溢流阀设计与计算表格
阀门设计计算书.xls
公式
0.2QMJ+0.58QMF+QP+QT
单位
N
2 开启时阀杆总轴向力 Q”FZ
0.31QMJ+0.42QMF-QP+QT
N
3
阀杆最大轴向力
QFZ
取Q’FZ及Q”FZ中较大值
N
4 密封面处介质作用力
QMJ
序号M-2
N
5
密封面上密封力
QMF
序号M-6
N
6 阀杆径向截面上介质作用力
QP
π/4dF2P
N
24
许用合成应力
〔σ∑ 〕
查表4-7
MPa
结论：σL＜〔σL〕， τN＜〔τN）， σY ＜〔σY 〕， σ∑＜〔σ∑〕
合格
230.00
计算书
型
号
零件名称
材料牌号
计算内容
Z***H-***LB 阀杆
1Cr13 头部强度验算
DN
序号
名称
符号
式中符 号
G2
1
剪应力
τ
2 开启时阀杆总轴向力
Q”FZ
3 阀杆与填料的摩擦力
计算书
共
页
型
号
Z***H-***LB
零件名称
闸板
材料牌号 计算内容
WCB 厚度
简图
DN
**"
序号
名称
符号
式中符 号
公式
单位
B
1
计算厚度
S'B
R√(K*P)/〔σw〕+C mm
2
密封面平均半径
R 自由周边：1/2(DMN+bM) mm
3
水闸计算表
闸门孔数n 4中间闸墩侧收缩系数ξz0.955084519单孔净宽b010边闸孔侧收缩系数ξb 0.908872896总净宽B040侧收缩系数ξ0.943531613闸墩厚度dz 4断面面积2321.5436b b30.95原河道底高程169.5坎顶高程170河道流速 2.278656闸墩顶高程191.1189.18 1.92堰上水深H021.36464下游水位189.14 1.96自由过流流量系数m堰流淹没出流系数σ坎高P 0.5下游水位h s 19.140.895873闸墩高H 21.6淹没系数σ0.837306m(直角）0.382361m(圆角）0.384109自由过流流量Q 淹没过流流量Q Q(直角）6312.225Q(直角）5285.263Q(圆角）6341.097Q(圆角）5309.4375290闸门孔数n4中间闸墩侧收缩系数ξz0.955084519单孔净宽b010边闸孔侧收缩系数ξb 0.908872896总净宽B040侧收缩系数ξ0.943531613闸墩厚度dz 4断面面积2321.5436b b30.95原河道底高程169.5坎顶高程170河道流速 2.0159闸墩顶高程189.93188.16 1.77堰上水深H020.13713下游水位188.12自由过流流量系数m堰流淹没出流系数σ坎高P 0.5下游水位h s 18.120.89983闸墩高H 20.43淹没系数σ0.82807m(直角）0.382203m(圆角）0.38406自由过流流量Q淹没过流流量Q宽顶堰堰流泄流能力计算(P=1)宽顶堰堰流泄流能力计算(P=2)Q(直角）5773.732Q(直角）4781.054Q(圆角）5801.781Q(圆角）4804.284680闸门孔数n 4中间闸墩侧收缩系数ξz0.955084519单孔净宽b010边闸孔侧收缩系数ξb 0.909780316总净宽B040侧收缩系数ξ0.943758468闸墩厚度dz 4断面面积1715.1756b b25.9原河道底高程169.5坎顶高程170河道流速 2.250498闸墩顶高程188.05186.43 1.62堰上水深H018.30814下游水位186.39自由过流流量系数m堰流淹没出流系数σ坎高P 0.5下游水位h s 16.390.89523闸墩高H 18.55淹没系数σ0.838767m(直角）0.381911m(圆角）0.383968自由过流流量Q 淹没过流流量Q Q(直角）5002.632Q(直角）4196.041Q(圆角）5029.579Q(圆角）4218.6443860闸门孔数n 4中间闸墩侧收缩系数ξz0.955084519单孔净宽b010边闸孔侧收缩系数ξb 0.910700081总净宽B040侧收缩系数ξ0.943988409闸墩厚度dz 4断面面积1468.0005b b23原河道底高程169.5坎顶高程170河道流速 2.207084闸墩顶高程186.26184.89 1.37堰上水深H016.50828下游水位184.85自由过流流量系数m堰流淹没出流系数σ坎高P0.5下游水位h s14.850.899549宽顶堰堰流泄流能力计算(P=5)宽顶堰堰流泄流能力计算(P=10)。
