换向阀的设计

三、换向阀的压力损失及主要尺寸的确定
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液流通过换向阀时的压力损失 包括阀口压力损失和流道压力损 失。
三、换向阀的压力损失及主要尺寸的确定
阀口压力损失与阀的开口长度有关。当阀口处 于小开度时，阀口压力损失很大且变化急剧；随 阀口开度增大，压力损失减小且变化平缓。 阀的流道压力损失主要为局部压力损失。阀的 流道可以采用钻孔或铸造两种工艺方法。机加工 流道不仅加工量大，而且液流局部阻力损失较大； 铸造流道工艺复杂，但机加工量少，可以大大减 小流道的局部阻力损失。
一、换向阀的结构分析 （1）滑阀机能 特殊机能分别用第一个字母、第二个字母和第三
个字母表示中位、右位和左位的滑阀机能
过渡机能换向阀从一个工位过渡到另一个工位的
各油口间通断关系也有要求时，还规定和设计了过渡 机能。
一、换向阀的结构分析
（2）阀体结构（沉割槽与台肩结构） 阀体（阀心）： 五槽式（阀心四台肩或三台肩） 四槽式（阀心三台肩） 三槽式（阀心二台肩）
趋于关闭，液动力有助于使阀心恢复中位，但是它成为换向时 的阻力。二凸肩（三沟槽）结构不完整阀腔液动力使阀 口趋于开启，液动力一部分（或大部分）相互抵消，所以电磁 铁的换向阻力较小。
二、换向阀的换向可靠性和换向推力
换向阻力：
（2）弹簧力 一般换向阀的弹簧都起恢复中位的作用 （在二位换向阀中是恢复到原始位置），因此 是复位弹簧。从复位要求来说，弹簧力越大， 复位越可靠。但对于换向来说，弹簧力是阻力， 所以要求弹簧力小。设计时应在保证能可靠复 位的前提下，尽量减小弹簧力，以免Fra Baidu bibliotek加换向 阻力。
三、换向阀的压力损失及主要尺寸的确定
（1）进、出油口直径d0
qs d 0 1.13 v0
式中 qs──阀的额定流量，m3/s； v0──阀进、出油口的允许流速，一般取v0＝6m/s；
三、换向阀的压力损失及主要尺寸的确定
阀心与阀体 孔配合处为台肩， 阀体孔内沟通油 液的环形槽为沉 割槽。阀体在沉 割槽处有对外连 接油口。当阀心 运动时，通过阀 心台肩开启或封 闭阀体沉割槽， 接通或关闭与沉 割槽相通的油口。
滑阀式换向阀的结构
五槽轴向尺寸长，机械加工面多，加工精 度要求高，五槽三台肩的两个完整阀腔使液动 力总是使阀趋于关闭，有利阀的复位。
二、换向阀的换向可靠性和换向推力
换向阻力：
（1）液动力 在换向过程中阀的开口量、流量、阀口压降
以及射流角都发生变化。 开口量很小时，随着开度的增加，流量迅速增大， 压降大，因此液动力也迅速增加。 当阀口继续增大时，流速下降，阀口压力损失减小， 液动力也随之降低，并接近于某一常数。 液动力是所有阀腔液动力之和： 三台肩（五沟槽）图两个工作阀腔的液动力都是使阀口
（1）在控制信号控制下，操纵力克服 克服液压力、液动力、摩擦阻力、 弹簧力实现阀心工作位置的切换
（2）在失去控制信号后，弹簧力克服克
服液压力、液动力、摩擦阻力实 现阀心工作位置的复位
二、换向阀的换向可靠性和换向推力
换向推力的含义：
（1）液动阀 换向推力是一种液压力，控制油 压pK不能低于某一最小值pKmin。但是控制油压 太高，也会使换向过于迅速而产生冲击。一般 pKmin ＝（0.5～1.5）MPa。 （2）电磁阀 电磁阀的力特性取决于所采用的 电磁铁的型式。由于螺管式电磁铁的特点，其 电磁吸力（对于滑阀则是推力）随气隙的减小 而迅速增大。工作行程越大，起始吸力就越小。 为了不致使电磁铁的吸力明显降低，工作行程 不能太大，一般为3～6mm。
二、换向阀的换向可靠性和换向推力
换向阻力：
（3）卡紧力(由不平衡径向力引起的摩擦力） 滑阀径向液压力（与工作压力有关）分布不均匀会形成液 压卡紧力。减小甚至基本消除液压卡紧力的有效措施是在滑阀 表面开若干条均压槽（通常不少于3条）。 在可能的条件下应该减小滑阀阀心与阀体之间的配合长度 （包括封油长度）。这不仅有利于减小不平衡的径向力，而且 对减小运动时的摩擦阻力也有帮助。 可取摩擦系数0.04~0.08
Fr 0.27 fLD( p1 p2 )
二、换向阀的换向可靠性和换向推力
换向阻力：
（4）摩擦阻力
滑阀换向时的摩擦力包括径向作用力 产生的摩擦力、运动时的粘性摩擦力以及 干式电磁阀中推杆上O形密封圈的摩擦阻 力。
粘性摩擦力可以用牛顿公式进行计算
二、换向阀的换向可靠性和换向推力
换向阻力：
（4）摩擦阻力
第十章 换向阀的设计
一、换向阀的结构分析 二、换向阀的阀心受力和操纵力 三、换向阀的压力损失及主要尺寸的确定 四、换向阀的泄漏分析及有关尺寸的确定 五、换向阀的平稳性
一、换向阀的结构分析
（1）滑阀机能 （2）阀体结构（沉割槽与台肩结构） （3）流道 （4）对中机构
一、换向阀的 结构分析
（1）滑阀机能
三、换向阀的压力损失及主要尺寸的确定 在阀的开口长度、流道形状和尺寸一定 时，换向阀的压力损失取决于通过换向阀 内的液流速度。流速越大，压力损失越大。 为减小压力损失，在设计换向阀时应限制 阀内的流速，但流速过小，会使阀的结构 尺寸过大。一般限制阀内各流道的流速为 2～6m/s（压力较低时）或4～8 m/s（压 力较高时）。
阀杆上O形密封圈的摩擦阻力Fm可以按经验公式计算 Fm DFf 0.86 f t Dd0 p 式中 Ff ——O形密封圈预压缩量产生的单位摩擦力， Ff ≈180N/m； D ──推杆直径； ft ──O形密封圈的摩擦系数， ft ＝0.1～0.2； d0 ──O形密封圈的断面直径； Δp ──O形密封圈前后的压力差。 阀杆上O形密封圈的摩擦阻力Fm在阀心开始动作 时较大，动作后减小。提高推杆表面光洁度，严格控 制密封圈和密封圈沟槽的尺寸以保证合理的预压缩量， 都有利于减小摩擦阻力。
一、换向阀的结构分析
（3）流道 铸造流道和机械加工流道
一、换向阀的结构分析 （4）对中机构 弹簧对中 液压对中 钢球定位 弹簧复位
电磁换向阀（弹簧对中）
液压对中
二、换向阀的换向可靠性和操纵力
摩擦阻力 液动力 液压力 卡紧力 弹簧力 操纵力
二、换向阀的换向可靠性和换向推力
换向可靠的含义：