【JX171】YF3-10L溢流阀的制造[KT+RW]【2A0】
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【JX171】YF3-10L溢流阀的制造[KT+RW]【2A0】,jx171,yf3,10,溢流,制造,kt,rw,a0
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毕业设计任务书 一、题目： 流阀的制造 二、目的： 本课题 是培养学生的综合运用专业知识和解决实际问题的能力、提高科学实验和实践的动手能力以及课题独立完成能力和协作配合能力， 使学生充分 掌握数控加工的基本方法。为他们在以后的工作中打下坚实的基础。 三、技术要求： 1. 要求有完整的书面毕业设计报告。 包括： A、 零件图及装配图 B、 对溢流阀的可行性分析 C、对溢流阀的加工编程，以及工具的夹紧。 2. 各组件在 件中的三维模型。 四、说明书内容： 本论文讲了液压控制阀，包括溢流阀、顺序阀、压力 阀，重点说明溢流阀。 首先先简单的阐述液压控制阀在国内的发展状况和分类，再重点 阐述了溢流阀的结构，包括先导和直导两种，并且对各自的静、动性能进行分析 极其简单的应用 。最后重点讲了溢流阀 零件 编程 和工件的夹紧。因此，加工出来的零件符合设计的要求。 五、图表内容： 总装配图（ 1 张），零件图（ 8 张）。 六、参考文献： 1 何存兴，张铁华 . 液压传动与气压传动（第二版） M. 武汉：华中科技大学出版社， 20002 赵应樾 . 液压控制阀及其修理 M. 上海：上海交通大学出版社， 19993 成大先 . 机械设计手册（第四版 第 4 卷） M. 北京：化学工业出版社，20024 沈鸿 . 机械工程手册（第 5 卷） M. 北京：机械工业出版社， 19825 刘震北 . 液压元件制造工艺学 M. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，19926 廖念钊，莫雨松，李硕根，杨兴骏 . 互换性与技术测量（第四版） M. 北京：中国计量出版社， 20007 杨培元，朱福元 . 液压系统设计简明手册 M. 北京：机械工业出版社，8 徐灏 . 机械设计手册（第二版 第 3 卷） M. 北京：机械工业出版社，2000 9 吴宗泽 . 机械设计课程设计手册（第二版） M. 北京：高等教育出版社，1999 10 范存德 . 液压技术手册 M. 沈阳：辽宁科学技术出版社， 200411 陆培文 . 实用阀门设计手册 M 械工业出版社， 200212 缪亮，何红玉 . 巧夺天工 X 素材采集与课件设计 M. 天津：天津电子出版社， 2003任务书下发 时间： 2006年 5月 25日 毕业设计完成时间： 2006年 6月 15日 指 导 老 师： 周国新 教 研 室 主 任： 七、指导教师评语： 指导教师签名 年 月 日 八、答辩评审意见： 答辩组长签名 年 月 日 常州轻工职业技术学院 毕业设计 （ 论文）课题审批表 机械 系 04 数控 322 班 设计 (论文 )课题 : 流阀的制造 设计者 :杨洪涛 指导教师及专业技术职称 :周国新（讲师） 起讫日期 : 2006 年 4 月 19 日至 2006 年 6 月 19 日 设计地点 :常州轻工职业技术学院 课题内容简介 (包括设计参数、设计任务等 )： 本论文讲了液压 控制阀，包括溢流阀、顺序阀、压力阀，重点说明溢流阀。首先先简单的阐述液压控制阀在国内的发展状况和分类，再重点阐述了溢流阀的结构，包括先导和直导两种，并且对各自的静、动性能进行分析极其简单的应用。最后重点讲了溢流阀零件编程和工件的夹紧。因此，加工出来的零件符合设计的要求。 本文设计的数控加工完全可以加工出合格零件，并符合经济性特点 。 审 批 意 见 (盖章 ) 年 月 日 常州轻工职业技术学院机械工程系毕业设计 常常 州州 轻轻 工工 职职 业业 技技 术术 学学 院院 题 目 流阀的制造 姓 名 杨 洪 涛 学 号 0405313247 班 级 04数控 322 指导教师 周 国 新 职 称 讲 师 日 期 毕业设计 (论文 ) 开题报告 一 前言 1 课题题目 流阀的制造 2课题来源 我公司是 一家外资的溢流阀的零件 厂，各种 配件 都开 发 ， 由于加入世界国际贸易组织，对溢流阀需求越来越多质量越来越好，它的功能也越多。为了越快越好的做出产品并推向市场，抢占市场是最有价值和势力的，然而数控加工对溢流阀零配件最好最快的加工方案。