先导式溢流阀设计
20世纪50年代，随着世界各国经济的恢复和发展，生产过程自动化的不断增长，使液压技术很快转入民用工业，在机械制造、起重运输机械及各类施工机械、船舶、航空等领域得到了广泛的发展和应用。
1.2
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。
二级同心式先导控制溢流阀的主阀芯上有两处配合，表面同轴度要求较高。日本川崎重工业公司研制出了二级同心低噪声溢流阀，把节流部分做成长通道，消除急剧的缩流。在阀座上开出了许多小孔，防止产生负压。二级同心式与三级同心式溢流阀相比是其面积梯度比三级同心式大，动作灵敏，而且压力稳定性和工艺性都比三级同心结构要好。
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。
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”。
球阀设计计算表格2
式中符号1计算壁厚S B ’P*Dn/(2.3*[σL]-P+C mm 3.3657142862计算压力P 设计给定MPa 1.63计算内径DN 设计给定mm 484许用拉应力[σL ]查《阀门设计计算手册》表3-3MPa 925腐蚀余量C 设计给定mm 36实际壁厚S B设计给定mm67标准壁厚GB/T12245.5式中符号1密封面计算比压qMPa63阀座密封面内径D1设计给定mm 354阀座密封面外径D2设计给定mm 405设计压力q 设计给定MPa 1.66密封必须比压q mf查表MPa 77密封材料许用比压[q]查表MPa20式中符号密封总作用力QN1451.936单位计算数据一.壁厚计算软密封41球阀(DN20)序号计算数据名称符号公式二.密封比压计算序号计算数据名称符号公式单位计算数据结论 qmf<q<[q] 故合格三.密封总作用力计算序号计算数据名称符号公式单位计算数据2阀座密封面内径D1设计给定mm 353阀座密封面外径D2设计给定mm 334设计压力q 设计给定Mpa 1.6式中符号1阀杆力矩MF MQF+MFT+MFCN.mm 3629.129085球体与阀座间的摩擦力矩MQF 3.14Dmp^2*P*fm*R(1+cos)/8cosN.mm 3186.012285摩擦因数fm 0.05密封面平均直径Dmp 设计都给定mm 30.3密封角cos 设计者给定mm 42.67球的半径R 设计者给定mm 22.52阀杆与填料的摩擦力矩MFT QT*Dt/2N.mm 443.1168填料与阀杆之间的摩擦力QT N63.3024阀杆直径Dt 设计都给定mm 14圈数Z 设计者给定3单圈填料高度hmm5式中符号1阀杆端头扭转剪切应力τn Mf/w^1/2Mpa14.46559744断面抗扭系数W βa^3250.88宽度a mm8系数β0.49阀杆许用扭转剪切应力五.阀杆力矩计算序号计算数据名称符号公式单位计算数据九.阀杆头部强度计算序号计算数据名称符号公式单位计算数据。
溢流阀
7. 溢流阀分析设计
7.1 溢流阀结构及主要元件设计
溢流阀的结构组成见图，它由阀体、阀芯、弹簧和调节螺钉组成。
(直动型)
7.2 溢流阀结构设计说明
通过一压缩弹簧控制进阀口液体压力，通过一钢球自动调心密封，为使控制压力可变，通过调节螺旋旋入或旋出来改变弹簧的压缩量
7.3 溢流阀弹簧结构参数设定
溢流阀弹簧材料：碳素弹簧钢丝Ⅲ组
剪切弹性模量G：79870MPa
钢丝直径d： 1 mm
弹簧外径D： 7 mm
弹簧有效圈数n： 10圈
溢流阀阀门通径1D ：4 mm
弹簧中径D2： 6 mm （D-d ）
7.4 溢流阀弹簧的单圈刚度计算 弹簧单圈刚度K ＇：
m m N D Gd K 221.466817987083
4
32
4
=⨯⨯=='
7.5 溢流阀弹簧的工作刚度计算 弹簧总刚度K ：
mm N n K K 621.410221.46=='=
7.6 溢流阀弹簧的装配压缩量计算 由原始数据知油压P 为5MPa
弹簧工作力s K F ⨯= （其中s 为压缩量）
油压
21)2(D P F π⨯= m m
K D P s 87.10621
