选择要考虑到工作环境的温度、液体的粘度和成本等因素。
液压缸的选择也需要进行一些计算。
输出力（牛顿）=压力（帕）x断面积（平方米）液压缸的选择要根据所需的输出力和工作压力来确定。
液压缸的密封性能和机械结构等因素也需要考虑。
另外，液压系统设计中还需要考虑管道的设计和安装。
管道的设计要根据系统的工作温度、压力和流量来确定。
管道的材料和尺寸选择要满足系统的需要，并保持良好的连接和密封性能。
综上所述，液压系统设计涉及到多个方面的计算和选择。
通过合理的设计和计算，可以确保液压系统的性能和可靠性。
因此，在液压系统的设计过程中，需要充分考虑各个因素，并进行适当的计算和分析。
溢流阀设计与计算表格
3.9
取导阀油腔压力P2≈0，P1min= =(KT1(XT1+X1X)+G+FK)/(A1-C1π D1X1Xsin2α 1)
P1min(kgf/cm2)
2.535520538
流量系数C1，取 0.77～0.8 0.8
21.最小溢流量Q1min
9.838～ 13.913
溢流量Q1min(L/min) X10=3*(C1π D1sinα 1)(2gP1/γ )^0.5)/10000 11.65989841 16.48958646 Qnx=0.654*D2*△r *Pq/(16.67μ (L-Z*b)) 0.135699273
主阀座孔径D1(mm) 流量Qq(L/Min) 半角α 1(°) 卸荷压力P x(kgf/cm2) 1 32 300 15 4
0.7203
X10=1667Qg/((C1π D1sinα 1)(2gP1max/γ )^0.5)
流量系数C1， 取0.77～0.8 0.8 流量系数C1， 取0.77～0.8 0.8 油液重度γ
重力加速度 最高额定压力 2 2
0.8
主弹簧刚度KT1=KT1*XT1/XT1
17.系统压力为开启压力 ［P1Q］时导阀开口量 ［X2Q］ 3.2 预压缩量XT2，X2Q/XT2≤0.01，取XT2=X2Q/0.01 0.032 X2Q=［Q］/((C2π d2sinα 2)(2gP2Q/γ )^0.5)
2 2
启闭特性(调成最高调 定压力时) 开启压力［P1Q］ =300kgf/cm
2
闭合压力［Pˊ1Q］ =288kgf/cm
2
溢流量［Q］ =26(cm
3
/s)
2
卸荷压力P1x=4kgf/cm
第9章液压系统设计与计算
要求，即
V q min n min
（9-7）
式中 qmin——输入液压马达的最低稳定流量。
排量确定后，可从产品样本中选择液压马达的型号。
（Hale Waihona Puke ）执行元件最大流量的确定对于液压缸，它所需的最大流量qmax 就等于液压缸有效工作
面积A与液压缸最大移动速度vmax的乘积，即
qmax=A vmax
（9-8）
积）。
• 快进时：
差动系统
p F A1 A2
qv快 (A1A2)
非差动系统
p1
F A1
A2 A1
p2
q v快A1
P pq
•工进时：
p1
A2 A1
F pb A1
q v工A1
P p工q工
• 快退
p1
A2 A1
pb
F A1
qv快退A2
P pq
图9-2 组合机床执行元件工况图
压力图9-2a，流量图9-2b，功率图9-2c。
求出了平均功率，还要验算每个阶段电机的超载量是否在
允许的范围内，一般允许短期超载25%。在范围内时，可根据 平均功率P和泵的转速n从产品样本中选择。
对于限压式变量泵系统，按（9-13）式分别计算快速与慢速 两种工况时所需要的驱动功率，计算后按较大的作为选择电机
的依据。由于限压式变量泵在快速与慢速转换过程中，必须经
图9-1a）是机床的动作循环图。 由图可见，工作循环为快进→工进 →快退；
图9-1b ）是完成一个工作循环的 速度→位移曲线，即速度图。
图9-1c）是该组合机床的负载图。
2. 负载分析
图9-1c）是该组合机床的负载图，按设备的工艺要求，把执 行元件在各阶段的负载用曲线表示出来，可直观地看出在运动 过程中何时受力最大、最小等各种情况，作为以后的设计依据。
液压传动系统设计与计算-说明书
如果忽略切削力引起的颠覆力矩对导轨摩擦力的影响，并设液压缸的机械效率=0.9，根据上述负载力计算结果，可得出液压缸在各个工况下所受到的负载力和液压缸所需推力情况，如表1所示。