我公司设计一系列溢流阀配件并将投入生产 ,其中 流阀的零件是最主要的一种 . 3 课题类型 溢流阀的加工编程、加工工艺和静、动态分析。 4 课题意义 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。 5 国内、外数控的需求和现状分析 （ 1）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（ 19531957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 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 21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）。 装 订 线 1968 年，当时的一机部组织有关单位，在公称压力 21压阀的基础上，设计了我国一套公称压力为 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 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 ），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、 63径为 632装阀及 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。 ） （ 2）国外溢流阀的发展前景 液压缸网件。液压站，压力表，电控、气控换向阀， 管，螺堵，油封，台液压缸网湾、日本、德国、美国原装液压、气动元件，气控、电控柜、各种泵类等。 几年液压缸网来 ,经过公司员工的不断的努力与进取 ,我公司已占有了一定的国内市场份额 ,并且在已经达到了相当的液压缸网生产经营规模 ,享有较高的诚信度。本公司在杭州市中心设有大型的仓库，库中备有大量现货 E，液压油路接头，气动管路接头，管夹等。经液压缸网营各类柱塞泵，叶片泵，齿轮泵，油马达，气马达，溢流阀，节流阀，调速阀， 士 乐）， 压缸网 格斯）， 研）， 士）系列液压元件。液压站液压缸网，压力表，电控、气控换向阀， 管，螺堵，油封，台湾、日本、德国、美国原装液压液压缸网、气动元件，气控、电控柜、各种泵类等。 几年来 ,经过公司员工的不断的努力与进取 ,我公司已占有了一定的国内市场份额 ,液压缸网并且在已经达到了相当的生产经营规模 ,享有较高的诚信度。本液压缸网公司在杭州市中心设有大型的仓库，库中备有大量现货，可供客户看样选型。公司拥有众多的各类工程技术人员可为客户提供各种技术支持。 为 液压缸网了能够在激烈的市场竞争中赢得更多的市场份额。液压缸网我公司新近组建了电子商务部，面向地球村上的所有新老客户。公司就在闻名世界的西子湖边，交通便利。公司地址杭州市下城区德胜中路长浜巷 80 号液压缸网 框压滤机作为一种固液分离设备，应用于工业生产已有悠久历史，它具有分离效果好、适应液压缸网性广等特点，特别对于粘细物料的分离，有其独特的优越性。 液压缸网作，共谋发展。 列液压站是我公司新近开发的最新型产品，它采用美国威格斯恒压变量泵，液压缸网德国力士乐遥控阀，意大利阿托斯比例 溢流阀，主阀组采用二通差装结构液压缸网，性能优越，彻底解决了操作迟 滞问题，是老井改造液压站的首选，目前在鹤岗矿务局、峰峰矿务局、鸡西矿务局、大同矿务局等液压缸网有多台液压站正稳定运行，深受用户好评。该产品适用于需要往复推、拉 直线（或往复旋转一液压缸网定角度）运动也可用于需上升、下降或夹紧工作物的场所，并可进行远距离高空及危险区 的集液压缸网中或程序控制。已广泛应用于冶金、矿山、煤炭、电力、机械、粮食、水泥、化工、水利、运输等部门， 液压缸网是通用的动力源。该产品与电动推杆、气缸、液压缸相比，具有如下优点： 1、可以带负荷启动，而液压缸网电动推杆却很困难。 2、具有超负荷 保护能力，不会损坏电机和机件。 3、同一台电液推杆其推、拉液压缸网力可无极调速，因而驱动力范围广，这是电动推杆和气缸无法可比的。 4、在推力和速度相同的情况下，消耗的电能仅有电动推杆液压缸网的一半。 5、本产品采用全液压传动液压缸网，动作灵敏，运行平稳，能有效缓冲外来的冲击力，行程控制准确是气缸和电动推 杆所不能做到的。 6、电液推杆液压缸网采用机、电、液一体化全封闭结构，工作油路循环于无压的封闭钢桶里，体积小，不漏油，便于 安装液压缸网、维修。在恶劣的工作环境中，不吸尘，不进水，不锈蚀，使用寿命比气缸、电 动推杆长久。