.4214.34)2(
2
21=⨯⨯=⨯=
π。
液压计算表汇
液压设计计算知识1.执行元件的回油背压系统类型背压值/MPa 系统类型背压值/MPa 回油路上有节流阀的调速系统0.2～0.5采用辅助泵补油的闭式回路 1.0～1.5回油路上有背压阀或调速的调带系统0.5～0.15回油路较短且直通油箱≈02.计算泵的流量，选择液压泵系统类型液压泵流量计算式式中符号的意义高低压组合供油系统Q g=υg²AQ d=(υk-υg)²AQ g：高压小流量液压泵的流量（m³/s）υg：液压缸工作行程速度（m/s）A：液压有效作用面积(m2)Q d：低压大流量液压泵的流量(m³/s)υk：液压缸快速行程速度(m/s)恒功率变量液压泵供油系统Q h≥6.6υgmin²A Q h：恒功率变量液压泵的流量(m³/s)υgmin：液压缸工作行程最低速度(m/s)流量控制阀无级节流调速系统Q p≥υmax²A＋Q yQ p≥n max²Q m＋Q yQ p：液压泵的流量(m³/s)υmax：液压缸最大调节速度(m/s)n max：液压马达最高转速(r/s）Q m：液压马达排量（m³/s）Q d：溢流阀最小流量（m³/s）=0.5³10-4有级变速系统ΣN i=1Q i=υmax²AΣN i=1Q i=n max²Q m N：有级变速回路用泵个数ΣN i=1Q i：N个泵流量总和（m³/s）Q i：第i个泵的流量（m³/s)一般系统Q p=K²(ΣQ s)max Q p:液压泵的流量(m³/s)Q p:同时动作执行元件的瞬时流量(m³/s) K:系统泄漏系数K=1.1～1.3蓄能器辅助供油系统Q p=(K/T)²ΣZ i=1νiQ p:液压泵的流量(m³/s)T：工作循环周期时间(s)Z：工作周期中需要系统供液进行工作的执行元件数νi：第i个执行元件在周期中的耗油量(m³）电液动换向阀控制系统Q p=(πK y/4)²ΣZ i=1d i2l i tQ p:控制系统液压泵的流量（m³/s）K y：裕度系数K y=1.1～1.2Z：同时动作的电液换向阀个数d i：第i个换向阀的主阀芯直径（m）l i：第i个换向阀的主阀芯换向行程（m）t：换向阀的换向时间s t=0.07～0.20（s）注：根据算出的流量和系统工作压力选择液压泵。
先导式二级同心溢流阀课程设计
按开启条 件计算
计算额定工 况阻尼孔流 量
其它主要 参数
Pb单位化为Mpa 判断Pb是否大于[P1b] 3.03E+01 合格 Qmin(PS)单位化为L/min Qmin是否合格 10.97 合格
迭代 计算 Pmin
X(0)=XS 7.04E-04 i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 取Pmin=P(12)(Mpa) 1.106
m1g(N) 2
dH(m) [P1b](Mpa) [q](cm3/s) 1.00E-05 28.35 15
Ce 1
许用流速[v](m/s) 6 Dx 0.0281 α 2 20 <2000 K1X0(N) 70.50 K2Y0/(A2PS) 0.9001 Ys(与Y＇差不多) 2.97E-05 判断Pk是否大于[P1k] 合格 △>=(1.5～3)dH 2.00E-05
C1 0.8 Dx取标准值 0.028 d3 0.0016
运动黏度v(m2/s) 3.00E-05 D1(m) 0.0275 长度l1=(7～19)d1 0.01067024 Xs(m) 7.04E-04 Fk1<=下面的值 21.05995114 K2Y0 356.3100 Q2s相对于[Q]的误差 2.01% Pb/Ps 0.962 Xmin 3.86E-05
几何 尺寸 计算
额定流量Qs(L/min) 200 几何尺寸D(m) 0.026596152 L=(0.6～1.5)Dx 0.021 Xu(m) 6.25E-03 △Pk(Pa) 1.22E+06 取Y0 0.0035698 导阀前腔压力P2s(Pa) 3.020E+07 Pb(Pa) 3.03E+07 Qmin(PS)(m3/s) 1.83E-04
溢流阀