表1 液压缸总运动阶段负载表〔单位：N〕3 负载图和速度图的绘制根据负载计算结果和的个阶段的速度，可绘制出工作循环图如图1〔a〕所示，所设计组合机床动力滑台液压系统的速度循环图可根据的设计参数进行绘制，快进和快退速度3.5快进行程L1=100mm、工进行程L2=200mm、快退行程L3=300mm，工进速度80-300mm/min 快进、工进和快退的时间可由下式分析求出。
快进工进快退根据上述数据绘制组合机床动力滑台液压系统绘制负载图〔F-t〕b图,速度循环图c图.ab c在此处键入公式。
4 确定液压系统主要参数4.1确定液压缸工作压力由表2和表3可知，组合机床液压系统在最大负载约为16000时宜取3MPa。
表2按负载选择工作压力表3 各种机械常用的系统工作压力4.2计算液压缸主要结构参数根据参数，液压缸无杆腔的有效作用面积可计算为A1=Fmas/P1-0.5P2=16000/3X10^6那么活塞直径为mm根据经验公式，因此活塞杆直径为d=58.3mm，根据GB/T2348—1993对液压缸缸筒内径尺寸和液压缸活塞杆外径尺寸的规定，圆整后取液压缸缸筒直径为D=80mm，活塞杆直径为d=56mm。
此时液压缸两腔的实际有效面积分别为：根据计算出的液压缸的尺寸，进一步计算液压缸在各个工作阶段中的压力、流量和功率值，如表4所示。
表4 各工况下的主要参数值5 液压系统方案设计根据组合机床液压系统的设计任务和工况分析，所设计机床对调速范围、低速稳定性有一定要求，因此速度控制是该机床要解决的主要问题。
速度的换接、稳定性和调节是该机床液压系统设计的核心。
此外，与所有液压系统的设计要求一样，该组合机床液压系统应尽可能结构简单，本钱低，节约能源，工作可靠5.1确定调速方式及供油形式由表4可知，该组合机床工作时，要求低速运动平稳行性好，速度负载特性好。
先导溢流阀设计计算公式
先导溢流阀设计计算公式先导溢流阀是一种常用的液压控制元件，用于控制液压系统中的流量和压力。
在设计先导溢流阀时，需要考虑多种因素，包括流量、压力、温度等。
为了确保先导溢流阀的性能符合要求，需要进行详细的设计计算。
本文将介绍先导溢流阀设计的计算公式和相关内容。
1. 流量计算公式。
在设计先导溢流阀时，首先需要计算流量。
流量是指液压系统中液体通过先导溢流阀的速度。
流量的计算公式如下：Q = A × v。
其中，Q表示流量，单位为立方米每秒（m³/s）；A表示流通截面积，单位为平方米（m²）；v表示速度，单位为米每秒（m/s）。
根据流量的计算公式，可以根据系统的需求和先导溢流阀的参数来确定流通截面积和速度，从而计算出所需的流量。
2. 压力计算公式。
除了流量，压力也是设计先导溢流阀时需要考虑的重要因素。
压力是指液压系统中液体对管道壁面的压力。
在设计先导溢流阀时，需要计算系统中的压力，并根据压力来确定先导溢流阀的参数。
压力的计算公式如下：P = F / A。
其中，P表示压力，单位为帕斯卡（Pa）；F表示力，单位为牛顿（N）；A表示面积，单位为平方米（m²）。
根据压力的计算公式，可以根据系统的压力需求和先导溢流阀的参数来确定所需的力和面积，从而计算出所需的压力。
3. 温度计算公式。
在液压系统中，温度也是设计先导溢流阀时需要考虑的因素之一。
温度的变化会影响液体的粘度和流动性能，因此需要根据系统的工作温度来确定先导溢流阀的参数。
温度的计算公式如下：T = ΔQ / Δt。
其中，T表示温度，单位为摄氏度（℃）；ΔQ表示热量变化，单位为焦耳（J）；Δt表示时间变化，单位为秒（s）。
根据温度的计算公式，可以根据系统的工作温度需求和先导溢流阀的参数来确定热量变化和时间变化，从而计算出所需的温度。
综上所述，先导溢流阀的设计计算涉及流量、压力和温度等多个因素。
通过合理的计算公式和参数设定，可以确保先导溢流阀在液压系统中具有良好的性能和稳定的工作状态。
溢流阀设计与计算
溢流阀设计与计算一、Y-63溢流阀的工作原理与应用溢流阀是利用溢流作用来调节油路压力的溢流阀是利用溢流作用来调节油路压力的。
当油路压力升高到某一规定值当油路压力升高到某一规定值，，溢流阀便打开，将压力溢流去一部分，使压力保持在规定的值。
