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1、摘 要液压系统的核心部分便是调速这部分，而调速阀便是液压体系调速回路中一个非常重要的元件，节流阀和定差减压阀串联而成的是调速阀，通常有两个结构，分为先节流还是先减压。节流阀也能调节流量，然而经过它的流量受到负载的变化影响，不能保持运动速度的稳定，调速阀就是比节流阀多加了一个定差减压阀，定差减压阀的功用是保持节流阀定压差。本文分别介绍液压的发展史，调速阀的发展史，调速阀设计结构的选择，各参数的计算方法。通过理论计算来设计出一个简单的调速阀，并通过计算分析，讨论设计的可行性。本文重点就是各参数的计算，绪论讲的是液压技术的发展，调速阀的发展，第二章主要是对调速阀进行分析并对结构进行选择，第三章主要讲
2、的是各个零件结构的选择和相关参数的计算，其中用大量公式来进行分析，设计出一款简单的调速阀。第四章对调速阀的设计经济性进行分析，第五章主要是对这次设计进行一个总结，最后是致谢。关键词：调速阀；设计；计算；参数ABSTRACTThe core part of the hydraulic system, regulating valve is a very important part of the hydraulic system in the control circuit, the throttle valve and the difference series flow pressure r
3、educing valve regulating valve, throttle, first or first buck. The throttle valve can also adjust the flow, but the flow through the load variation velocity stability cannot be maintained, control valve more plus throttle valve differential pressure relief valve, pressure reducing valve throttle dif
4、ferential function to maintain constant pressure difference. This paper introduces the development history of their development history, oil pressure control valve, flow calculation method of regulating parameters of valve design structure selection. Through the theoretical calculation of simple des
5、ign flow calculation and analysis of regulating valve, discuss the design possibilities. This paper focuses on the calculation of parameters, the word is the development of hydraulic technology, the development of speed control valve, the second chapter is the analysis of the choice of control valve
6、 structure, the third chapter is mainly about the calculation of structural parts and the choice of relevant parameters, in which a large number of official analytical design simple flow control valve. The fourth chapter, the economic analysis of the design of the flow control valve, the fifth chapt