目录摘要 (3)一绪论 (5)1.1液压技术的发展历史 (5)1.2我国液压阀技术的发展概况 (5)1.3本课题的目的及研究范围 (7)二溢流阀设计主体2.1简单溢流阀的工作原理 (7)2.2溢流阀的结构设计 (8)2.3直动型溢流阀 (8)2.4先导式溢流阀 (10)三溢流阀主要参数设计 (11)3.1静态特性 (12)3.2动态特性 (13)3.3先导型溢流阀的静态特性分析 (15)四溢流阀的基本应用............................ 错误！未定义书签。
五溢流阀主要零件的加工 19 六溢流阀常见故障原因分析及排除方法 (24)6.1噪声和振动 (24)6.2阀芯径向卡紧............................... 错误！未定义书签。
6.3调压失灵................................... 错误！未定义书签。
6.4其它故障................................... 错误！未定义书签。
总结 (23)致谢 (26)参考文献........................................ 错误！未定义书签。
摘要液压传动是利用密闭系统中受压液体来传递运动和动力的一种传递方式。
其介质为油压液体，包括液压油和其他合成液体，其特点为动力大，运动平稳。
但由于液压粘度大，在流动过程中阻力损失大，因而不宜做远距离传动和控制。
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。
在液压设备中主要起定压溢流作用和安全保护作用。
定压溢流作用：在定量泵节流调节系统中，定量泵提供的是恒定流量。
溢流阀工艺设计说明书
目录第1章缸体的机械加工工艺规程设计 (1)1.1缸体零件图分析 (1)1.1.1零件的作用 (1)1.1.2零件的工艺分析 (1)1.1.3确定生产类型 (2)1.2确定毛坯类型及尺寸 (2)1.2.1确定毛坯类型 (2)1.2.2确定毛坯尺寸 (3)1.2.3毛坯图 (3)1.3 机械加工工艺路线设计 (4)1.3.1 定位基准的选择 (4)1.3.2 制定工艺路线 (5)1.4 加工机床及工艺设备的选择 (6)1.4.1 选择机床 (6)1.4.2 选择刀具及量具 (6)1.4.3 选择夹具 (6)1.5 确定每道工序尺寸 (8)1.6 确定切削用量和基本时间 (8)1.6.1 确定切削用量 (8)1.6.1.1 工序10（铣右端面至尺寸） (8)1.6.1.2 工序20 （钻右端平面Ø16孔） (9)1.6.1.3 工序30（铰右平面Ø16孔） (9)1.6.1.4 工序70 （攻Ø27螺纹孔） (10)1.6.1.5 工序90 （钻右平面Ø4孔） (11)1.6.2 确定基本时间 (11)1.6.2.1 工序10（铣右端面至尺寸） (11)1.6.2.2 工序20 （钻右端平面Ø16孔） (12)1.6.2.3 工序30（铰右平面Ø16孔） (13)1.6.2.4 工序70 （攻Ø27螺纹孔） (14)1.6.2.5 工序90 （钻右平面Ø4孔） (15)第2章专用夹具设计 (16)2.1 确定设计任务 (16)2.2 夹具设计方法 (16)2.2.1 夹具类型的确定 (16)2.2.2 定位方案的确定 (16)2.2.3 夹紧机构设计 (17)2.2.4 导向装置设计 (18)2.2.5 夹具体设计 (18)2.2.6 绘制夹具体装配图 (19)2.3 确定夹具技术要求和有关尺寸、公差配合 (20)2.3.1 技术要求 (20)2.3.2 夹具装配图应有尺寸及公差 (20)参考文献 (21)第1章缸体的机械加工工艺规程设计1.1缸体零件图分析1.1.1零件的作用此零件为溢流阀。
Excel水力计算展示——闸孔出流水力计算 设计
Excel 水力计算展示之 专题9. 闸孔出流过流能力计算实际工程的水闸，闸底坎一般为宽顶堰和曲线型实用堰，闸门类型主要有平板闸门和弧形闸门。
闸孔出流的形式有自由出流和淹没出流两种。
如下图所示图9-1 ''ct h h > 闸孔自由出流 9-2 ''c t h h = 闸孔自由出流9-3 ''ct h h < 闸孔淹没出流判别标准分别为：当''c t h h ≥时，下游发生远离式水跃或临界式水跃，此时闸孔出流为自由出流；当''c t h h <时，下游发生淹没式水跃，此时的闸孔出流为淹没出流。
其中，''c h 为收缩断面水深c h 的共轭水深，t h 为下游水深。
