一种减压阀的结构设计及其造型毕业说明书 - 图文(7)

42）选择弹簧的指数C，有表12-6[2] 李振清，彭荣济，崔国泰合编，《机械零件》，北京工业学院出版社.1987。C=4 这里也考虑到了外径为12mm左右。

3）计算弹簧丝的直径，有公式得：曲度系数

4C-10.6154?4-10.615K????=1.40 (12-3)

4C-4C4?4-44有表12-1[2]查得，弹簧材料在d=3mm时，碳素弹簧钢丝的拉伸强度极限

?B=1700Mpa，查表12-3得，????0.4?B=0.431700=720Mpa。最大工作载荷为F，

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其强度公式为：??K8FC???? ?d2KFC1.40?437?4=2.94mm (12-5)

720再根据设计公式：

d?8KFC?????1.6?????1.6?式中???—弹簧材料的许用扭转应力（Mpa）； F—轴向载荷（N）； d —弹簧丝的直径（mm）； C—弹簧指数，又称为旋绕比，C=

D2，D2为弹簧的中径； d K—曲度系数，又称应力修正系数。 d<3mm，说明与初选值相符。 故采用d=3mm的弹簧丝。

4）计算弹簧的工作圈数

G?d有公式n?，G—弹簧材料的剪切弹性模量，对于钢G为80000Mpa，38FC青铜G为40000Mpa；

G?d80000?10?3=10.7，取为11圈 (12-2) n??338FC8?437?4所以，n=7； 5）弹簧的稳定性校核

节距 由表12-4[1]查得:t=d+?≥d+?/n+0.1d=3+10÷11+0.3=4.2mm

?—相邻两圈间的间隙(mm)，

所以，取t=5mm.两端支承圈共为2.5圈，有表12-4查得弹簧的自由高度为：

H0= nt + 2d=5311+233=61mm。 (表12-4)

高径比: b=H0/D2=

bc=5.3，故稳定。

H061=5.08, 一端固定，一端可以自由转动，?Cd4?36）其他计算

极限载荷 有表12-3查得

?j??s?1.25???=1.253720=900Mpa

3.14?32?900?则弹簧的极限载荷Fj为： Fj?=567.72N 8CK8?4?1.40?d2?j最小工作载荷取为：F1=0N

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弹簧的刚度计算,有式子得：K2?极限载荷下的变形量：?j?FjK?Gd80000?3=42.61N/mm。 （12-7） ?8C3n8?43?11567.72=13.32mm 42.61最小工作载荷的变形量为0。

极限载荷下的弹簧高度：Hj?H0??j=61-13.32=47.68mm。 最大工作载荷下的弹簧高度：H2?H0??1=61-10=51mm。 最小工作载荷下的弹簧高度：H1?H0?61mm 弹簧的中径D2、外径D、内径D1为：