液压缸网 7、投资小，气缸需建空压站，液压缸需要液压站，而电液推杆不需任何附属设备。该液液压缸网压站为制砖机设计其主要功能为 1 组电机泵供应 8 路执行机构压力油源， 8 路执行机构都实现速度可调功能。其中，马达为二级速度控制， 8 路液压缸网控制阀都放在一块配流板上，从而减少了泄漏环节。 二 方案论证 1课题的研究方法 本课题注重其可行性和实用性，在理论的基础上要实现现实的可运用性，所以课题研究是理论和实践论证的综合，在整体设计、工作过程和原理论证都经过了科学有据的理论数据分析和经验总结，最终表明此溢 流阀配件的基本应用、整体设计合理规范、工作过程可行有效、操作简单、应用也广泛等。 2 设计及制造方案 该溢流阀配件的设计是按照国标数控设计与数控工作原理的具体要求而设计，工艺性可保证材料消耗少、工序数目少。其中查阅了数控技术应用的相关书籍和资料，其设计方案经过科学论证。溢流阀的工艺设计也根据规定和实际需要进行了合理编制，所用材料也进行了合理的选择。制造溢流阀的零配件采用先进的数控技术，包括数控车、数控铣、数控特种加工等于一体，可保证减速器各个零部件的尺寸精度。 （ 1）首先根据设计的溢流阀零件图，用 出电子篙，并且表上尺寸和一些文字表明。 （ 2）按照电子图对每一个零件进行加工编程，在次过程中考虑加工工艺和零件材料的选择，要求此溢流阀工作过程中，保证有一定的刚性和韧性。 （ 3）数控车床的夹具是卡盘，一般多不复杂 ，包括 列德标普通和钢体三爪自定心卡盘、 列短圆柱三爪自定心卡盘、 列短圆柱自定心卡盘、 列短圆柱四爪单动卡盘、 调精密三爪自定心卡盘 等 。我们在做溢流阀的零件时，要保证工件的中心一定，所以我们用三爪定心卡盘加工 此 零件。 以防止 卡盘 与刀具在加工过程中发 生碰撞， 卡盘 的刚性和稳定性要好。 （ 4） 最后 ,对溢流阀分类 ,结构及其工作原理 ,并且分析每个类型的主要性能(静态和动态性能 )。 3 可行性分析 溢流阀零件的设计是按照国标数控技术与数控工作原理的具体要求而设计，以材料消耗少、工序数目少、结构简单且寿命长、产品质量稳定、操作安全方便为准则，结合实际生产需要进行了图形的绘制，经过反复科学论证和对数控实际参数和工艺的调整和修改，最后实验证明 溢流阀的零件可运用于生产，可行有效。 三 文献综述 1 课题研究的目的 对溢流阀的 加工编程和加工工艺及其一些主要性能。 2 课题研究内容 本课题主要针对 溢流阀的配件而进行的加工，如何完成零件的制造工作，近而加工出精度高的零件。那麽 溢流阀的零件如何更好的完成工作，并能保证尺寸精度及使用功能，让其使生产更简单更迅速，又能提高材料的利用率。当然，材料本身要符合设计与制造实际要求，在保证设计方案可行的基础上，要保证制造成本等方面合理可行 。 3 拟解决关键的问题 （ 1） 由于溢流阀的密封性要求比较高，溢流阀装配的很难达到要求。 （ 2） 也是因为密封性，所以溢流阀的零件的精度也比较高，在数控车床上才有可能大到要求。 四进度安排 第 1 周 进行调研及文献资料的检索与阅读，提出课题总体设计方案，撰写开题报告。 第 2 周 进行系统分析，完成毕业设计详细设计方案。 第 3 完成详细设计，绘制机械总装图、零件图 第 5 完成机械设计的全套图纸（电子版）。 第 7 8 周 进行图纸设计修改及完善 第 9 撰写毕业设计论文。 第 11 周 交毕业设计全套资料 五参考文献 1 何存兴，张铁华 . 液压传动与气压传动（第二版） M. 武汉：华中科技大学出版社， 20002 赵应樾 . 液压控制阀及其修理 M. 上海：上海交通大学出版社，19993 成大先 . 机械设计手册（第四版 第 4 卷） M. 北京：化学工业出版社， 20024 沈鸿 . 机械工程手册（第 5 卷） M. 北京：机械工业出版社， 19825 刘震北 . 液压元件制造工艺学 M. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，19926 廖念钊，莫雨松，李硕根，杨兴骏 . 互换性与技术测量（第四版） M. 北京：中国计量出版社， 20007 杨培元，朱福元 . 液压系统设计简明手册 M. 北京：机械工业 出版装 订 线 装 订 线 社， 8 徐灏 . 机械设计手册（第二版 第 3 卷） M. 北京：机械工业出版社，2000 9 吴宗泽 . 机械设计课程设计手册（第二版） M. 北京：高等教育出版社， 1999 10 范存德 . 液压技术手册 M. 沈阳：辽宁科学技术出版社， 200411 陆培文 . 实用阀门设计手册 M 械工业出版社， 200212 缪亮，何红玉 . 