毕业设计设参考资料：溢流阀

第1章绪论液压技术作为一门新兴应用学科，虽然历史较短，发展的速度却非常惊人。

液压设备能传递很大的力或力矩，单位功率重量轻，结构尺寸小，在同等功率下，其重量的尺寸仅为直流电机的10%~20%左右；反应速度快、准、稳；又能在大范围内方便地实现无级变速；易实现功率放大；易进行过载保护；能自动润滑，寿命长，制造成本较低。

因此，世界各国均已广泛地应用在锻压机械、工程机械、机床工业、汽车工业、冶金工业、农业机械、船舶交通、铁道车辆和飞机、坦克、导弹、火箭、雷达等国防工业中。

液压传动设备一般由四大元件组成，即动力元件——液压泵；执行元件——液压缸和液压马达；控制元件——各种液压阀；辅助元件——油箱、蓄能器等。

液压阀的功用是控制液压传动系统的油流方向，压力和流量；实现执行元件的设计动作以控制、实施整个液压系统及设备的全部工作功能。

1.1 液压技术的发展历史液压技术作为一门新兴应用学科，虽然历史较短，发展的速度却非常惊人。

液压设备能传递很大的力或力矩，单位功率重量轻，结构尺寸小，在同等功率下，其重量的尺寸仅为直流电机的10%~20%左右；反应速度快、准、稳；又能在大范围内方便地实现无级变速；易实现功率放大；易进行过载保护；能自动润滑，寿命长，制造成本较低。

因此，世界各国均已广泛地应用在锻压机械、工程机械、机床工业、汽车工业、冶金工业、农业机械、船舶交通、铁道车辆和飞机、坦克、导弹、火箭、雷达等国防工业中。

液压传动设备一般由四大元件组成，即动力元件——液压泵；执行元件——液压缸和液压马达；控制元件——各种液压阀；辅助元件——油箱、蓄能器等。

液压阀的功用是控制液压传动系统的油流方向，压力和流量；实现执行元件的设计动作以控制、实施整个液压系统及设备的全部工作功能。

1.2 我国液压阀技术的发展概况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。

60年代初期，为适应液压工程机械从中低压向高压方向的发展，以山西榆次液压件厂为主，引进了日本油研公司的公称压力为21MPa的中高压液压阀系列，以及全部加工技术和制造、试验设备，并据此发展、设计成我国的中高压液压闪系统（简称榆次型）。

1968年，当时的一机部组织有关单位，在公称压力21MPa液压阀的基础上，设计了我国一套公称压力为31.5MPa的高压阀系列，并投入批量生产。

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”。

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。

建国以来，我国液压行业及液压阀的制造生产，从无到有，发展很快，取得了巨大的成绩。

但与国外同类产品相比，品种和性能指标还有较大差距。

为了提高我国液压行业的综合素质，国家机械部制定了以下调整原则：A类重点发展产品（包括国产的电液伺服阀、比例阀和数字控制阀以及引进、消化德国力士乐公司的压力为21、35、63MPa，通径为6~32mm的三大类液压阀和我国自行开发的叠加阀、插装阀及GE系列阀等）；B类允许保留和过渡产品（包括目前应用面广、市场需求最大，一时尚无替代产品；国内70年代、80年代开发的，现在已成为主导产品，虽然技术上达不到国际80年代水平，但需要保留一段时间的产品。

）C类限制发展和逐步淘汰产品。

（指水平低，性能差，耗能耗材的产品，不符合标准的落后产品，不符合标准的老产品，具体指我国50、60年代设计的广州型中低压系列，及与之相仿的早期产品。

）1.3 本课题的目的及研究范围作为工科类院校，特别是机械专业，液压技术是一门必不可少的课程，但由于学科本身内容的复杂程度和教学条件的限制，不能轻易地使教师讲得清楚，学生听得明白。

有监于此，本课将重点对溢流阀部分进行加工与设计，主要研究对象为溢流阀。

在进行加工的同时，对溢流阀部分零件进行编程。

最后，针对溢流阀的理论研究进行讨论，内容包括溢流阀的工作原理、结构特点、型号说明、应用情况以及各种阀的比较等，此外还对卡盘进行分类和工具的夹紧。

压力控制阀直动式差动式三节同心式二节同心式滑阀式直动型先导型远程调压阀普通溢流阀电磁溢流阀三节同心式二节同心式卸荷溢流阀（单向溢流阀）溢流阀单向减压阀定差减压阀定比减压阀溢流阀直动型顺序阀先导型顺序阀顺序阀压力继电器第2章压力控制阀的分类与型号液压系统中，用来控制系统的压力、流量和液流方向的元件均称为液压控制阀，简称液压阀。

液压阀品种繁多，规格复杂，按工作原理可划分为以下几种：通断式控制元件（即开关或定值控制阀）：这是常用的一类液压阀，又称普通液压阀。

伺服式控制元件：压力伺服阀、流量伺服阀等。

比例式控制元件：比例压力阀、比例流量阀和比例方向阀等。

在液压传动系统中，液流的压力是最基本的参数之一，执行元件的输出力或输出扭矩的大小，主要由供给的液压力所决定。

为了对油液压力进行控制，并实现和提高系统的稳压、保压、减压、调压等性能或利用压力变化实现执行机构的顺序动作等，根据油液压力和控制机构弹簧力相平衡的工作原理，人们设计制造了各种压力控制阀。