1.自由出流对于自由出流，其计算公式如下02Q be gH μ= （9-1）式中：Q 为过堰流量，m 3/s ；μ为闸孔出流的流量系数；b 为闸孔净宽，m ；e 为闸门开度，m ； 0H 为闸前总水头，m 。
对于平板闸门，流量系数可用下式计算0.600.176eHμ=- （9-2） 应用范围： 0.10.65eH<<。
对于弧形闸门，流量系数可用下式计算(0.970.81)(0.560.81)180180eHθθμ︒︒=--- （9-3） θ为闸门下缘切线与水平线的夹角，适用于： 002590θ<<， 0.10.65eH<<。
2.淹没出流由上面分析可以看出，闸孔淹没出流的条件为t ch h ''>。
当闸孔为淹没出流时，泄流能力比同样条件下的自由出流小，在实际计算时，是将平底闸孔自由出流的式（9—1）右端乘上一个淹没系数s σ，即：s Q σμ= （9—4）式中 ：s σ—淹没系数，可由e H 及zH∆可查图得到，z ∆为闸上、下游水位差。
图9-4闸孔出流的淹没系数【工程任务】矩形渠道中修建一水闸，闸底板与渠底齐平，闸孔宽b 等于渠道宽度b 为3m ，闸门为平板门。
先导式溢流阀设计
第一次世界大战(1914 -- 1918)后液压传动广泛应用,特别是1920年以后,发展更为迅速。液压元件大约在19世纪末20世纪初的20年间,才开始进入正规的工业生产阶段。1925年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动的逐步建立奠定了基础。20世纪初康斯坦丁·尼斯克(G · Constantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究；1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献，使这两方面领域得到了发展。
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
液压传动和气压传动称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，是工农业生产中广为应用的一门技。如今，流体传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志。
先导控制式溢流阀的结构有三级同心式，二级同心式和—级同心式，其先导阀使用的弹簧有线性弹簧和非线行弹簧．非线性弹簧用于液压阀有很大的优越性，但至今应用的却不多见。
三级同心式先导溢流阀其主阀芯上有三处配合，表面的同轴度要求较高。日本改进了三级同心式溢流阀：拉长了尾碟，增设了尾流环，还将回油通道防振尾附近做成直角弯，消耗动能，降低噪声。另外，在主阀上腔和导阀前腔都设置了消振滑块，改变油液流动状态和减小振动容腔。
液压技术具有独特的优点，具有功率重量比大，体积小，频响高，压力、流量可控性好，可柔性传送动力，易实现直线运动等优点，因此液压技术广泛用于国民经济各部门。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 ～ 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，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。现在世界各国都重视发展基础产品。近年来，液压技术由于广泛应用了高新技术成果，使基础产品在水平、品种及扩展应用领域方面都有很大提高和发展。
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 vQ d gπ4=sm 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6ddd1d0l0Dα2d 6d1D1Sh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3l3d 不能太小，3l 由尺寸确定（9）阀体沉割直径1D ，沉割深度1S()mm15~1D 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）()mmL 2~1l 25+= 2L 