巧夺天工 X 素材采集与课件设计 M. 津：天津电子出版社， 2003-8 摘要 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，结构尺寸小等优点。 本论文讲了液压控制阀，包括溢流阀、顺序阀、压力阀，重点说明溢流阀。 首先先简单的阐述液压控制阀在国内的发展状况和分类，再重点 阐述了溢流阀的结构，包括先导和直导两种，并且对各自的静、动性能进行分析 极其简单的应用 。最后重点讲了溢流阀 零件 编程 和工件的夹紧。因此，加工出来的零件符合设计的要求。 关键词：溢流阀 ，数控编程，加工工艺，工装。 目录 中文摘要 1 章 绪论 1 压技术的发展历史 1 国液压阀技术的发展概况 1 课题的目的及研究范围 2 第 2 章 压力控制阀 的分类与型号 3 力控制阀的分类 3 国常用的压力控制阀型号及意义表示 3 下中低压系列（广州型） 3 高压系列（榆次型） 4 压系列（联合设计组） 4 我国引进的德国力士乐公司压力阀系列 5 第 3 章 溢流阀 6 流阀的结构和工作原理 6 动型溢流阀 7 导式溢流阀 7 流阀的主要性能 9 态特性 9 态特性 9 导型溢流阀的静态特性分析 11 流阀的基本应用 13 第 4 章 减压阀 14 压阀和结构及工作原理 16 压输出减压阀 16 差 减压阀 17 比减压阀 18 压阀 的主要性能 18 压阀 的基本 应 用 18 第 5 章 顺序阀 20 序 阀 的 结构 和工作原理 20 序 阀 的基本 应 用 21 衡回路 21 序动作回路 21 荷回路 22 第 6 章 实体设计与动画制作 22 软件简介 22 二维 图纸 23 三维实体 23 动画 24 课件 的制作 25 总结 28 鸣 谢 28 参考文献 29 中文摘要 本次毕业设计是液压控制阀的理论研究与设计，重点对溢流阀、减压阀及顺序阀 工作原理、结构特点、型号说明、应用情况 进行阐述，绘制三维实体动画及制作相 关课件服务于教学。本设计绘制了溢流阀的二维图纸，使用 作各阀三维实体用于形象演示压力控制阀的结构，制作 画用于生动演示压力控制阀的工作过程。 关键词：溢流阀 ；减压阀；顺序阀 he of is of is to on of as as is In of to of of to of 江海洋大学本科生 毕业论文 题目 液压控制阀的理论研究与设计 of 者姓名 林乐生 所在专业 机械设计制造及其自动化 所在班级 机制 1015 申请学位 工学学士 指导教师 孙明 职称 教授 答辩时间 2005 年 6 月 日 液压控制阀的理论研究与设计 1 液压控制阀的理论研究与设计 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。 液压技术的发展历史 液压传动理论和液压技术发展的历史可追溯 17 世纪，当时的荷兰人史蒂文斯（ 究指出，液体静压力随液体的深度变化，与容器的形状无关。之后托里塞勒 (对流体的运动进行研究。 17 世纪末， 牛顿对液体的粘度以及浸入运动流动体中的物体所受的阻力进行了研究。 18 世纪中叶，伯努利提出的流束传递能量理论及帕斯卡提出的静压传递原理，使液压理论有了关键性的进展。 1795 年英国伦敦的约瑟夫 7491814)创造了世界上第一台水压机 棉花、羊毛液压打包机。 1905 年，詹尼（ 计了一台带轴向柱塞泵的油压传动与控制装置，并于 1906 年成功地应用在弗吉尼亚号战舰的炮塔俯仰、转动机构中。 1936年，哈里 出了包括先导式溢流阀在 内的些液压控制元件有力地推动了液压技术的进步。 1958 年美国麻萨诸塞州理工学院的布莱克本（ 李诗颖创造了电液伺服阀，并于 1960 年发表了对液压技术有杰出贡献的论著 流体动力控制。 现在由于微型计算机与液压技术日益密切的结合，对液压控制阀提出了更高、更新的要求，液压控制已开始形成了一个分支学科，继续不断不断地向高、精、尖的方向发展。 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（ 19531957 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 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 21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）。 