溢流阀按结构形式可以分为直动式与先导式两类。
Y-63是先导式溢流阀。
该型号溢流阀的主阀芯是圆柱滑阀式，加工装配比较方便。
但与锥阀式主阀芯的溢流阀相比，由于主阀芯两端的受压面积相等，使阀的灵敏度较低使阀的灵敏度较低；；为了减少主阀的泄漏量为了减少主阀的泄漏量，，阀口处有一封油段h ，使动作反应较慢。
所以画法式主阀芯的溢流阀动态性能差，一般用于中低液压系统。
主要用途：1，用于保持液压系统压了恒定，称为定压阀2，用于液压系统过载，称为安全阀3，用作卸荷阀4，实现远程调压5，实现高低压多级控制溢流阀工作原理：在油路没有达到溢流阀调定的压力时，导阀、主阀在各自的弹簧作用下处于关闭状态，各腔压力相等。
当油路压力升到接近调定的压力时，导阀被推开，便有小量油液通过节流孔、导阀阀口、主阀阀芯的中心孔从油口流出。
这样，由于节流孔中有油液通过，便自啊主阀芯活塞上下腔产生压力差压力差，，给主阀芯造成一个向上的推力给主阀芯造成一个向上的推力。
但此力不够克服主阀弹簧的预压缩力但此力不够克服主阀弹簧的预压缩力，，因此主阀还不能打开。
当油路压力继续升高，导阀开口量加大，通过节流口的流量加大，主阀芯上下腔压力差增大，便可克服主阀弹簧力和阀芯摩擦力，使主阀芯打开。
压力油便通过主阀阀口，从出油口溢流。
二、设计Y-63溢流阀，设计要求如下：1．额定压力a p g ΜΡ=3.62．额定流量min 63L Q g =3．调压范围()a p ΜΡ=3.6~2.314．启闭特性开启压力[]a p Q ΜΡ=61闭合压力[]Mp p Q 51'=溢流量[]min 63.0L Q =5．卸荷压力[]Mpp X 04.01≤6．内泄流量[]min 0015.0L q nx ≤一、主要结构尺寸的初步确定（1）进油口直径d由额定流量和允许流速来决定vQ d gπ4=sm 7-m 6 v Q g 允许流速额定流量得14.93mm d =故取15.00mm d =（2）主阀芯直径1d 经验取()d 82.0~5.0d 1=mm 24.12d 47.71≤≤取mm00.11d 1=（3）主阀芯与阀套的配合长度L 由公式()05.1~6.0D L =（4）主阀芯活塞直径0D 经验取()10d 2.31.6D ～=取mm 00.22D 0=（5）节流孔直径0d ，长度0 l 按经验取()000d 197l 2mm 0.8d ～～==取8mm l 1.00mm d 00==（静态特性计算对选定的0d 和0l 进行适当的调整）（6)导阀芯的半锥角α按经验取020=α(7)导阀座的孔径2d 和6d经验取() 1.6mm d d 52d 602==～取 1.6mm d 4mm d 62==(8)主阀芯溢流孔直径3d 和3l 3d 不能太小，3l 由尺寸确定（9）阀体沉割直径1D ，沉割深度1S ()mm 15~1D D 01+=1S 保证进油口直径26.00mmD 1=（1010）主阀芯与阀盖的间距）主阀芯与阀盖的间距2S 应保证主阀芯的位移要求max 2X S ≥（max X 是主阀的最大开度）（1111）导阀弹簧的装配长度）导阀弹簧的装配长度5l （未确定）()mm L 2~1l 25+=2L 是导阀的自由长度(12)(12)主阀弹簧的装配长度主阀弹簧的装配长度1l 111h -L l =1L 主阀弹簧的自由长度1h 主阀弹簧预压缩量二、二、静态特性计算静态特性计算（1）在最高调定压力1max p 下的主阀芯的额定开口量10X 由公式max101g10216.67Q X p gD C γπ=取0.65C 1=，()3-3100.903cm N ×=γ带入上式得0.165mm63100.90398022.23.140.656316.67X 3-10=×××××=（2）卸荷时主阀芯的开口量1xX[]1x 01g 1x p 2g D C Q 16.67X γπ×=取0.65C 1=，()3-3cm 100.885Ν×=γ带入上式得3.16mm100.90398022.23.140.656316.67X 31x =×××××=（3）系统压力为开启压力[]1Q p 时导阀前油腔的压力2Q p 由公式[][]00001214p ααγd l Q Q g vp Q Q ?=取()33108995.0cm Ν×=γ，sen cm v 3235.0=，cm d a 00785.01.0442200=×==ππ代入上式得()2322.5900785.000785.01.08.05.5.10980235.0108995.01460cm p QΝ=××××××?=?（4）液压卡紧阻力kF 由公式Qk k p LD f F 2027.0λ=取08.0=f ，027.0=k λ，mm D L 5.1675.00==。