D2=Cd=433=12mm ,D=D2+d=15mm , D1=D2-d=9mm

总圈数：n1=n+2.5=11+2.5=13.5

??tan?1弹簧螺旋线升角：

t5?tan?1=7.56°≈7.6° （表12-4） ?D23.14?12弹簧的展开长度L为：L=7）画工作图

?D2n3.14?12?13.5=513.189≈513.2mm。 ?0cos?cos7.6弹簧的端部结构对弹簧的正常工作起着很重要的作用。比较重要的压簧的两

3端各有3/4～1圈的并紧支承圈，端面经磨平并与弹簧的轴线垂直。

4

图4-3

技术要求：1.总圈数：n1=13.5 2.工作圈数：n=11 3.旋向 右旋4.展开长度L=513.2mm， 5.制造技术条件按GB1239-76。

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第五章 减压阀结构材料的选择及回油路的设计

5.1 减压阀主要构件的材料选择

5.1.1 阀体（壳体）的材料选择

以液压油为工作介质的普通液压阀中阀体的材料绝大多数为孕育铸铁（如HT250、HT300等）或者是球墨铸铁（如QT400-15、QT500-3等），少量采用合金铸铁和蠕墨铸铁，油道多数为铸造成型。液压件铸件毛坯要有足够的强度、韧性、弹性模量等力学性能及致密性，以便承受较高的工作压力；铸造毛坯要有精度的定位基准、准确光整的外形及光滑的铸造内流道，以便满足数控机床、加工中心等加工手段的要求并减小系统压力损失；铸件内腔应该清洁，无任何残砂、锈蚀、氧化皮和其他杂物，以便提高阀及系统工作的可靠性。 5.1.2 阀芯与阀套的材料选择

油压阀中阀芯、阀套等精密零件一般选用45钢、40Cr、Cr12MoV、12CrNi3A、18CrMnTi、18CrNiWA及GCr15等高级工具钢、高合金结构钢、优质钢及轴承钢等材料。要求材料具有良好的耐磨性、线胀系数和变形量小等优点。为了提高阀芯的耐磨性，必须使材料的表面达到一定的硬度（一般的要求≥58HRC）。因而，针对不同的材料可选用淬火、渗碳、渗氮等不同的热处理手段。 5.1.3 先导式减压阀的远程控制口K的用途

先导式减压阀中的远程控制口K有两个作用：①远程调压，通过油道接到另外一个减压阀（远程调压阀的结构和减压阀的先导控制部分一样），调节远程调压阀的弹簧力，即可调节减压阀诸法心上端的也压力，从而对减压阀的二次压力实行远程控制调压，但是，远程调压阀所能调节的最高压力不得超过减压阀本身导阀的调整压力；②多级调压，通过电磁换向阀外接多个远程调压阀，便可实现多级调压。

5.1.4 液压阀主要构件加工工艺

阀类元件要求阀芯在阀体孔内移动灵活、工作可靠，泄漏小且寿命长。在油压阀中，通常各种滑阀的配合间隙为0.005～0.035mm，配合间隙公差为0.005～0.015mm；其圆度和圆柱度的允许一般为0.002～0.008mm；对于台阶式阀芯和阀孔，各圆柱面的同轴度允差为0.005～0.01mm；对于平板阀阀芯与阀座的平面度误差应该不大于0.0003mm；阀芯与阀孔的配合表面，一般要求粗糙度为Ra

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的值为0.1～0.2μm。考虑到孔的加工比外圆困难，一般规定阀芯外圆的表面粗糙度Ra为0.1μm,阀孔内圆表面的Ra值为0.2μm.

可见，对于阀芯和阀孔的形状精度，位置精度及其表面粗糙度都有较严格的要求。若对于水压阀则上述各项要求会更加高，为了达到所要求的加工精度，阀芯的加工在进行车、铣、磨后，最后还需要光整加工。阀芯外圆常用的加工方法有研磨和高光洁度磨削。阀孔的加工一般在进行钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、磨孔后，再光整后加工。孔常有的光整加工方法：精细镗、珩磨、研磨和挤压等。

5.2 减压阀回油路的设计

5.2.1 减压回路的工作原理

当泵的输出压力是高压而局部回路或者支路要求低压时，可以采用减压回路，例如机床液压系统中的定位、夹紧、回路分度以及液压元件的控制油路等，它们往往要求比主油路较低的压力。减压回路较为简单，一般是在所需要低压的支路上串联减压阀。采用减压回路虽然能够方便的某支路稳定的低压，但压力油经过减压阀口时要产生压力损失，这是它的缺点。

最为常用的减压回路为通过定值减压阀与主油路相连如下图(a)所示,回路中的可调节流阀6为主油路低压（低于减压阀调整压力）时防止油液倒流，起到短时保压作用。

图5-1

利用先导式减压阀的外控制口K外接远程调压阀，可以组建成二级、三级等减压回路。如上图a为二级减压阀回路，液压泵的最大压力值有溢流阀设定，

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