7、er, summarized the design, finally say thank you.Key Words：Control valve ；Design ；Calculation；Pmetersara目 录1 绪论11.1 液压技术发展历史11.2 我国液压技术发展概述21.3 调速阀的发展21.4 本设计的意义和目的32 调速阀的结构选择和分析32.1 调速阀的结构分析比较和选用32.1.1 调速阀的两种常见结构32.1.2 两种常见调速阀的选用42.2 静态特性分析42.2.1 减小节流口流量系数C的变化52.2.2 改善节流口在小开口量时过流面积的变化52.2.3 保持节流口前后
8、压差（p- p）不变63 设计与计算73.1定差减压阀部分结构设计83.1.1 阀芯83.1.2 阀套93.1.3 阀口93.2 节流阀部分设计103.2.1 节流口形式103.2.2 调节机构123.3 参数的计算143.3.1 调速阀的设计要求143.3.2 几何尺寸的确定153.3.3 受力计算并确定减压阀弹簧刚度K183.3.4 性能计算204 技术经济性分析225 结论23参考文献24致 谢251 绪论液压技术作为一样新兴学科的应用，尽管历史发展较短，然而它的发展速度很惊人。液压技术是现代机械设备的快速发展的重要技术。由于计算机技术，微电子技术的不断发展，液压技术的发展也进入到了一个
9、崭新的阶段。目前，已被广泛的应用在各种工业领域中。由于微机技术的快速发展，使各种零部件的制造水平得到了很大的提高，液压技术也随着不断的进步和提高，现在液压技术不仅仅是一种基本形式的传动方式，还是一种非常重要的控制手段。汽车工业和汽车高新技术随着液压技术的发展正在快速提高，现在汽车上很多地方都运用了液压技术起到控制或者传递动力的作用。随着汽车技术的不断发展液压技术显的越来越重要，换种说法就是，液压技术的发展对各种工业都有极大的好处。对我们汽车行业来说更是如此。1.1 液压技术发展历史1948年法国B.Pascal发现了流体在静止液体中传动定律，这时液体静力学的基础。17世纪牛顿提出了牛顿粘性定律
10、针对粘性流体运动的内摩擦力。1738年瑞士人欧拉(L.Euler)演算除了欧拉方程式，提出了一个概念，关于持续介质的概念。1738年，瑞士人伯努利(D.Bernoulli)演算出了伯努利方程式，这个方程式是根据能量守恒来的，欧拉方程和伯努利方程这两个方程标志着流体动力学。十八世纪初纳维(C.L.M.Navier)建立了一个基本的方程，这个方程是关于粘性流体运动的;1845年英国人斯托克斯G.G.Stokes)把纳维提出的方程加以改进并导出这个方程。18世纪末雷诺(O.Reynolds)演算出了雷诺方程。发现紊流和层流。1795年英国布拉默(J.Bramah)申请了一个专利关于液压机，1797年
11、利用手动泵发明了水压机。1826年液压传动技术应用的时代。1905年美国占尼驱动器的制造世界第一台液压柱塞泵装置。之后由于液压材料学的进步，让液压技术得到了迅猛发展。1922年随着瑞士托马(H.Thoma)发明了径向柱塞泵后，相继出现斜轴式和斜盘式轴向柱塞泵、径向液压马达和轴向变量马达等。1936年美国威克斯(H.Vickers)发明了先导压力阀控制的液压元件。1960年初出现了板式和叠加式，在60年代后出现一种以比例控制元件。20世纪40年代随着电液伺服控制技术的迅速发展液压技术运用在了飞机上；60年代以后，各种新结构的伺服阀相继出现。随着国家的进步科技和实力的提高使液压技术得到蓬勃发展。1
