一种可调式超压溢流阀结构设计

2 0 1 5 年 1月 第 4 3卷 第 2期 机床与液压 MACHI NE TOOL HYDRAUL I C S J a n 2 01 5 Vo 1 4 3 No 2 DOI 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 5 0 2 0 3 7 一 种可调 式超压溢 流阀结构设计 刘新平 胡立靖 1 湖北职业技术学院 湖北孝感 4 3 2 0 0 0 2 湖北北辰汽车转向系统有限公 司 湖北成宁 4 3 7 0 0 0 摘 要 设计一种用于汽车 液压 动力转 向器 的可 调式 超压 溢流 阀 该溢 流阀 由阀体 自锁螺 塞 导杆 弹簧及 钢球组 成 其中阀体内设有一容积腔 在阀体上还设有一压力感应孔和溢流孔 压力感应孔和溢流孔分别与阀体内的容积腔相连 通 弹簧套装在导杆上 弹簧两端分别抵顶在 自锁螺塞和钢球上 钢球能够紧贴在压力感应孔上 该溢流阀能够保护液压 动力转向器在液压系统油压异常升高时不被损坏 关键词 转向器 溢流阀 可调式 结构设计 中图分类号 T H1 3 7 5 2 1 文献标 志码 B 文章 编号 1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 5 2 1 1 3 2 S t r u c t u r a l De s i g n o f t h e Ad j u s t a b l e Ov e r p r e s s u r e R e l i e f V a l v e L I U X i n p i n g H U L i j i n g 1 Hu b e i P o l y t e c h n i c I n s t i t u t e X i a o g a n H u b e i 4 3 2 0 0 0 C h i n a 2 H u b e i H e i c h e n A u t o mo t i v e S t e e r i n g S y s e t m s L t d X i a n n i n g H u b e i 4 3 7 0 0 C h i n a A b s t r a c t A n a d j u s t a b l e o v e r p r e s s u r e r e l i e f v a l v e w h i c h w a s c o m p o s e d o f a v a l v e b o d y a s e l f l o c k i n g s c r e w p l u g a g u i d e r o d a s p ri n g a n d a s t e e l b a l l wa s d e s i g n e d f o r a u t o mo b i l e h y d r a u l i c p o w e r s t e e rin g T h e r e wa s a v o l u me c h a mb e r s e t i n t h e v alv e b o d y w h i c h w a s r e s p e c t i v e l y c o mmu n i c a t e d wi t h a p r e s s u r e s e n s i n g h o l e a n d a n o v e r f l o w h o l e o n t h e v a l v e b o d y T h e s p ri n g wa s s h e a t h e d o n t h e gu i d e r o d a n d e a c h e n d s o f t h e s p r in g w e r e a b u t t e d o n t h e s e l f l o c k i n g s c r e w p l u g a n d t h e s t e e l b a l l w h i c h c o u l d b e c l o s e t o t h e p r e s s u r e s e n s i n g h o l e Th r o u g h t h e u s e o f t h e r e l i e f v a l v e t h e h y d r a u l i c p o we