液压阀设计与计算
液压阀设计与计算
液压阀是液压系统中的重要组成元件，它可以控制液压系统中流体的
流速和压力，并可以保持液压系统工作时的稳定性。
液压阀的设计和制造
需要考虑不同的参数，如媒介的物理性质，流量的大小，压力的变化等等。
最常见的液压阀构造是以截止阀、调节阀和安全阀组合而成。
液压阀的计算需要考虑的参数包括：入口的压力、设定的阀体出口压力、阀口内的流量、液压油密度、流体介质的特性、入口压力和压力变化、环境温度等。
根据这些参数，有一系列的公式，用来计算液压阀的口径、
阀体结构等。
此外，还应考虑阀体材料的选择，以确保阀体可以承受最大
工作压力，以及阀性能的计算，以确定阀体的流量、压力、温度等。
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一、Y-63
溢流阀的工作原理与应用
溢流阀是利用溢流作用来调节油路压力的。
当油路压力升高到某一规定值，溢流阀便打开，将压力溢流去一部分，使压力保持在规定的值。
溢流阀按结构形式可以分为直动式与先导式两类。
Y-63是先导式溢流阀。
该型号溢流阀的主阀芯是圆柱滑阀式，加工装配比较方便。
但与锥阀式主阀芯的溢流阀相比，由于主阀芯两端的受压面积相等，使阀的灵敏度较低；为了减少主阀的泄漏量，阀口处有一封油段h ，使动作反应较慢。
所以画法式主阀芯的溢流阀动态性能差，一般用于中低液压系统。
主要用途：
1，用于保持液压系统压了恒定，称为定压阀 2，用于液压系统过载，称为安全阀 3，用作卸荷阀 4，实现远程调压 5，实现高低压多级控制
溢流阀工作原理：在油路没有达到溢流阀调定的压力时，导阀、主阀在各自的弹簧作用下处于关闭状态，各腔压力相等。
当油路压力升到接近调定的压力时，导阀被推开，便有小量油液通过节流孔、导阀阀口、主阀阀芯的中心孔从油口流出。
这样，由于节流孔中有油液通过，便自啊主阀芯活塞上下腔产生压力差，给主阀芯造成一个向上的推力。
但此力不够克服主阀弹簧的预压缩力，因此主阀还不能打开。
当油路压力继续升高，导阀开口量加大，通过节流口的流量加大，主阀芯上下腔压力差增大，便可克服主阀弹簧力和阀芯摩擦力，使主阀芯打开。
压力油便通过主阀阀口，从出油口溢流。
二、设计
Y-63溢流阀，设计要求如下：
1．额定压力 a p g MP =3.6 2．额定流量 min 63L Q g = 3．调压范围 ()a p MP =3.6~2.31 4．启闭特性
开启压力 []a p Q MP =61 闭合压力 []Mp p Q 51'= 溢 流 量 []min 63.0L Q =
5．卸荷压力 []Mp p X 04.01≤ 6．内泄流量 []min 0015.0L q nx ≤ 一、主要结构尺寸的初步确定 （1）进油口直径d
由额定流量和允许流速来决定 v
Q d g
π4=
s
m 7-s m 6 v Q g 允许流速额定流量
得14.93mm d =故取 15.00mm d = （2） 主阀芯直径 1d
经验取 ()d 82.0~5.0d 1= mm mm 24.12d 47.71≤≤ 取mm 00.11d 1=
（3）主阀芯与阀套的配合长度L 由公式()05.1~6.0D L = （4） 主阀芯活塞直径0D
经验取()10d 2.31.6D ～= 取mm 00.22D 0= （5） 节流孔直径0d ，长度0l 按经验取()000d 197l 2mm 0.8d ～～==
取8mm l 1.00mm d 00==（静态特性计算对选定的0d 和0l 进行适当的调整） （6) 导阀芯的半锥角α 按经验取020=α
(7) 导阀座的孔径2d 和6d
d
d
1d
0l
0D
α
2
d 6
d