12、.2 我国液压技术发展概述 20世纪50年代我国的液压技术才开始慢慢的发展，速度远低于国际。刚开始，液压产品没有得到重视也没有技术只用于机床设备中，后来才慢慢的用到了其他地方。1964年我国从国外引进液压技术并且不断的研究，慢慢的形成一定的成就，并把它应用的相关领域中。目前我国正在大力研发国产液压元件并且正在开发一些新产品，我国在不断的学习国外先进技术并结合我国国情，不断的加强新技术的研究和应用，在研发的同时，增加产品的可靠性，采取国际标准来进行研制，对一些研制出来不符合标准和性能差的产品进行淘汰。液压技术已经进入一个崭新的发展状态。我国将不断的努力研制开发争取走上世界。现在我国一些大型企业对
13、液压元件的研制已经有了一定的成就，并开发出了一系列的产品并把这些产品推广到了市场上。现在我国液压技术还需要更加努力的学习国外先进技术，需要不断的研制，对液压技术的研究还需要投入相当大的投入争取走向世界。1.3 调速阀的发展世界上第一台调速阀是由英国工程师弗利明詹金（HCFleemingJenkin）研发出的，这是最早的调速阀，是在19世纪中发明的。它所采用的介质是水不是油。从第一台调速阀到现在，尽管调速阀越来越先进，但是它只是结构不同，目前调速阀所采用的工作原理还是运用弗利明詹金的工作原理。从弗利明詹金发明出第一台调速阀到现在，调速阀的发展已经非常完整，从手摇到电驱动，不断的进步，目前想要开发
14、更先进的调速阀靠现有的技术非常的难，只能通过现有的技术对调速阀加以改进，不断的完善，使调速阀趋于完美。1.4 本设计的意义和目的目前我国的调速阀设计水平远远落后于国外，也很少有人去设计调速阀这些液压元件。也很少有资料专门来说调速阀的设计。而调速阀在液压系统元件中是非常重要的。本设计通过理论研究分析定差减压阀和节流阀，分析阀芯、阀套、弹簧等零件该采用哪一种结构，并说明如何去选择，选择这个结构有什么优缺点。并通过大量的计算来算出调速阀各零部件的参数，并通过参数利用画图软件画出装配图和零件图。设计调速阀可以让我系统的对大学这几年的知识进行一个系统的学习，并且能够对机械方面的知识有一个拓展，对于以后的
15、工作有一定的帮助，还能对一些办公软件和绘图软件熟练的进行操作。总之这次设计对我来说有非常大的好处。2 调速阀的结构选择和分析2.1 调速阀的结构分析比较和选用调速阀是一种液压阀主要是弄来控制流量，调速阀是由节流阀加定差减压阀以一种串联方式组合成的液压阀。 调速阀有两种结构，分别是先减压后节流和先节流后减压，那么这两种结构有什么特点呢，这两种结构适合于哪种工况呢，下面进行详细的讲解。2.1.1 调速阀的两种常见结构调速阀的两种结构如图2-1、2-2所示。图2-1是先减压后节流，图2-2是先节流后减压。两种结构的区别主要是定差减压阀芯弹簧安装的位置，图2-1是在左端而图2-2是在右端，另外的区别是
16、在于改变了进出油口位置。 图2-1 图2-2如图2-1所示，油液从进油口进入时的压力为P， P是油压经过减压后，P是节流阀节流后的压力，液压油从出油口进入执行元件，它主要是利用减压阀阀芯调节作用，使节流口P=P-P，来保证调速阀的流量保持恒定。但是从图2-1来看，液压油压力P要经过减压阀口再作用到减压阀阀芯没有弹簧的一端，减压阀口对液压油压力P的调节缓慢，并且减压阀口开度的变化，油吸收热能，减压阀口的压力损失会慢慢的转化成这个热能，油温慢慢升高后会再一次流经这个节流阀，那样会造成油温再一次的升高，油液粘度会随着油温再一次的升高而下降。从一个方面方面来讲流量系数的增加，流量就会增加；从另一方面来
17、讲，过高的油温会导致油液氧化的非常快，这样就会在节流口产生一种沉淀物胶质的，会导致过流截面反复变化一会大一会小。总的来说流量就不会稳定，特别不稳定现象是什么呢，那就是小流量状态下更加明显，那么图2-2所示的结构会不会也是这样呢， P进油腔的压力会直接到减压阀阀芯的没有弹簧的那一边，这样反映速度就会非常快，这样流量的稳定性就得到提高了。 2.1.2 两种常见调速阀的选用 通过对图2-1和图2-2的分析可以得出：一种是调速阀开口没有调定的，先减压后节流的结构调速容易发热，一发热温度就会发生变化，温度变化就会影响稳定性，这种结构适合负载变化大但是运动速度得稳定性要求不高的液压调速系统；另一种是调速阀
