课程设计 液控单向阀的设计

1、辽宁工程技术大学课程设计主题：先导单向阀设计作者：导师：专业：机械工程学和自动化(液压执行机构和控制)时间：二零一五年一月摘要为了控制流体的流动、压力和方向以及在工程机械中的应用，更好地利用液压系统来控制机械的稳定工作，掌握更多的流体力学知识，研究工作油液和压力的流动对油压阀的影响，实践设计双向先导单向阀的依据关键词：先导单向阀设计Abstract: inordertocontrontheflowofflowflow， prosersandddirectionandapplicationofengineeringinjery hichccanworkstablytogoodusehydraul

2、icsystemtocontrolthemachine.endetomart tudytheshydraulicoil andpressurefloweffectsproducedonhydraulicvalve soasthebasisofdesigndoublehydrauliccontrolchechevertobepract troducdestheateddesignofdoublehydraulico NTR ol check valve，theoreticalculationsandresearchmethods。keywords : hydrauliccontrolcheckv

3、aldesign目录1先导单向阀的基本情况11.1先导单向阀的类型和应用： 11.2先导单向阀的工作原理31.3液压阀的具体动作状况112 .先导单向阀的初步设计132.1整体设计方案132.2先导单向阀的设计要求132.3先导单向阀的结构设计133 .确定重要部件的基本尺寸163.1阀前孔面积计算设定163.2实际流速的设定163.3控制活塞与止回阀面积之比173.4弹簧最小工作负荷和最大工作负荷174 .弹簧的设计计算184.1弹簧的参数设定194.2弹簧的材料选定194.3弹簧的变形量和节距204.4弹簧线径204.5弹簧所需的刚性和匝数204.6弹簧刚性、变形量和载荷检查214.7试验

4、载荷和试验载荷下的高度和变形量214.8特征核对： 214.9结构参数224.10弹簧的工作图和技术要求224.11弹簧的数据235阀体和活塞杆的厚度和检查245.1阀体壁厚计算检查245.2活塞杆稳定性管理24谢谢25参考文献25欢迎下载1先导单向阀的基本1.1先导单向阀的类型和应用：先导单向阀有普通型和带卸载阀柱型两种。 各先导单向阀根据其控制活塞的活塞室的连接方式分为内漏式和外漏式。 先导单向阀在油压系统中可以作为通常的单向阀使用，用先导控制压力油，将控制活塞推开单向阀芯实现油液逆流，在系统中实现保压、液压缸锁定、大流量排油等功能。 先导单向阀因为泄漏量少、封闭性能好、工作可靠而被广泛使

5、用。先导单向阀的具体应用实例如下所示。1 )保压保持力。滑阀式换向阀有间隙泄漏现象，压力保持只有很短的时间。(2)液压缸“支撑”。垂直液压缸中，阀和配管泄漏，活塞和活塞杆的重量可能会导致活塞和活塞杆。(3)液压缸锁定。当换向阀在中间时，两个液压控制止回阀关闭，可以关闭液压缸两室的油，活塞不能因外力移动时。(5)石油天然气阀。液压控制单向阀用于填充油阀，完成补给油功能.1.2先导单向阀的工作原理液压控制止回阀，用普通的止回阀和微观控制液压缸底部的液压控制止回阀端口k控制石油，油端口不通过压力油的情况下，阀的作用与普通的止回阀相同，油积极而不扭转。 控制石油k的存取控制压力油时，控制活塞的顶部和开

6、阀的中心力，使油在两个方向自由流动。图1-1先导单向阀的概念图液压控制止回阀泄漏的不同方法分为内部排水和泄漏两种。 控制活塞，石油进口压力高，背压大，可以使用单独的漏口回到油箱，减少液压控制。 液压控制单向阀没有排水孔，被称为内部泄漏型液压控制单向阀，常用的回水管路没有背压。 液压控制止回阀由于单向具有良好的密封性能，广泛应用于液压系统，也用于在常用时间执行组件持股锁定等，防止垂直液压缸自动打滑。 循环等系统设计和使用中需要注意的问题：(1)回路和管道的设计，必须采用内部泄漏的液压控制单向阀，确保在目前的出口不影响高压控制活塞的工作。 如果不能避免这种高压、泄漏型的液压控制止回阀的话，就应该采

7、用的座位(2)在止回阀的核心，控制石油是控制活塞的返回排水，因此，如果立即返回考虑，使用o (图1 - 2所示)方向切换阀，很难立即返回，应该不是y型阀(图1 - 2所示的b )。 想要更快地返回，可以使用泄漏型的液压控制单向阀、压油泄漏，强制地控制活塞返回(参照图1 - 3 )。(a )误(b )修正图1-2背压阀图1-3外部先导单向阀(3)在图1- 4所示的封闭回路中，如果周围的温度变化大，则由于工作油的热膨胀，处于封闭状态的回路(从气缸到两先导单向阀之间)的压力异常变高，有可能破坏管路系统和液压设备。 此时，请在靠近气缸的管路上设置安全阀，发挥保护作用。 但是，安全阀请选择泄漏量少的。

8、否则，液压锁的锁作用就会减弱图1-3锁定电路(4)作为充电阀使用时，请选择开阀压力尽可能小、口径足够大的阀。 这样吸油阻力小，另外，尽可能提高供给到供给阀的油箱的液面，安装在设备的高位置(图1- 5 ) .图1-5充电阀(5)由于先导单向阀的开阀，压力从高压急剧下降，发生冲击时，考虑带释放机构的先导单向阀。 或者，在控制管路上安装截止阀，使活塞的动作变慢，逐渐推开阀体(图1-6 )图1-6释放机构的先导单向阀(7)先导单向阀具有普通阀的功能，并且远程控制漫画以一定的压力控制油液，流动反而可以通过。 工程应用中常用的两个先导单向阀构成液压锁。图1-7双向先导单向阀1.3液压阀的具体动作状况这里只