常见种类如下：(a)(b)(c)(d)第3章 溢流阀3.1 溢流阀的结构溢流阀的基本功用是：当系统的压力达到或超过溢流阀的调定压力时，系统的油液通过阀口溢出一些，以维持系统压力近于恒定，防止系统压力过载，保障泵、阀和系统的安全，此时的溢流阀常称为安全阀或限压阀。

溢流阀的根据结构可分为直动型和先导型两种。

一．直动型溢流阀图3-1 直动型溢流阀结构简图（a ）锥阀式 (b)球阀式 (c)滑阀式 (d)溢流阀的基本符号1-调压螺栓 2-弹簧 3-阀芯 4-阀体（含阀座）锥阀式和球阀式又叫座阀式溢流阀，特点是动作灵敏，密封性能好，配合没有泄漏间隙，但导向性差，冲击性较强，阀座阀芯易损坏。

滑阀式由于阀口有一段密封搭合量，稳定性较好，不易产生自激振动，但动作反应较慢。

下面以锥阀式DBD 直动型溢流阀为例说时其工作原理：图3-2 锥阀式DBD 直动型溢流阀（插装式）（a）结构图（b）局部放大图（c）简化符号（d）详细符号1-偏流盘 2-锥阀 3-阻尼活塞 4-调节杆 5-调压弹簧 6-阀套 7-阀座（1）工作原理: 设弹簧预紧力为Ft,活塞底部面积为A则：当PA < Ft时,阀口关闭。

当PA = Ft时,阀口即将打开,此时,PA = F t = K X0,P =PK (开启压力)=KX/A当PA > Ft时,阀口打开,P→T,稳压溢流或安全保护。

锥阀开启后,由[1]得锥阀的力平衡方程为：PA＝K(X+X)+G ±F f+Fs –Fj即： P= [K(X+X)+G ±F f+Fs –Fj]/A(3-1)式中： K、X分别为弹簧刚度和预压缩量（m）;G为阀芯自重（水平时不考虑）:Ff为阀芯与阀套间的摩擦力（N）；Fs为稳态液动力（N）；Fj为射流力(N)。

此处∵Fs=0, Fj=KX(N)∴P=( KX+G ±F f)/A (3-2) （2）调压原理：调节调压螺帽改变弹簧预压缩量,便可调节溢流阀调整压力。

（3）特点：从式（3-2）可知这种阀的进口压力P不受流量变化的影响,被控力P变化很小,定压精度高。

但由于Ft直接与PA平衡,若 P较高,Q较大时,K就相应地较大,不但手调困难,且Ft略有变化,p变化较大,所以一般用于低压小流量场合。

二．先导式溢流阀先导阀 --直动式锥阀，硬弹簧。

（1）组成 : 带有导向圆锥面的锥阀（二级同心式）和软弹簧主阀滑阀和软弹簧。

带有多节导向圆锥面的锥阀（三级同心式）和软弹簧KPT图3-3 YF 型三节同心先导溢流阀（板式）1、阀体2、主阀座3、主阀芯4、阀盖（先导阀体）5、先导阀座6、先导阀锥式阀芯7、调压弹簧8、调节杆9、调压螺栓 10、手轮 11、主阀弹簧先导型溢流阀的先导阀是一个小规格的锥阀式直动溢流阀，其弹簧用于调定主阀部分的溢流压力。

主阀的弹簧不起调压作用，仅是为了克服摩擦力使主阀芯及时回位而设置。

(2) 工作原理：设Ac 为先导阀阀座孔面积（m 2）,Fx 、Kx 为先导阀弹簧预紧力、刚度,F t 、G 、F f 、K y 为主阀弹簧预紧力、自重、摩擦力。

当P2Ac < Fx 时,导阀关闭,主阀也关闭。

当P2A c> Fx 时,导阀打开,主阀两端产生压差:△p当 △p < Ft+G+F f 时,主阀关闭。

△p > Ft+G+F f 时,主阀打开稳压溢流或安全保护。

由[1]得主阀芯和导阀的力平衡方程分别为：f y F G y y K A P A P ±++=-)(02211)(02X X K A P x c +=由上两式可得溢流阀进口压力为：])([1)(010121f y c x F G y y K A X X A K A A P ±++++•=（Pa ） (3-3) 调压原理：调节调压螺帽,改变硬弹簧力,即可改变压力。

特点: ∵ 溢流阀稳定工作时,主阀阀芯上部压力小于下部压力。

∴ 即使下部压力较大,因有上部压力,弹簧可做得较软,流量变化引起阀心位置变化时,弹簧力的变化量较小,压力变化小。

又∵ 调压弹簧调好后,上部压力为常数。

∴ 压力随流量变化较小,克服了直动式溢流阀的缺点。

还∵ 先导阀的溢流量仅为主阀额定流量的1%左右∴ 先导阀阀座孔的面积A C 、开口量x 、调压弹簧刚度K X 都不必很大 ∴ 先导型溢流阀广泛用于高压、大流量场合。

3.2 溢流阀的主要性能一．静态特性：(1) 压力调节范围 定义：调压弹簧在规定范围内调节时，系统压力平稳（压力无突跳及迟滞现象）上升或下降最大和最小调定压力差值。