是导阀的自由长度(12)主阀弹簧的装配长度1l111h -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max101g10216.67Q X p gD C γπ=取0.65C 1=，()3-3100.903cm N ⨯=γ带入上式得0.165mm 63100.90398022.23.140.656316.67X 3-10=⨯⨯⨯⨯⨯=（2）卸荷时主阀芯的开口量1x X[]1x 01g 1x p 2gD C Q 16.67X γπ⨯=取0.65C 1=，()3-3cm 100.885N ⨯=γ带入上式得3.16mm 1100.90398022.23.140.656316.67X 31x =⨯⨯⨯⨯⨯=（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[][]0001214p ααγd l QQ gvp Q Q -=取()33108995.0cm N ⨯=γ，sen cm v 3235.0=，cmd a 00785.01.0442200=⨯==ππ代入上式得()2322.5900785.000785.01.08.05.105.10980235.0108995.01460cmp 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==。
溢流阀的设计
溢流阀的设计1 绪论液压技术发展历史较短，但是发展速度相当快。
作为新兴的应⽤学科，在国民⽣活中应⽤⼗分⼴泛。
现如今，机电产品正朝着功能多样化的趋势发展，⽽液压技术正好满⾜它的要求，所以，为了实现⽣产⾃动化、⼯业⾃动化，液压技术是必不可缺的。
液压技术有很多优点，⽐如：反应速度快、液压系统体积⼩、结构简单、操控⽅便、传递的⼒量较⼤、可实现⽆极调速等。
通常选⽤矿物油作为⼯作介质，使⽤寿命长，可实现⾃⾏润滑。
因此，它被⼴泛应⽤在⼯程机械、农业机械、汽车⼯业、冶⾦⼯业等各⾏各业中。
近⼏年来，液压技术⼴泛采⽤⾼新技术成果，使各⾏业应⽤领域都有很⼤发展和提⾼。
液压传动设备的组成有：动⼒元件（液压泵）、执⾏元件（液压马达和液压缸）、控制元件（液压阀）、辅助元件（油箱、蓄能器等）。
液压泵：把电机的机械能转化成液压能的能量转换装置，液压泵种类有很多，按结构形式分常⽤的有：螺旋泵、齿轮泵、柱塞泵、叶⽚泵等。
液压马达是把液压能转换成机械能，并且以旋转的形式输出⾓速度和转矩的⼀种液压执⾏机构。
液压阀就是调节和控制流体的流量、⽅向和压⼒。
按⽤途分为流量控制阀、⽅向控制阀和压⼒控制阀。
常⽤的流量控制阀有：调速阀、节流阀等；⽅向控制阀有：换向阀、⽅向阀；压⼒控制阀有：溢流阀、顺序阀、减压阀等；辅助元件有：过滤器、油箱及蓄能器、密封圈等。
液压阀的作⽤就是控制液体的⽅向、流量和压⼒，液压阀元件的优劣对液压设备⼯作的可靠性有很⼤影响。
在设计先导式溢流阀过程中，将它系列化、标准化和通⽤化，能够提⾼产品质量，完善⽣产⼯艺性，并且维修⽅便，保证其⼯作效率。
1.1液压技术发展历史液压技术与流体⼒学是息息相关的。
17世纪50年代，帕斯卡提出了帕斯卡原理，17世纪70年代⽜顿提出了内摩擦定律，18世纪，相继建⽴伯努利能量⽅程和连续性⽅程，这些理论对液压技术的发展奠定了基础。
1795年，约瑟夫·布拉曼提出了液压机的专利，并于2年后制造出⼿动泵供压式⽔压机。
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3.9
取导阀油腔压力P2≈0，P1min= =(KT1(XT1+X1X)+G+FK)/(A1-C1π D1X1Xsin2α 1)
P1min(kgf/cm2)
2.535520538
流量系数C1，取 0.77～0.8 0.8
21.最小溢流量Q1min
9.838～ 13.913
溢流量Q1min(L/min) X10=3*(C1π D1sinα 1)(2gP1/γ )^0.5)/10000 11.65989841 16.48958646 Qnx=0.654*D2*△r *Pq/(16.67μ (L-Z*b)) 0.135699273
主阀座孔径D1(mm) 流量Qq(L/Min) 半角α 1(°) 卸荷压力P x(kgf/cm2) 1 32 300 15 4
