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。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