r s t e e ri n g wa s p r o t e c t e d f r o m d a ma g e wh e n t h e o i l p r e s s u r e o f t h e h y d r a u l i c s y s t e m e l e v a t e d a b n o r ma l l y Ke y wo r d s S t e e ri n g R e l i e f v a l v e A d j u s t a b l e S t r u c t u r a l d e s i g n 汽车转 向系统是一套专 门用来改变和恢复汽 车行 驶方 向的专 门机构 是汽车稳定 安全行驶 的基本保 证 驾驶 员通过它来感知和操纵汽车 早期汽车上多 采用 机械式转 向系统 它 以驾驶员 的体力作为转 向能 源 现代 商用汽车上多采用液压动力转 向系统 它是 在机 械式转 向系统上 加装 了一套液 压动 力加力 装置 它具有转向操纵轻便 转向灵敏 安全可靠等特点 虽 然商用汽车上采用 了液压动力转 向系统 大大降低 了驾驶员的劳动强度 也安全可靠 但是 由于商用 汽 车行 驶道路环境条件 比较差 导致其液压 动力转 向系 统容易受到污染 当液压动 力转 向系统 受到 污染后 容易导致转 向系统 出现故 障 如液压 系统 压力 升高后 会使转向系统的零部件受到损伤 因此 为了使液压 系统在压力异常升高后 能够 自动 调节 系统油压 保 证液压系统正常工作 提高零件使用寿命 提高汽车 行驶的安全性 提 出了一种 可调式超 压溢 流阀结构设 计 该溢流阀的使用 将有利于改善液压动力转 向系 统的工作性能 减小 液压动 力转 向系 统 的零 件损 坏 提高汽车行驶的安全稳定性 该可调式超压溢流阀已 获得国家实用新型专利 1 设计技术要求 要解决 的技 术 问题 是设 计 一种 可调 式 超压 溢 流 阀 并应用于汽车液压动力转向器上 该可调式超压 溢流 阀不仅要能够在液压动力转 向系统油压异常增高 时 自动调节系统油压 还要求具有结构简单 制造成 本低 使用维修方便等优点 2阀的结 构设 计 可调式超压溢流 阀的主要结构如 图 1 所示 该溢 流 阀主要 由阀体 1 自锁螺塞 2 导杆 3 弹簧 4及钢 球 5 等部分组成 其中 在阀体 1 内设有一容积腔 7 自锁螺塞 2固定于容积腔 7的一端 自锁螺塞 2与 阀 体 1 之间采用 自锁螺纹联结 装配前预涂密封胶 装 配后依靠密封胶密封 导杆 3 弹簧 4及钢球 5装在 容积腔 7内并处于该腔另一端 弹簧 4套装在导杆 3 上 并抵顶在 自锁螺塞 2 和钢球 5之间 钢球 5紧贴 在压力感应孔 8 上 此外 在阀体上还设有一溢流孔 收稿 日期 2 0 1 3 0 8 2 7 作者 简介 刘 新平 1 9 6 4 一 男 硕 士 副教授 研究方 向为汽车检测技术 E m a i l h b z y l x p 5 5 8 1 2 6 t o m 1 1 4 机床与液压 第 4 3卷 9 该压力感 应孔 8和溢流 孔 9分别 与 阀体 内的容积 腔 7连通 与此 同时 压力感应孔 8还与高压 油路相 连通 溢流孔 9 还 与油箱油路相连通 为 了提高该溢 流阀的密封性能 在阀体的外表面还设有两个密封圈 6 从而增强 了溢流阀的密封性 能 l 一 阀体 2 一 自锁 螺塞 卜导杆 4 弹 簧 5 一钢 球 密 封 圈 7 一容积腔 8 压力 感应 孔 9 溢 流 孔 图 1 超压溢流 阀的主要结构 3实施方式 可调式超压溢流 阀的工作状态如图 2所示 当压 力感应孔 8 处的压力较低时 在弹簧 4的预压力作用 下 钢球 5与阀体 1 上的压力感应孔 8 紧密贴合 阀 口处 于关 闭状态 压力油不能流 向油箱 当压力感应 孔 8 处的压力和溢流孔 9处的压力差超过了预先设定 的压力差时 压力推动钢球 5 作一定移动 阀口开启 一 定间隙溢流 压 力油通 过溢流孔 流向油箱 防止系 统油压继续升高 起到了保护系统的作用 其中 压 力感 应孔 8和溢流孔 9之间的压力差的设 定 是通过 调整 自锁螺塞 2 位置 通过调整 弹簧 4的预紧力来实 现的 l 1 9 2 1 阀体 2 自锁螺 塞 3 导 杆 4 弹 簧 卜 钢 球 6 密 封 圈 8 I 压 力感 应孔 9 一溢 流孔 1 0 高 压油 路 l l 一油箱油路 图 2 超压溢流 阀的工作状态 图 