18、开口调定好的，它的油温和流量系数是不会变的，这样它就会非常稳定，所以对旁路节流调速回路和回流节流调速回路这两种来说，采取先经过节流然后再减压的形式要好，这种形式比较稳定，适合在小流量调速和小功率液压系统中使用。2.2 静态特性分析调速阀的主要静态特性是在一个给定的开口量然后进出口压力发生变化时流量的稳定性。油液流过节流口的流量公式为 （2-1）式中C是节流阀节流口流量系数，A是节流阀节流口过流面积，是油液密度，（p- p）是节流阀节流口前后压差。由式（1）可知，C、A和（p- p）将影响流量的稳定性。2.2.1 减小节流口流量系数C的变化雷诺数Re的函数是滑阀阀口流量系数。对于滑阀阀口，当临界
19、雷诺数Rec小于雷诺数Re时，流量系数就基本等于0.65这个定值。为此，在进行节流口设计时，应使ReRec=400。而 Re=式中 d-水力直径，d=,W是湿周-节流口油液平均流速，=C ，C 是速度系数，可以近似看做1 V -油液的运动粘度显然，要把Re增大，应该加大d和（p- p）后，过流面积A要减小，这对防止杂质在节流口的阻塞是不利的，并且（p- p）的加大，将引起油液在节流口处的局部温升，这会加剧油液的氧化变质而析出杂质，从而加重杂质的阻塞现象。而过小的（p- p），不仅使Re减小，从而影响到C的变化，而且将使节流阀的刚度减小。所以（p- p）的确定要恰如其份，根据经验，一般取（p-
20、p）=2-3kgf/cm.如果想把Re增大，加大d就是它最有效的方法，这就是为什么药在调速阀中采用弓形薄刃式节流口的原因。2.2.2 改善节流口在小开口量时过流面积的变化如果节流口的开口量调定了，那么过流面积A不应该发生变化，但是有一种情况是在节流口小开口量时油液中的杂质会附着在节流口的流道壁面上面，节流口会堆积一些极化分子这些极化分子是油液产生的，这样会影响流量的稳定性因为节流口的过流面积发生了变化。加大水力直径d这样就能改善节流口小开口量时过流面积的变化，这就是节流口为什么要采用弓形薄刃式结构的原因。除了这个意外，能起到突出效果是，节流口表面不带磁性。2.2.3 保持节流口前后压差（p-
21、p）不变调速阀设计的核心是保持节流口前后的压差（p- p）近于不变。作用于减压阀阀芯的稳态液动力F和减压弹簧的弹簧力F是影响（p- p）变化的主要因素。减压阀弹簧的弹簧力F： F=K（X+-） （2-2）式中：K弹簧刚度X弹簧预压缩量减压阀阀口最大开口量减压阀阀芯处于某一平衡位置时阀口的实际开口量 作用于减压阀阀芯的稳态液动力F: (2-3)式中: Q流量Cv速度系数油液密度（减压阀阀口前后压差减压阀阀口处的液流角将式（2-2）和（2-3）代入（2-4）（2-5）中 (2-4) （2-5）由式（2-5）可知：进口压力p增加， 降低原因是稳态液动力的增大导致的，假如弹簧力增加量不能够抵消稳态液动
22、力增加量。这个时候，增加，流量将会减小，出口压力P增加,P也会随着P的增加而增加， 会升高当稳态液动力的减小的话，假如相应的弹簧力减小量不能够抵消稳态液动力减小量。那么，当 P逐渐增加，通过调速阀的流量也会随着逐渐加大。衡量调速阀静态特性的指标主要有三项，既调速比、流量变化率和调速阀刚度。调速比 （2-6）式中：最大调节流量最小稳定流量，既流量调节范围最低值。流量变率 (2-7)式中：在一个调定流量条件下，调速阀的进出口压力变化偏离调定流量的时候流量的最大值一样条件下偏离调定流量最小值的流量，是平均流量值，既调速阀刚度 (2-8)式中：调速阀出口压差的变化量相应的流量变化量。3 设计与计算3.
23、1定差减压阀部分结构设计3.1.1 阀芯图3-1图3-4中所表示的阀芯都是大小头两级同心结构，在这里面图3-3中成锥行是阀芯中部，主要作用减小稳态液动力影响，这样提高调速阀调节流量的稳定图3-1 图3-2 图3-3 图3-4性。可以比较阀芯不成锥形时的稳态液动力计算公式而得出上述结论。当阀芯不成锥形时减压阀阀腔的油液流出速度方向基本上与阀芯轴线垂直，既流出速度的液流角90，既加上流出速度数值比流入速度小的多，所以在运用动能定理时常常略去这部分的影响既稳态液动力,v是油液流入阀腔的流速，为入流角；当阀芯成锥形时，减压阀的稳态液动力中数值大大增加，由于阀腔流出处过流面积减小而增大，由于受锥角半角的