9、介绍先导单向阀的工作原理，并作必要的说明。图1-9是先导单向阀的工作原理图，a )是内漏式，b )是外漏式。 如果在没有控制压力的情况下，如果能够克服供油口的弹簧力和止挡芯的自重，则可以推开止挡芯流出出口，但反方向的油液不会通过。 如果从控制端口导入控制压力油，则如果控制压力作用于控制活塞的受压面而产生的向上的液压能够克服向下的各种力，则控制活塞能够推开单向阀的芯而实现油液的逆流。图1-9两控制电路需要控制液压止回阀的以下详细情况：(1)作用于先导单向阀控制活塞的控制压力的高低与逆向进口和逆向油液的压力有关，与控制活塞的漏油形式(即内漏式和外漏式)有关。 此处，单向阀芯的受力方程式如下所示公式

10、(1-1)公式中-控制压力-控制活塞受压面积-反转进口压力-反出口压力-止回阀芯受压面积，即阀座内孔面积-其他阻力之和，例如弹性、单向阀的芯摩擦阻力、控制活塞的液压卡止阻力，单向阀的芯和控制活塞的自重。由式1得到内漏式先导单向阀所需的控制压力如下公式(1-2)流出式情况下，止回阀芯的受力方程式如下公式(1-3)控制式中-活塞受压面积，其他符号的意思与式1相同。 可以从式3向外部流出的先导单向阀所需的控制压力如下所示公式(1-4)在比较式1-2和式1-4 :式1-2中，反出口压力越高，所需的控制压力也越快地上升，在反出口值高就不能实现逆流的式1-4中，由于控制活塞的受压面积比控制活塞的受压面积小

11、得多，所以即使反出口压力高，所需的控制压力也不太大显然，内漏式先导单向阀的值适用于反出口压力低的情况，反出口压力高的情况下，采用外漏式先导单向阀。(2)先导单向阀在高压封闭回路释放时经常使用。 一旦控制活塞推开单向阀的芯，高压封闭回路内的油液受到压力而积存的压缩就会突然释放，产生很大的冲击，伴随着很大的放压声。 为了避免这种情况，在止回阀芯中内置小的阀体(即，卸载阀)，推开卸载阀体，部分释放高压封闭回路，然后推开止回阀芯，完全释放高压封闭回路，这是过度释放。(3)将带卸载阀柱的先导单向阀用于逆进口作用者的一定压力，将控制活塞推开单向阀体后要逆进的流量设为标称流量时，所需的最低控制压力和释放状况

12、忠实地表示带卸载阀柱的先导单向阀所需的最低控制压力2 .先导单向阀的初步设计2.1整体设计方案根据设想的流速决定阀口尺寸的大小，根据阀口尺寸的大小决定大致的阀前孔面积，然后计算正确的正逆流液的流速，根据给出的要求参数决定活塞和止回阀面积比，同时进行弹簧的设计计算，绘制各部件图进行验证，最后对主要部件的强度、 整个过程必须保持科学严格的学习态度。2.2先导单向阀的设计要求(1)标称压力(2)公称流量q(3)低开放压力(4)高开压力(5)在低开放压力下通过标称流量时的压力损失(6)在高开压力下通过标称流量时的压力损失(7)在反出口没有背压的情况下，按压加载阀所需的最低控制压力(8)反向出口没有背压

13、时按压单向阀芯所需的最低控制压力(9)控制活塞上的泄漏量的容许值2.3先导单向阀的结构设计单向阀的芯有锥形阀和球阀两种。 球阀流体阻力小，对全通径的球阀几乎没有阻力。 结构简单，体积小，重量轻。 好好地。 有两个密封面，球阀的密封面材料广泛使用各种塑料，密封性好，可以完全密封。 操作方便，开闭迅速，远程控制方便。 保养方便，球阀结构简单，密封圈一般可动，拆卸和更换也很方便。 全开时或全闭时，球体和阀座的密封面与介质隔离，即使介质通过，也不会引起阀密封面的侵蚀。 适用范围广，口径小可以适用于数毫米，大可以适用于数米，从高真空到高压力。 本课题双向先导单向阀的通径小，因此选定球阀式。图2-1单向阀

14、图2-2固定式球阀(2)阀座图2-3单向阀、阀座的配合用止回阀口线接触的话，会有很多接触应力，因此身体的材料是铸铁的话，钢的座位会增加。 座位指着单向阀的中心，为了确保线接触，在确保实际的应力变形角后，指着压力变形和之后非常小的表面接触，必须确保良好的密封。 通常，名义流量少，阀座与正确的止回阀芯接触的情况下，如图2- 3所示，名义流量大，名义压力高，阀体阀座为了提高与阀入口流体的压力条件，单方面与钝角接触的情况下，如图3 - 3所示。3 .重要零件的基本尺寸的确定3.1阀前孔面积计算设定阀前孔流速平均为5m/s7m/s，最高瞬时流速为8m/s10m/s，阀前孔流速假定为8m/s。那么，1L=所以四舍五入=7.5mm毫米即，从单向阀座尺寸得知实际的阀前孔径D=7.5mm时，为正方向的流通面积，即阀前孔面积3.2实际流