液压控制阀的理论研究与设计 2 1968 年，当时的一机部组织有 关单位，在公称压力 21压阀的基础上，设计了我国一套公称压力为 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 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 ），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、 63径为 632三大类液压阀和我国自行开发的叠加阀、插装阀及 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。） 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，本课将重点对液压控制阀部分进行理论研究，主要研究对象为溢流阀、减压阀和顺序阀。在进行理论研究的同时，使用 体设计分别制 作溢流阀、减压阀及顺序阀的三维结构图及其装配动画，并且将上述液压控制阀的工作原理用 画的形式加以演示。最后，将使用 子书 )制作软件制作一份可供教学使用的电子教案，内容包括溢流阀、减压阀和顺序阀的工作原理、结构特点、型号说明、应用情况以及各种阀的比较等，此电子教案内容将采用大家熟悉的网页形式，并且集成了本课题的几乎所有成果，内容既有传统的文字叙述和二维插图又有直观的三维立体及动态工作过程 外本课题使用电子书形式的电子教案最终格式是一个可以独立运行的 件，具有体积小、功能 齐全、运行方便的特点。 液压控制阀的理论研究与设计 3 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。 本章及后续几章将就常用压力控制阀进行详细论述。 力控制阀的分类： 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： 国常用的压力控制阀型号及意义表示 下中低压系列（广州型） 液压控制阀的理论研究与设计 4 名称控制方式改进序号公称通径调压范围( m m )B : 0 . 5 7C : 3 . 5 1 4H : 7 2 1K : 1 4 3 5H 1 : 0 . 6 8H 2 : 4 1 6H 3 : 8 2 0H 4 : 1 6 3 1 . 5工厂代号溢流阀电磁溢流阀卸荷溢流阀减压阀远控溢流阀卸荷溢流阀平衡阀J D X 2 1 2 3 兰式式( M P a )纹式D 、2 2 含远程高压阀 )电磁溢流阀卸荷溢流阀减压阀内控单向顺序阀外控顺序阀外控单向顺序阀M P a )双点压力继电器平衡阀2 P 、2、3、表示 0省略 I 2O 压阀 6 64 1 68 2 01 6 3 1 . 50 . 6 1 61 . 6 44 80 . 6 6 . 34 2 01 6 3 1 . 5顺序阀压力继电器兰式 式 ( 可 省 略 ）纹式( M P a )公称通径 ( 中高压系列（榆次型） 压系列（联合设计组） 名称控制形式改进序号最大工作压力主要规格M P a )对阀：流量（ L / m i n )( M P a )A = 1B = 2省略K = 0 . 6L = 1 . 6M = 4流）单向顺序阀液动顺序阀顺序阀单向减压阀减压阀低压溢流阀中压溢流阀 略）连接方式液压控制阀的理论研究与设计 5 电 磁 阀 = ( 省 略 )先 导 型 溢 流 阀 = ( 省 略 )不带插入式主阀芯的先导阀= D B C （不标通径）带插入式主阀芯的先导阀= D B C ( 标 通 径 1 0 或 3 2 )远程调压阀= D B T ( 不 标 通 径 )通 径板式连接 螺纹连接订货说明8=10=16=20=25=32=015202530( 二 位 阀 ) 常闭= 连 接 = 无 标 记螺纹连接= 手 柄 = 1带保护罩的调节螺栓= 2带锁的调节手柄= 33 0 系 列 = 3 0 调节压力（ X 1 05P a )矿 物 质 液 压 油 = 无 标 记磷酸脂液压油= /控制油型式图形符号交流电压 2 2 0 V 频率 5 0 H z = W 2 2 0 - 5 0 h i 电 压 2 4 V = G 24带内装式整流器的直流电磁铁（只 插头可以用）= W 2 2 0 障 按 钮 = 无 标 记有故障检查按钮= Z 5带指示灯的大方形插头= Z 5 不带通径主阀芯的先导阀：通 径 1 0 = D B C ,通 径 2 5 、 3 2 = 不 标 通 径 和 连 接 方 式 ) ；带主阀芯的先导阀= D R C ( 注 明 通 径 1 0 或 3 2 、不注连接方式)公称通径板 式 连 接 = 无 标 记 ； 管 式 连 接 = 供内排= 无标记；外供内排= X; 内供外排= Y (泄漏油从 Y 口 排 出 ) ； 外 供 外 排 = 向 阀 = 无 标 记 ； 没 有 单 向 阀 = M 矿 物 质 液 压 油 = 无 标 记 ； 磷 酸 脂液 压 液 = /调 节 手 柄 = 1 ； 带 保 护 罩 的 调 节 螺 栓 = 2 ；带锁的调节手柄= 33 0 系 列 = 3 0控 制 压 力 1 0 M P a = 1 0 0 ；控 制 压 力 3 1 . 