24、影响而以略大于角使油液以出流，故比0大的多。显然，阀芯成锥形时稳态液动力减小了。从理论上来讲，只要适当的大并且选定恰当的角，就可以消除稳态液动力的影响。但是油液通过锥形阀腔这个流动非常麻烦，想把F精确计算出来非常困难，而且想到减压阀动态特性，F全部消除反而不会有好的效果。正因为这样，阀芯锥角常要通过实验来确定。3.1.2 阀套图3-13-3中都有阀套，但3-4中不加阀套。加有阀套的结构，有利于零件的加工精度比较高，这样对减压阀阀芯的运动是由好处的，因此一般用有阀套的结构。图3-1和图3-3的阀套有阻尼小孔，以改善减压阀的动态特性；图3-2中的阀套虽然较短，可以减小阀芯与阀套间的摩擦阻力，但减压
25、阀阀口的出口压力直接作用于阀芯大端右端，阀芯的动作稳定性较差。3.1.3 阀口减压阀阀口有圆柱形和弓形两种，3-5为圆柱形阀口，图3-6图3-8为弓形阀口。通常情况下，圆柱形阀口过流面积会有很大的改变这时因为阀芯有比较小的位移，就是面积梯度大，所以减压阀非常灵敏，然而阀芯不怎么稳定；弓形阀口却恰恰和圆柱形阀口相反。然而，只要弓形阀口多几个(图3-8为四个对称弓形阀口)，在阀芯有相同位移量时，这样就比图3-7单弓形和图3-6双弓形阀口过流面积大，这样阀芯的稳定性就会比较好，而且比较灵敏。 图3-5 图3-6 图3-7 图3-8减压阀阀口处要设法消除油液对阀芯的径向不平衡力，以防此力引起阀芯移动时
26、附加摩擦阻力，这就是为什么经常在阀体或阀套开沉割槽槽（图3-5和图3-6所示）。对于图3-8所示的多弓形阀口，沉割槽开在阀套的外侧，最好让阀芯轴线和4个径向小孔的轴线垂直相交，而且要相等径向小孔的直径。除了这个外，通常要在减压阀上装限位螺钉，这样最大开口量就可以调整，以使减压阀进入减压状态使能有较快的相应。3.2 节流阀部分设计节流阀部分主要是确定适宜调速阀的节流口形式，并设计出结构简单，指示清晰的调节机构。3.2.1 节流口形式在调速阀中，节流阀部分的节流口是根据阀芯运动的形式来确定的。工作时，节流阀阀芯会有旋转、轴向和螺旋三种运动。阀芯作旋转运动时，通常采用偏心的节流口。偏心式结构不复杂、
27、加工比较容易，然而径向力不平衡，如果在高压下使用偏心式结构调节力会比较大；而且，因为从全开至全闭的转角很小，偏心式结构比较不容易进行微量调节。阀芯作轴向移动时，它会和调节手轮部分分体，一般使用薄刃式结构节流口（如图3-9图3-14所示）。阀芯作螺旋运动，它会和调节手轮连成一体，也会使用薄刃式结构节流口（如图3-14）。作螺旋运动与轴向移动的节流阀阀芯，如何消除径向不平衡力呢，很简单仅仅只需要在节流口地方做一个沉割槽就可以了。 图3-9 图3-10图3-11 图3-12 图3-13 图 3-14这样就有利于减小手轮的调节力；此外，因为节流口从全开到全闭这个过程中，就可以旋转很多圈的调节手轮，这样
28、很简单就可以实现微量调节。在前面我们就说过，想要加强调节流量的稳定性可以使用薄刃式节流口，流量稳定性对调速阀来讲就是非常重要的，特别是开口量比较小的场合。薄刃式节流口，根据加工的可能性，可以成为单薄刃结构和双薄刃结构。然而薄刃构造仅仅是在阀芯上的节流边的地方做成薄刃状，如图3-9、图3-10和图3-14所示。节流口的过流面积形状如图3-15所示的弓形，如果阀体上开有沉割槽，则为双弓形。如果节流口有阀套我们可以采用双薄刃构造，此时对阀套与阀芯的节流边都做成薄刃状，如图3-113-13所示。由于加了阀3-15套以后，加工比较方便，节流口过流面积形状可以复杂一点，以适应调节流量的要求。图3-16所表
29、示的是经常使用的过流面积形状，这中间：a)易于加工，可获得较小的稳态流动，然而可以流过的最大流量不是很大，它经常在公称流量很小的情况下使用，最小稳定流量也是比较小的场合；b）不容易处理，它可以经过的流量比较大，经常在一些有较大的公称流量但是不对最小稳定流量严格要求的场合下使用；c）加工更加困难，但它能达到很小的稳定流量。 图3-16调速阀在工作时如果出口压力比较高，还得考虑一个轴向力它是作用在节流阀阀芯上的。图3-9、图3-13和提3-14因为节流阀阀芯左端通外泄口，所以消除了作用于阀芯上的轴向力，从而手轮的调节力很小。3.2.2 调节机构调节机构由调节、指示和调零三部分组成。图3-17是用于