1D
1S
h
经验取() 1.6mm d d 52d 602==～ 取 1.6mm d 4mm d 62== (8) 主阀芯溢流孔直径3d 和3l
3d 不能太小，3l 由尺寸确定
（9）阀体沉割直径1D ，沉割深度1S
()mm
15~1D D 01+= 1S 保证进油口直径
26.00mm D 1=
（10）主阀芯与阀盖的间距2S 应保
max 2X S ≥（max X 是主阀的最大开度）
（11）导阀弹簧的装配长度5l （未确定）
()mm
L 2~1l 25+= 2L 是导阀的自由长度
(12)主阀弹簧的装配长度1l
111h -L l = 1L 主阀弹簧的自由长度 1h 主阀弹簧预压缩量 二、静态特性计算
（1）在最高调定压力1max p 下的主阀芯的额定开口量10X 由公式max
10
1g
10216.67Q X p g
D C γ
π=
取0.65C 1=，()3-3100.903cm N ⨯=γ带入上式得
0.165mm 63
10
0.90398022.2
3.140.6563
16.67X 3
-10=⨯⨯⨯⨯⨯=
（2）卸荷时主阀芯的开口量1x X
[]
1x 0
1g 1x p 2g
D C Q 16.67X γ
π⨯=
取0.65C 1=，()3-3cm 100.885N ⨯=γ带入上式得
3.16mm 1
10
0.90398022.2
3.140.6563
16.67X 3
1x =⨯⨯⨯⨯⨯=
（3）系统压力为开启压力[]1Q p 时导阀前油腔的压力2Q p 由公式
[]
[]
000
1214p ααγd l Q
Q g
v
p Q Q -
=
取()33108995.0cm N ⨯=γ，sen cm v 3
235.0=，
cm
d a 00785.01.04
42
2
00=⨯=
=π
π
代
入上式得
(
)
2
3
22.5900785.000785
.01.08
.05.105.10980
235
.010
8995.01460cm
p Q N =⨯⨯
⨯⨯⨯⨯-
=-（4）液压
卡紧阻力k F
由公式Q k k p LD f F 2027.0λ=
取08.0=f ，027.0=k λ，mm D L 5.1675.00==。
代入上式得
N
=⨯⨯⨯⨯⨯=125.02.592.265.1027.008.027.0k F
(5)主阀弹簧刚度1t K 与预压缩量1t X 由公式得[]k Q Q t t F G p A p A X K ---=221111 取2
2
2
2
0178.32.2785.04
,16.0A cm
D A G ==⨯==
N =π。
代入上式得 N
=--⨯-⨯=739.2125.016.02.5978.36078.311t t X K
由()cm X X x t 632.0316.025~111=⨯== 得()cm K t N ==333.4632.0739.21
取cm K t N =41 mm X t 0.61=
(6)系统压力为开启压力[]Q p 1时导阀的开口量Q X 2
由公式
[]
Q
Q p q
d C Q X 22222sin γ
α
π=
取77.02=C ，代入上式得
cm
X Q 0027.02.5910
8995.09802342.04.014.377.05
.103
2=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=
-
（7）调压弹簧刚度2t K 与预压缩量2t X 由公式Q Q
t Q
t p X X X d C a K 22222222sin +-=
απ
01.02
2≤t Q X X
取cm
X X cm d a Q t 27.001
.01256.04.0785.04
222
222==
=⨯==
π
代入公式得cm
K t N =⨯+⨯⨯⨯⨯-=
072.272
.590027
.027.00027
.0342.04.014.377.01256.02
取
cm
X cm K t t 27.02722=N =
（8）调成最高调定压力时闭合压力Q p 1'
由公式 ()[]211'9.5760965.098.0~95.0cm p p Q Q N =⨯==。