4 性 能测 试 按照 Q C T 5 2 9 2 0 0 0 汽 车液 压转 向加 力装 置及 动力转向器总成台架试验方法 检测标准 由权威 机构对转 向器总成 的性能进行检验 其检验结果如表 1 所示 对照检验标准 检测结果符合要求 表 1 转 向器 总成检验 表 下转第 1 1 7页 第 2期 汪功明 残疾人举重液压伺服保护装置设计 1 1 7 表 1 Y E 1 4 3 0 8 型压电式力传感器主要参数 机械设计 手册第三版第 5卷 2 2 2 0 6表2 2 4 3 9 量程 N 1 0 0 0 0 l 4 电荷灵敏度 p C N 一 4 D 4 0 线性度 F S 1 尺寸 一 日 l1 谐振频率 k H z 3 O M 5 绝缘 电阻 Q 1 0 工作温度 C 一 1 9 6 2 0 0 电容 p F 1 0 质量 g 1 2 0 3 1 3 电液伺服 阀的选 型设计 电液伺服阀具有控制精度高 响应速度快 信号 处理灵活 输出功率大等特性 而且结构紧凑 质量 轻 易于实现各种参量的反馈 电液伺服系统按照控 制 参量不同可 以分为位置控制 速度控制 力控制等 系统 该 装置托举单元应选择 电液力控制 系统 该 系 统具有控制精度高 功率大 响应速度快 结构紧 凑 易于改变控制力的大小等优点 契合该装置使用 要 求 电液伺服 阀能够把微小 的电信号转换 为大功率的 液压能输出 是电液力控制系统的关键元件 电液伺 服阀的主要结构类型有动铁式单级伺服 阀 动 圈式单 级 伺服阀 力反馈双级喷嘴挡板伺服 阀 滑 阀位置反 馈伺服阀 弹簧对中伺服阀 电反馈伺服阀偏转板射 流式伺服 阀 等 选 型时 主要 考 虑其 类 型 参 数及 性 能 结合该装置托举单元的工作要求 选用 F F 1 0 8 型 电反馈双级喷嘴挡板电液伺服阀 其主要性能参数见 表 2 表 2 F F 1 0 8型 电反馈双 级喷嘴挡板伺服 阀主要性能参数 机械设计手册 第 3 版 第 4卷 2 0 1 4 4表 2 0 4 2 6 额定流量 L m i n 6 0 分辨率 0 5 额定压力 MP a 2 1 非线性度 5 额定 电流 m A 5 0 不对称度 5 线圈电I沮 Q 3 5 幅频宽 H z 2 5 0 颤振 电流 1 0 2 O 相频率 H z I 2 5 0 颤振频 率 H z 1 0 0 4 0 0 工作介质 Y H 1 0 3 2 液压跟随单元的核心部件设计 3 2 1 跟随缸 的选型及 主要参数设计 跟随缸安装在导轨上作水平方 向的往复运动 双 向移动承受载荷的方式相同 故宜选用双杆活塞缸 水平运动设计承受最大载荷 l 0 0 0 N 中压系统 压 力选择 3 MP a 由于两工作腔 均是有 杆腔 依 据液 压 缸 内径系列 G B 2 3 4 8 8 0 D选择 3 2 m m 计 算得到 d 0 2 4 5 m 依据活塞杆直径系列 G B 2 3 4 8 8 0 d 选择 2 5 m m 机械设计手册第 3版第 4卷 1 9 2 0 2表 1 9 6 3 3 2 2 电液伺服 阀的选 型设计 依据跟 随单元 的工作性 质 选用 F F 1 0 9 P型 电反 馈双级喷 嘴挡 板 电液 伺 服 阀 其 主要 性 能参 数见 表 3 表 3 F F 1 0 9 P型电反馈双级喷嘴挡板伺服阀主要性能参数 机械 设计手册第 3版第 4卷 2 0 1 4 4表 2 0 4 2 6 额定流量 L mi n 1 5 0 分辨率 0 5 额定压力 M P a 2 1 非线性度 7 5 额定电流 m A 1 0 不对称度 1 0 线 圈电 l I 1 6 0 幅频 宽 H z 7 0 颤振电流 1 0 2 O 相频 g H z 7 0 颤振频率 H z 1 0 0 4 0 0 工作介质 Y H 1 0 4 结束语 残疾人举重液压伺服保护装置由导轨 液压跟随 单元 液压托举单元等三部分组成 主要依靠液压伺 服原理工作 该产品已申请专利并获得授权 专利号 Z L 2 0 1 3 2 0 2 5 7 8 3 0 3 设计 生产并推广使用该装置 既可 以最大程度有效保护运 动员 的安全 又能增强 比 赛的观赏性 有利于推动残疾人举重运动的发展 参考文献 1 成大先 机械设计手册 第 4卷 M 3版 北京 化学工 业 出版社 1 9 9 3 2 成大先 机械 设计 手册 第 5卷 M 3版 北京 化 学工 业 出版社 1 9 9 4 上接 第 1 1 4页