0.7203
X10=1667Qg/((C1π D1sinα 1)(2gP1max/γ )^0.5)
流量系数C1， 取0.77～0.8 0.8 流量系数C1， 取0.77～0.8 0.8 油液重度γ
重力加速度 最高额定压力 2 2
0.8
主弹簧刚度KT1=KT1*XT1/XT1
17.系统压力为开启压力 ［P1Q］时导阀开口量 ［X2Q］ 3.2 预压缩量XT2，X2Q/XT2≤0.01，取XT2=X2Q/0.01 0.032 X2Q=［Q］/((C2π d2sinα 2)(2gP2Q/γ )^0.5)
2 2
启闭特性(调成最高调 定压力时) 开启压力［P1Q］ =300kgf/cm
2
闭合压力［Pˊ1Q］ =288kgf/cm
2
溢流量［Q］ =26(cm
3
/s)
2
卸荷压力P1x=4kgf/cm
内泄漏量Qnx≤150ml/min
油液重度γ (kgf/cm 有 温度等条件限制) 0.000903 油液重度γ (kgf/cm 有 温度等条件限制) 0.000885 阻尼孔直径d0(mm)
流量系数C2， 取0.77～0.8 0.77 预压缩量XT2 （mm） 3.2 闭合压力P1Q 300 开口量X1X(cm) 0.6378 直径D1(cm) 3.2 直径D1(cm) 3.2 单边间隙△r （cm） 0.00115
3
直径d2(cm)
半角α 2(°)
开口量 X2Q(cm) 0.0032
计算过程数据 流速Vq(m/s) 6 (0.3～4)mm，是考虑便于阀座的拆卸 1 A1/A2(一般取0.95～0.98,流量小取大值，流量大取小值) 0.96 0.7
主阀芯直径D2(mm) (0.6～1.5)小D2取大值，大D2取小值
(0.8～2)mm，流量小取小值，流量大取大值 阻尼孔长度l0(mm) 阻尼孔直径d0(mm) (7～19)mm，流量小取小值，流量大取大值 7.5 1 7.5
3
直径D1(mm) 32 直径D1(mm) 32 油液运 动粘度υ (cm
2
半角α 1(°) 15 半角α 1(°) 15 溢流量 ［Q］ (cm
3
重力加速度 最高额定压力 2 2
g(cm/s ) P1max(kgf/cm ) 980 320 g(cm/s ) P1x(kgf/cm ) 980 4 阻尼孔长度 l0(mm)
3
流量系数C1，取 0.77～0.8 0.8 直径D2(cm) 3.3
重力加速度 2
g(cm/s ) 980
2 压力调定极限P1(kgf/cm )
160 320 均压槽宽度 b(cm) 0.05
22.内泄漏量Qnx
0.143
泄漏量Qnx(L/Min)
配合长度 均压槽数Z L(cm) 2.4 7
设计要求 公称压力Pg=320kgf/cm 公称流量Qg=200L/Min 调压范围P1=160～ 320kgf/cm
2
6.378
X1x=1667Qg/((C1π D1sinα 1)(2gP1x/γ )^0.5)
开口量X1X(mm) 8.072066978
重力加速度 卸荷压力 2
［P2Q］=［P1Q］-(1.4γ *υ ^0.5/g)(［Q］［Q］ ^0.5)*(((l0/10)^0.5)/(d0*a0/10000)/a0^0.5) 14.系统压力为开启压力 ［P1Q］时导阀前油腔压 力［P2Q］ 277.56 ［P1Q］,主阀开启压力，根据设计要求规定 ［P1Q］≥0.95P1max（kgf/cm ） ［Q］,开启压力为［P1Q］时的溢流量，根据设计要 求规定［Q］≤0.01(16.67Qg)(cm
3
3
1
阻尼孔面积a0(mm) 0.785398163
FK(kgf) 0.9065
油液重度γ (kgf/cm 有 温度等条件限制) 0.0008995
3
导阀前腔压力［P2Q］ (kgf/cm2) 277.56
主弹簧刚度 KT1(kgf/cm) 8
油液重度γ (kgf/cm 有 温度等条件限制) 0.0008995 油液动力粘度μ (kgf*sec/cm2) 0.0000002265
7.5 16.主弹簧刚度KT1 和预压缩量XT1
主弹簧受力KT1*XT1=A1*［P1Q］-A2*［P2Q］-G-FK
KT1*XT1(kgf) 37.66986396
9.6
预压缩量XT1=(1～5)*X1x
预压缩量XT1（mm） 9.567 主弹簧刚度 KT1(kgf/mm) 0.78125
