10换向阀的设计分析报告.ppt

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 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） 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。 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。 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： （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： （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，以免增加换向阻力。 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 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 阀杆上O形密封圈的摩擦阻力Fm可以按经验公式计算 式中