5 M P a = 3 1 我国引进的德国力士乐公司压力阀系列 : （ 1）溢流阀 （ 2） 减压阀 液压控制阀的理论研究与设计 6 顺 序 阀 = 无 标 记不带主阀芯的先导阀= C ( 不 标 通 径 )通径（ ： 1 0 = 1 0 ； 2 5 = 2 5 ； 3 2 = 3 23 0 系 列 = 3 0最 高 调 节 压 力 = 2 1 0 ( 1 05M P a )控制油供排方式：内供内排= 无标记；外供内排= X; 内供外排= Y( 泄 漏 油 从 Y 口 排 出 ) ； 外 供 外排= 向 阀 = 无 标 记 ； 没 有 单 向 阀 = M 矿 物 质 液 压 油 = 无 标 记 ； 磷 酸 脂 液压 液 = C ( 标 明 通 径 1 0 或 3 2 )调 节 手 柄 = 1 ； 带 保 护 罩 的 调 节 螺 栓 = 2 ；带 锁 的 调 节 手 柄 = 33 0 / 210( a ) ( b ) ( c ) ( d )（ 3） 顺序阀 第 3 章 溢流阀 流阀的 结构和工作原理 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。 动型溢流阀 图 3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 2 3 4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。 液压控制阀的理论研究与设计 7 A( c )( d )a )( b )下面以锥阀式 动型溢流阀为例说时其工作原理： 图 3 锥阀式 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 2 3 4 5 6 7（ 1）工作原理 : 设弹簧预紧力为 塞底部面积为 A 则： 当 ,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： K(0X+X )+G s ： P= K(0X+X )+G s A (3式中 ： K、0刚度和预压缩量（ m） ;G 为阀芯自重（水平时不考虑） :N）； 稳态液动力（ N）； 射流力 (N)。 此处 , X(N) P=( A (3（ 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 接与 衡 ,若 P 较高 ,Q 较大时 ,K 就相应地较大 ,不但手调困难 ,且 p 变化较大 ,所以一般用于低压小流量场合。 先导式溢流阀 先导阀 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 液压控制阀的理论研究与设计 8 F 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 先导阀阀座孔面积（ ,先导阀弹簧预紧力、刚度 ,、 重、摩擦力。 当 ,导阀打开 ,主阀两端产生压差 : p 当 p +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： )( 02211)( 02 由上两式可得溢流阀进口压力为： )(1)( 010121 （ (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。 液压控制阀的理论研究与设计 9 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 口量 x、调压弹簧刚度 不必很大 先导型溢流阀广泛用于高压、大流量场合。 流阀的主要性能 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。 （ 2）启闭特性 定义：溢流阀从开启到闭合全过程的被控压力 p 与通过溢流阀的溢流量 q 之间的关系。 一般用溢流阀处于额定流量、额定压力 ，开始溢流的开启压力 停止溢流的闭合压力 s 的百分比来表示。 