30、节流阀阀芯作旋转运动的调节机构。转动旋钮既改变着节流口的开口量，刻度牌上的刻度只能反映阀芯的旋转情况，不能反映调节流量的大小，调零时只要松开紧定螺钉，旋钮对准零位后用紧定螺钉将其与阀芯连在一体，这里所指的零位是指节流口刚开时的阀芯位置；有时为了微调，可以设微调位置，如图示微调齿轮。 图3-17图3-18和图3-19是用于节流阀阀芯作轴向运动的调节机构。转动手轮使调节螺杆轴向移动，然后由调节螺杆或复位弹簧推动阀芯作轴向运动来改变节流口开口量；手轮转动的圈数在图3-18中由五星轮显示，在图3-19中由转动圈数刻度板显示，手轮在圆周方向的转动位置均由圆周刻度显示；在图3-18中，用调整螺母可以改变手
31、轮与调节螺杆之间的相对位置，所以调整螺母是调零的附设装置，在图3-19中只要松开紧定螺钉和调节螺杆端部的螺钉既可调零，调好零位后再在手轮上打指示零位的箭头。 图3-18 图3-19图3-14是节流阀阀芯作螺旋运动的调节机构。当转动手轮时，节流阀阀芯作螺旋运动并改变节流口的开口量，同时指针的小轴销在有阿基米德螺旋线槽的刻度盘滑动，从而显示着手轮转动的圈数和圆周方向的转动位置；调零时只要松开阀芯端部的螺钉既可。3.3 参数的计算3.3.1 调速阀的设计要求 名称技术要求公称压力30MPa公称流量300L/min工作压力范围1-30Ma最低工作压力差Mpa流量调节范围 20-300（L/min）最小
32、稳定流量Qmin20（l/min）进出口压力变化时的流量变化率10内泄漏量1000（cm/min）=16.67（cm/sec）外泄漏量q800（cm/min）=13.33（cm/sec）3.3.2 几何尺寸的确定1.进、出油口直径d (3-20)式中：Q公称流量（L/min） V进出口直径d处油液允许流速，一般为6m/s-7m/s,取v=6m/s.计算得d=3.3cm=33mm,取d=33mm2.减压阀阀芯台肩大直径D、中直径D小直径dD (3-21)式中：Q公称流量（L/min）计算得D=3.8cm=38mm,取D=38mmd (3-22)式中：D减压阀阀芯中直径计算得d=1.9cm=19m
33、m,取d=19mmD=(2-2.5) D (3-23)式中：D减压阀阀芯中直径计算得D=7.69.6cm=7696mm,取D=75mm3.节流阀阀芯台肩大直径D和小直径dD (3-24)式中：Q公称流量（L/min）计算得D=3.8cm=38mm,取D=38mm (3-25)式中：D节流阀阀芯台肩大直径计算得=1.9cm=19mm,取=19mm4.减压阀阀套沉割槽宽度B和尺寸HH和B可以根据确定的结构布置，结构尺寸允许的范围内，可以适当增加B和H,在槽内的油液流量小于 6米/秒,既BH （3-26）式中：Q公称流量（L/min）根据结构布置确定B=30(mm),H=15(mm)，31.50.0
34、14=4.2cm满足（3-26）式要求。5.减压阀阀套径向孔直径d （3-27）式中：Q公称流量（L/min） 减压阀阀套径向孔孔数 取=4计算得：=1.6cm=16mm,取=16mm6.节流阀入口孔直径0.188 (3-28)式中：Q公称流量（L/min）计算得：=3.3cm=33mm,取=33mm7.减压阀阀口的最大开口量 （3-29）式中：Q公称流量（L/min） 减压阀阀套径向孔孔数 取=4 C流量系数，取C=0.65 液压油液密度，0.921kgfsec/cm减压阀阀口在最大开口量并通过公称流量Q下，阀口前后压力差的设定值（kgf/cm），可取。是根据设计要求的工作压力范围最低值而确
35、定的设定值，可定=-(25)；是选定的节流阀节流口前后压力差，可以取=23（kgf/cm）。计算得：=0.75(cm)由弓形几何尺寸表查的=0.75cm,取=0.7cm8.节流阀节流口最大开口量 (3-30) 式中：Q公称流量（L/min）A节流口最大开口量下一个过流处的过流面积（cm）Z节流阀节流口过流面积个数，开沉割槽取Z=2 C流量系数，可取C=0.65 油液密度（kgfsec/cm） 节流阀节流口前后压力差，设定=23（kgf/cm）计算得：A=1.8（cm）,由弓形几何尺寸表查得，取9内泄漏面封油长度、和外泄漏面封油长度、根据结构布置选定：=0.2（cm）; =2(cm); =0.4