卸荷压力P1x下主阀芯开口量X1x 6.378 预压缩量XT1 （mm） 9.6 流量系数C1， 取0.77～0.8 0.77 直径d2(mm) 4 半角α 2(°) 20
0.9065
Fk=0.27f*λ K*L*D2*P2Q/100
液压卡紧力FK(kgf) 1.282034097 弹簧受力
液压卡紧系数λ K (0.4,0.06,0.027 ) 0.027 A1(cm2)= π *D1*D1/400 8.042477193 (1～5)，取1.5 1.5 弹簧受力 KT1*XT1(kgf) 7.5 流量［Q］(ml/s) 26 开口量X2Q(mm) 0.032 a2(cm2)= π *d2*d2/400 0.125663706 调压弹簧刚度 KT2(kgf/mm) 10.8 (0.95～0.98)，取 0.965 0.965 预压缩量XT1 （cm） 0.96
预压缩量XT2 （cm） 0.32
校核
根据 KT2XT2/(a2*P1max)≥0.85～0.90 的要求校核，经 KT2XT2/(a2*P1max2)
计算，符合要求
0.4 20 a2(cm2)= P1max2(kgf π *d2*d2/400 /cm2) 0.125663706 320
0.859436693 闭合压力Pˊ1Q 289.5 最低调定压力
19.调成最高压力时的闭 合压力Pˊ1Q
3.2
Pˊ1Q=(0.95～0.98)P1Q
重力G(kgf), 取G=0.2 0.2 半角α 1(°) 15 半角α 1(°) 15 Pg(kgf/cm ) 320
2
FK(kgf) 0.9065
A1(cm2)=π *D1*D1/400 8.042477193
20.最低调定压力P1min
3
计算项目 1.进出油口直径计算d 2.主阀座孔径D1 3.主阀芯直径D2 4.主阀芯与阀套配合长度 L 5.阻尼孔直径d0 6.阻尼孔长度l0 7.主阀芯阀口锥角半角α 1 8.主阀芯与阀盖的间距S 9.导芯阀口锥角半角α 2 10.导阀阀座孔径d2 11.导阀阀座孔径d3 12.最高额定压力P1max下 主阀芯开口量X10 13.卸荷压力P1x下主阀芯 开口量X1x
选取值 33 32 33 24 1 8 15 6.4 20 4 1.6
计算公式 d≥4.63*(Qq/Vq)^0.5 D1=d-(0.3～4) D2=D1*(A2/A1)^0.5 L=(0.6～1.5)*D2 d0=0.8～2 l0=(7～19)*d0 α 1一般取15°，主阀座阀口处为直角 S≥X1x(在卸荷时主阀芯开口量) X1x=44.7*Qq/1000/((D1/10*sinα 1)*P1x^0.5) α 1一般取20° d2=(2～5)*d0，一般取d2=4mm 一般取d3=1.6mm 开口量X10(mm) 0.911615365 流量Qg(L/Min) 300 流量Qg(L/Min) 300 主阀开启压力 间距S(mm) 8.095665832 直径d(mm) 32.73904397 直径D1(mm) 32 直径D2(mm) 32.65986324 配合长度L(mm) 23.1 1 流量Qg(L/Min) 300 直径d(mm) 33 直径D1(m 0.08 ［P1Q］ (kgf/cm2) 300
直径D2(mm) 33 ［P2Q］ (kgf/cm2) 277.56
导阀前腔压力［P2Q］ 主阀芯与阀套 配合长度L(mm) (kgf/cm2) 277.56 A2(cm2)=π *D2*D2/400 8.552985999 24 重力G(kgf), 取G=0.2 0.2
开口量X2Q(mm) 0.031945904 预压缩量XT2（mm） 3.2 调压弹簧刚度 KT2(kgf/mm) 10.76288805
g(cm/s ) P2Q(kgf/cm ) 980 277.56
18.调压弹簧刚度KT2 和预压缩量XT2
10.8
刚度KT2=(a2-(C2π d2sinα 2)X2Q)P2Q/10(XT2+X2Q)
3 2
导阀前腔压力
［P2Q］(kgf/cm2) ［P1Q］(kgf/cm2) (kgf/cm 有温 度等条件限制)
重力加速度 2
/s)
/s)
g(cm/s )
289.3877554
300
0.0008995