开启压力比： (s) 100% 闭合压力比： ( 100% 两者越大及越接近 ,溢流阀的启闭特性越好。一般规定：开启压力比应不小于 90%，闭合压力比应不小于 85%，其静态特性较好。 (3) 卸荷压力：当溢 流阀作卸荷阀用时，额定流量下进、出油口的压力差称为卸荷压力。 (4) 最大允许流量和最小稳定流量：溢流阀在最大允许流量（即额定流量）下工作时应无噪声。 态特性 （ 1）压力超调量：最大峰值压力与调定压力的差值。 （ 2）响应时间：指从起始稳定压力与最终稳态压力之差的 10%上升到 90%的时间。 (即图 3 A、 B 两点的间的时间间隔 ) （ 3）过渡过程时间：指从调定压力到最终稳态压力的时间。 (即图 3 B 点到 C 点间的时间间隔 ) （ 4）升压时间：指溢流阀自卸荷压力上升至稳定调定压力所需时间。（即图 3 （ 5）卸荷时间：指卸荷信号发出后由稳态压力状态到卸荷压力状态所需的时间。 (即图 3液压控制阀的理论研究与设计 10 .9(.1(图 3量阶跃变化时溢流阀的进口压力响应特性 (.1(图 3流阀升压与卸荷特性 导型溢流阀的静态特性分析： 以本次设计中绘制型溢流阀为例：具体尺寸见相关装配图及零件图。 （ 1）开启过程： 设额定排放压力 6启压力 4导 阀弹簧刚度为 2 压缩量为 阀弹簧刚度 y 20N/压缩量 0定流量 20L/液压控制阀的理论研究与设计 11 阀芯与阀孔间的摩擦力为 、下腔的液压力分别为 其上下有效作用面积分别为1 )1640(4 22 =1055 ) 22 =1016 016105512 (符合在 间的条件 ) 主阀芯自重 为： G= 先导阀孔座面积为： 态时的主阀开度 y=： A. 当液压系统压力 于先导阀的开启压力 ，先导阀保持关闭。 根据 1此时主阀芯受力条件为 A1 2P 1 - P 2 = 常数a )( b )差减压阀 (a)工作原理； (b)符号 工作原理：高压油 节流口减压后以低压 出，同时低压油经阀芯中心孔将压力 进出油压在阀芯有效 作用面积上的压力与弹簧力相平衡 根据 1有 ： P=4/)()(22021 （ (4式中， K、 别为弹簧刚度（ N/m）和预压缩量（ m） ;X、 D 和 d 如图4示。 应 用： 与节 流 阀组 合作 调 速 阀 ，使通 过节 流 阀 的流量基本不受外界 负载 影 响 。 液压控制阀的理论研究与设计 18 比减压阀 减压 原理：利用油液在某 个 地方的 压 力 损 失，使 进 出口 压 差或出口 压 力 与 某一 负载压 力之比为 常 数并 保持恒定，故 称 定比 减压阀。 工作原理：高压油 过减压 口后从以 出，同时低压油作用 于阀芯上腔，若忽略刚度很小的弹 簧力，则有近似的阀芯平衡方程式： 2221 由上式可知道只要选择适当的大小柱塞的直径比，即可获得所需的进、出口压力比。 图 4比减压阀 （ a）、工作原理；（ b）、符号 减压阀的主要性能 （ 1） 调压 范 围 （ 2） 压 力特性 （ 3） 流量特性 减压阀的基本应用：减压或稳压 图 4一种常见的减压回路，图中系统的最大工作压力由溢流阀 4 加以调节，主油路是油液从泵 5 经顺序阀 3 通过 电液换向阀的主通道去执行部件。电液换向阀 2 的控制用低压油、由减压阀 1 将主油路的部分油液减压后供给。这样右节省一只低压供油泵。当换向阀使主油路卸荷时（图示状态），为避免减压阀进口油压力为零（即无减压油输出），从而不能控制换向阀动作，所以在系统中接入顺序阀 3 以产生背压。 ( b )( a )19 1 减 压 阀5 液 压 泵4 溢 流 阀3 顺 序 阀2 电 液 换 向 阀图 4压回路 图 4紧系统中的单向减压回路 如图 4示，系统中仅有一台高压泵，但侧向锁紧液压缸需要 用低压油，故需交油液减压。单向减压阀接于锁紧缸换向阀之间。此缸工作时（活塞右移），油液经减压阀进入该缸活塞腔，此缸回程时，活塞腔油液经单向阀排油，减压阀不起作用。 液压控制阀的理论研究与设计 20 第 5 章 顺序阀 顺序阀是控制液压系统中液压泵或液压马达等执行元件进行顺序动作的压力控制阀。根据控制方式，可分为直控式和液控式两大类。直控式又叫内控式，它是直接利用顺序阀进口油路本身的压力来控制阀门的动作；液控式又叫远控式、外控式，它是利用外来控制油液的压力，对阀门的动作进行控制。根据顺序阀的结构可分直动型和先导型两种。顺序阀 的结构与溢流阀十分相似，不同的是溢流阀的出油口直接接油箱而顺序阀的出油口接下一液压元件。 