XCG2V-10型减压阀的设计 热能与动力工程(流控方向) 07110112 郭 泰 指导老师： 张远深 高工 李岭 高工摘 要 本文简要介绍了单项减压阀的概念，工作原理和设计过程，即单向阀的种类优缺点，适用场合，工作原理的解析，本设计为单向减压阀设计，由减压阀和单向元件组成，其作用与减压阀相同，但反向油流由单向阀自由通过，不受减压阀的限制设计包括外部结构内部元件，单向阀组件和各个弹簧的设计计算以及静态特性计算关键词：单项减压阀 工作原理 结构设计 弹簧 尺寸计算AbstractThis paper briefly introduces the concept of single pressure reducing valve, work principle and design process, which means that the type of check their advantages and disadvantages, applicability, and work principle of analytic, this design for one-way valve design by the pressure reducing valve, and unidirectional components, the role and the same pressure reducing valve, but by check through reverse oil free, not affected by the pressure reducing valve restrictions. Design including external structure internal components, check each spring components and design calculation of static characteristic and calculated.Keywords: single pressure reducing valve working principle structure spring design size calculation一．前言在液压系统中,液压阀是控制和调节液流流量.压力.方向的元件.液压阀的种类繁多,结构复杂,新型阀不断涌现.另外由于国外液压元件在结构上型号编制上的不同,给使用液压元件的单位和技术人员操作人员带来了诸多不便,然而液压元件的工作原理是不变的,所以使用和维护液压控制阀的基础是在了解其基本原理和结构的基础上进行的.减压阀属于压力控制调节元件,本身有一定的能量损耗.液压阀的阀芯与阀体间的密封方式一般采用间隙密封(除单向阀部分的球形阀外),这种密封方式不可避免的存在内泄漏。
为使球阀芯能灵活运动而减少泄露，对液压阀性能的基本要求是制造精度高，阀芯运动动作要灵活，工作性能可靠，密封性能好，阀的结构要紧凑，工作效率高，通用性好当液压系统中某些部分需要以低于总系统压力的压力下工作时，使用减压阀往往比增加其他泵段更方便在达到减压阀设定压力值之前，这两级减压阀允许从进口到出口全流量流动，以后流量受到限制减压阀压力设定值可在先导级调整有五档压力调压范围，本减压阀很高的阀响应保证减压出口压力不受进口压力尖锋的影响，主级中的一个把出口接到先导级的小单向阀，防止出口压力过分升高，而当执行原件出现使回路倒流时，我在阀的进口和出口之间接一个单向阀，防止油路压力过高损坏液压元器件二、设计的主要技术参数规格参数： 最高进口压力 35MPa 最高减压压力 33MPa 最大排量 300l/min 减压压力控制调节范围 0.5MPa至33MPa 手动调节形式： 螺丝/锁紧螺母 温度限制： -20℃至70℃三．单向减压阀的工作原理 （一）减压阀的工作原理 直动式减压阀 图14—3a所示为直动式带溢流阀的减压阀(简称溢流减压阀)的结构图。
压力为P1的压缩空气，由左端输入经阀口10节流后，压力降为P2输出P2的大小可由调压弹簧2、3进行调节顺时针旋转旋钮1，压缩弹簧2、3及膜片5使阀芯8下移，增大阀口10的开度使P2增大若反时针旋转旋钮1，阀口10的开度减小，P2随之减小 若P1瞬时升高，P2将随之升高，使膜片气室6内压力升高，在膜片5上产生的推力相应增大，此推力破坏了原来力的平衡，使膜片5向上移动，有少部分气流经溢流孔12、排气孔11排出在膜片上移的同时，因复位弹簧9的作用，使阀芯8也向上移动，关小进气阀口10，节流作用加大，使输出压力下降，直至达到新的平衡为止，输出压力基本又回到原来值若输入压力瞬时下降，输出压力也下降、膜片5下移，阀芯8随之下移，进气阀口10开大，节流作用减小，使输出压力也基本回到原来值 逆时针旋转旋钮1使调节弹簧2、3放松，气体作用在膜片5上的推力大于调压弹簧的作用力，膜片向上曲，靠复位弹簧的作用关闭进气阀口10再旋转旋钮1，进气阀芯8的顶端与溢流阀座4将脱开，膜片气室6中的压缩空气便经溢流孔12、排气孔11排出，使阀处于无输出状态 总之，溢流减压阀是靠进气口的节流作用减压，靠膜片上力的平衡作用和溢流孔的溢流作用稳压；调节弹簧即可使输出压力在一定范围内改变。
为防止以上溢流式减压阀徘出少量气体对周围环境的污染，可采用不带溢流阀的减压阀(即普通减压阀)减压阀基本结构图四． 主要部件设计过程 （一）主要结构参数的确定1.进出油口的大小确定 为了使阀能够实现最高效率，尽量满足执行机构的须油量，最小值由最小流速确定，因为流速范围在6-12米每秒之间，选取六米计算的尺寸为33mm2.阀芯内径和阀芯孔的直径 为了防止液动力过大，阀芯内径不小于进出油口直径，故选取阀芯内径为33mm，四个均布的阀芯孔以流速不减小和不产生啸叫为最低要求定为16mm3.阀的稳态特性分析 根据溢流阀的稳态特性分析进行，本次设计满足减压阀稳定性要求4.根据说明书计中计算弹簧按照《机械设计》中讲述的方法进行设计，各个弹簧的设计尺寸以阀的稳态要求和受力平衡为依据确定，各个弹簧双端磨平并紧一圈，在设计时兼顾到阀体阀套最小壁厚及弹簧的安装要求五、结论本次设计的单项减压阀是可以反向自由流动不受减压阀限制的单向阀，减压范围5档可调，灵敏性高调节部分带有流量恒定器，可防止由于进出油口压力及流量的变化引起的流量脉动，使阀工作更平稳，噪声也更低，对外供油压力也更稳定内部阀芯采用滑阀结构，使内泄量大为减少，机械效率和总效率也得到提升。
通过设计校核，本次设计的XCG2V-10型减压阀基本满足性能要求 参考文献[1] 雷天觉.新编液压工程手册[M]. 北京: 机械工业出版社,1998[2] 何存兴.液压元件[M]. 北京: 机械工业出版社,1982[3] 张英会.弹簧 北京: 机械教育出版社,1982[4] 田野. 互换性与测量技术 北京：化学工业出版社,2005[5] 吴宗泽.机械零件设计手册[M]. 北京: 机械工业出版社,1999[6] 李壮云编. 中国机械设计大典[M]. 第5卷. 江西：科学技术出版社，2001。