36、(cm); =1.8(cm); =1.55(cm); =2.4(cm)。10.减压阀阀芯行程SS=（cm） (3-31)式中：减压阀阀口最大开口量（cm） 减压阀阀口全关时的封油长度(cm)计算得：S=0.9(cm)，取S=0.9（cm）11.节流阀阀芯行程= (3-32)式中：节流阀节流口最大开口量（cm） 节流阀节流口全关闭时的封油长度（cm）计算得：=1.3(cm)3.3.3 受力计算并确定减压阀弹簧刚度K1.作用于减压阀阀芯上的理想液压作用力FF=（）A=（）(kgf) (3-33)式中：D 减压阀阀芯大直径（cm）（）=（）=23kgf/cm计算得：F=88.3（kgf）,取：F=8
37、8.3（kgf）2.作用于减压阀阀芯上的稳态液动力 （3-34）式中：油液密度（kgfsec/cm） Q公称流量（l/min） C流量系数，可取C=0.65减压阀阀口过流面积（cm）,此过流面积随着阀口开口量的变化而变化 减压阀阀口液流角（），一般取=69给定不同的减压阀阀口开口量，再由弓形几何尺寸表查得单个弓形面积，然后计算出个弓形面积，然后由（3-34）计算出相应的稳态液动力，计算结果见表3-2。0.09880.150.20.250.3050.350.40.450.50.7(kgf)64.434.922.516.512.510.38.67.36.34.1F(kgf) 88.33.减压阀弹簧
38、刚度K （3-35）式中：Q流量 C速度系数，C1 油液密度 （）减压阀阀口前后压差 减压阀阀口处的液流角，=69计算得：为=43.38（kgf）,由图3-36得相应的=0.9mm 图3-36在图3-36中，高于m点作曲线Fw的变化规律相近的直线Ft,此直线既弹簧力-行程曲线，它的斜率既为所求得减压阀弹簧刚度Kt,Kt=5(kgf/mm)。 在图3-36中可找出弹簧最小工作负荷F=88.3(kgf)和减压阀阀芯行程S=9mm时弹簧的最大工作负荷F=133.3(kgf)。弹簧设计时可对Kt、F作少量调整。3.3.4 性能计算1.流量变化率计算调速阀在节流口最大开口量、进出口压力差在工作压力范围内
39、变化时的流量变化率。根据式Q=（cm/sec）式中：(cm/sec) (l/cm) (cm) sec) =（cm）中：取C=C=0.65，Xt=1.77(cm);A=44.16(cm),由弓形几何尺寸表查的时的单个弓形面积为1.23（cm），则Z=1.232=2.46(cm)。代入计算得：给定不同减压阀阀口开口量，查出单个弓形面积，再计算出Z个弓形总面积f，最后可以根据公式计算出不同开口量通过的调速阀的流量Q及进出口压力差。2.进出口最低工作压力差进出口最低工作压力差是指工作压力范围的最低值。这里只计算调速阀的节流口在最大开口量、进出口压力差在工作压力范围最高值以下变化时，流量变化率不超过设计
40、要求所能达到的进出口最低工作压力差。，计算得这个值已经比通过减压阀阀口最大开口量时调速阀的流量小。说明调速阀的节流口在最大开口量下，减压阀阀芯在全开位置时，流量变化率没有超过设计要求。可以把这个时候的进出口压力差作为最低工作压力差，既3.公称压力下的内泄漏量= (3-36)式中：油液动力粘度（kgfsec/cm）, =0.2265(kgfsec/cm) p公称压力（kgf/cm）30-1号液压油，油温50摄氏度、油液压力为320千克力/ 平方厘米时,cm)(cm)(cm)(cm)计算得：=18（cm/sec）从计算结果看，已经超过了设计要求，但考虑到封油长度是封油处最短的，它们是局部性的，所以可以认为计算结果与设计要求是接近的。4.外泄漏量根据式： （3-37）式中：油液动力粘度（kgfsec/cm）, =0.2265(kgfsec/cm) p公称压力（kgf/cm）计算得：=1.56（cm/sec）根据式：（cm/sec） (3-39)式中：Z封油长度有后的均压槽数 节流阀阀芯外泄漏面封油长度（cm） Z封油长度L下的均压槽数计算得：=8.0（cm/sec）