顺 序 阀 的 结构 和工作原理 先导式顺序阀结构如下： ( c )( d )( b )遥控口 K( a )图 5导型顺序阀 (a)、外控式 ； (b)、内控式； (c)先导型顺序符号； (d)一般符号（或直动型顺序阀） 工作原理：设 簧预紧力和阀前压力，则 当 t, 阀 口打 开 ， 下一 个执 行元件 动 作。 调节 调压 螺 钉 ，改 变弹 簧力，即可改 变开启压 力。 特点： 阀 出口通 压 力油，外泄漏量很大，必 须专门设 置一泄漏油口以使其正常工作。 如图 5示的是 顺序阀，此阀的特点是压力油直接作用于滑阀式先导阀，并且泄漏油不流向泄油口 L 而是流向出油口 阀上腔油压与先导滑阀所调压力无关，故出口压力近似等于进口压力。所以 顺序阀的泄漏量和功率损失较小。 液压控制阀的理论研究与设计 21 321Z 型顺序阀 1 2 3表 5顺序阀的职能符 号 控制与泄油方式名 称职能符号内控外泄外控外泄内控内泄外控内泄内控外泄加单向阀背压阀顺序阀外 控顺序阀内 控 单 向 顺序阀卸荷阀外控外泄加单向阀内控内泄加单向阀外控内泄加单向阀外 控 单 向 顺序阀内控平衡阀外 控 平 衡 顺序阀的基本应用 衡回路 组 成：如图 5示 工作原理： 系统中顺序阀的压力油进口与液压缸下腔相通，通过调压弹簧的调定，使腔内的油液形成一个正好与活塞活动部分重量相平衡的背压力，从而防止活塞组件因自重而下滑。 序动作回路 组 成：如图 5示 工作原理： 手动换向阀左位 油首先 进 入 缸 I 下腔，下腔回油，活塞上行 I 外负载使压液压控制阀的理论研究与设计 22 达左边顺序阀调定压力） 压力油通过顺序阀进入 缸 腔，缸腔回油经右边单向阀部分流回油箱，活塞上行。 手动换向阀右位 上腔，下腔回油，活塞下行， I 外负载使压力升高，到达右边顺序阀调定压力） 力油经右这顺序阀进入 缸 腔，下腔回油通过左边单向阀部分流回油箱，活塞下行。这样就完成了液压缸 I 和液压缸 上下先后顺序动作的控制。 图 5顺序组成的平衡回路 图 5向顺序阀控制的顺序动作回路 卸荷回路 工作原理：若将外控式顺序阀的出油口接通油箱，并将外泄改为内泄，再调定到合适的压力后即可成为溢流阀。在液压系统中起卸荷阀或背压阀的作用。 第 6 章 实体设计与动画制作 软件简介 （ 1） 文版 文版是 司推出的 计软件，由于其符合人性的设计界面、操作方式，最大限度地满足了用户的需要，在各行各业中有着广泛的应用。 官方网站： （ 2） 体设计 体设计 我国北航海尔公司开发的 专 注于 产 品 创 新工程的三 维创 新 设计 持各 种概 念 设计 、 总 体 设计 、 详细设计 、工程 设计 、分析仿 真 、 数 控加工的 应 用需求，已成 为 企 业 加快 产 品上市 与 更新速度、 赢 取 国际 化市 场 先机的核心生 产 工具 。 官方网站： （ 3） S 中文版 S 是 司推出的最新图形图像处理软件，其功能强大，作为 专液压控制阀的理论研究与设计 23 业 的 图 像 编辑标 准，可 帮 助 用户 提高工作效率， 尝试 新的 创 作方式，以及制作适 用于打印、 其他任何用途的最佳品 质 的 图 像 ， 一直为广大从事图形图象处理工作的用户所青睐。 官方网站： （ 4） X 2004 中文版 X 2004 是 司开发的 新版本，是行 业中成功制作具有丰富 内 容及 应 用程序的 标 准工具。 它 包含 所有特点及功能，另外 还 有很多高端特点，比如 数 据源 综 合功能、 支持 专业视频 、制作更神奇的 应 用程序及互 动内容。官方网站： 。 （ 5） 一个电子书 (制作工具，可以将 件转换成可执行的电子书。无论在功能和界面上，该程序可以说是同类软件中的佼佼者 ,其强大的新特性使电子书的制作和编辑轻而易举。 官方网站： 、减压阀及顺序阀的结构图、原理图、表格等统一采用 三维实体 本设计的三维实体均采用 体设计 制。其中溢流阀的详细尺寸见相关装配图和零件图，减压阀、和顺序阀的主要尺寸如下图 66示： 146011101362010302 04 04压阀 液压控制阀的理论研究与设计 24 2 5 . 94- 序阀 动画 溢流阀、减压阀和顺序阀的三维实体 装配动画由 体设计 作完成后输出（ 输出参数为每英寸 5000 点，象素为 968 581，渲染风格为光滑渲染（显示材质），关键帧频率为 16，质量为最高，压缩类型为 色为 24 位。因输出文件较大，不利于传播和存储 ,所以再将其导入到 作相关标题按钮及相关控制后以体积较小，功能较多的 式输出。 各阀工作原理演示动画的制作过程简述如下： （ 1）、采
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