一种减压阀的结构设计及其造型毕业说明书 - 图文(3)

本课题的研究方向基于现有的减压阀的设计制造技术，针对本次毕业设计要求的大压强、大流量进行设计，并在从设计的角度就注意解决现有减压阀存在的一些问题，主要是对减压阀阀芯改造。并运用三维造型软件对设计的减压阀进行三维造型。通过设计造型以达到用途与外观的完美结合。

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第二章 减压阀

2.1减压阀的简介

减压阀是一种将出口压力调节到低于进口压力的控制阀。用于减低系统中某一分支液压油路的压力，以满足液压设备执行元件的需要，常见于各种液压控制系统、夹紧系统、辅助系统及润滑系统中。

减压阀按调节要求的不同，减压阀分为定值减压阀、定比减压阀和定差减压阀。定压减压阀用于控制出口压力为定值，使液压系统中某一部分得到较供油压力低的稳定压力；定比减压阀用来控制它的进、出口压力保持调定不变的比例；定差减压阀则用来控制进、出口压力差为定值。

2.2定值减压阀

定值减压阀的结构和工作原理

定压输出减压阀有直动式和先导式两种结构形式，直动式减压阀较少单独使用。在先导式减压阀中，根据先导级供油的引入方式的不同，有先导级由减压出口供油和先导级由减压进口油两种结构形式。

图2-1

工作原理如图2-1：进口压力P1经减压口减压后压力变为出口压力P2，出口压力油经主阀体上的通道6和底座8上的通道进入主阀芯9的下腔，再经过主

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阀芯上的阻尼孔进入主阀芯的上腔和先导阀的前腔，然后再通过锥阀座4中的阻尼孔后，作用到先导锥阀3上。当出口压力低于调定压力时，先导阀口关闭，主阀芯下端的阻尼孔中没有油液流动，主阀芯上、下两端的油压力相等，主阀芯在弹簧力的作用下处于最下端位置，减压口全开，不起减压作用，即P1≈P2。当出口压力超过调定压力时，出油口部分液体经过阀座上的通道、主阀芯阻尼孔、主阀腔、先导阀口、先导阀上的泄漏油口L流回油箱。阻尼孔有油液通过，产生压力损失，使主阀芯上下腔产生压力（P2>P1），此压力差所产生的作用力大于主阀弹簧力时，主阀上移，使节流口（减压口）关小，减压作用增强，直到主阀芯稳定到某一平衡位置，此时出口压力P2取决于先导阀弹簧所调定的压力值。

设A、Ac分别为主阀和先导阀有效作用面积（m2）；Kx、Ky分别为先导阀和主阀弹簧刚度(N/m)；X0 、X分别为先导阀弹簧预压缩量和开口量（m）；Y0、Y、Ymax分别为主阀弹簧预压缩量、主阀开口量和最大开口量(m),则：

当：P3Ac

当：P3Ac>Ft时，先导阀打开，主阀上下两端产生压力差，主阀芯提升，起减压作用

式子中P3—是主阀芯上腔的压力值（Mpa）；Ft—设定压力值（N）； 忽略稳态液动力时，根据[1]先导阀和主阀的力平衡方程为：

P3Ac?Kx(X0?X)

P2A?P3A?Ky(Y0?Ymax?Y) （14-3）

所以，出口压力：

Kx(X0?X)Ky(Y0?Ymax?Y)?P2=

AcA （14-4）

又∵ X<

∴ P2=

KxX0?C Ac调节调压弹簧，改变硬弹簧力，即可改变出口压力。

特点： 在减压阀出口油液不再流动时，由于先导阀卸油仍未停止，减压口仍有油液流动，阀就处于工作状态，出口压力也就保持调定压力不变。

先导式减压阀和先导式溢流阀它们之间虽然有很多相似之处，不过也存在本质的差异：首先，减压阀保持出口压力基本不变，而溢流阀保持进口处的压力基

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本不变。其次，再不工作的状态下，减压阀的进、出油口互通，而溢流阀的进、出油口则不相通。最后，为了保持减压阀出口压力调定值恒定，它的导阀弹簧腔需要通过泄油口单独外接油箱；而溢流阀的出油口是通油箱的，所以它的导阀的弹簧腔和泄漏油可以通过阀体上的通道和出油口相通，不需要单独外接油箱。

如果外来干扰使进口压力P1升高，则出口压力P2也升高，主阀芯上移，节流口减小，P2又降低，主阀芯在新的位置上处于平衡，而出口压力P2基本维持不变；反之亦然。

定压输出减压阀是各种减压阀中应用最多的一种，其作用是用来减低液压系统中某一回路的油液压力，起到用一油源能够同时输出两种或者两种以上的不同油压的目的。必须说明的是减压阀的出口压力还与出口的负载有关系，若因负载的建立的压力低于调定压力，则出口压力有负载决定，此时的减压阀不起到减压作用，进出口压力相等，即减压阀保证出口压力恒定的条件是先导阀开启。此外当减压阀出口负载很大，以至于使减压阀出口油液不会流动时，此时仍有少量油液通过减压阀口经过先导阀至泄油口L流回油箱，阀处于工作状态，减压发出口压力保持在调定压力值。

2.3定比减压阀

定比减压原理：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P1经过减压口后从以P2流出，同时低压油作用于阀芯上腔，在稳态时，忽略阀心所受到的稳态液动力、阀芯的自重和摩擦力时可得到的阀心受力平衡式

P1A1+K（X0+X）=P2A2 （14-9）

式子中 K—弹簧刚度

X0、X—弹簧预压缩量及阀口开度。

若忽略刚度很小的弹簧力，则有近似的阀芯平衡方程式：

P1D2 （14-10） ?P2d2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。

如下图

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