先導(dǎo)式液壓減壓閥

先導(dǎo)式液壓減壓閥 DR50先導(dǎo)式液壓減壓閥 先導(dǎo)式油壓減壓閥 先導(dǎo)式輸出液壓減壓閥

之前介紹組合式減壓閥在國(guó)華惠州熱電應(yīng)用，現(xiàn)在介紹先導(dǎo)式液壓減壓閥隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，液壓系統(tǒng)在當(dāng)今機(jī)械領(lǐng)域用途越來(lái)越廣泛，各種大、中、小型液壓設(shè)備中，液壓減壓閥是系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵性的壓力控制元件，它們的性能和壽命在很大程度上決定著整個(gè)液壓系統(tǒng)的平穩(wěn)性和工作能力?？茖W(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，減壓閥的性能及結(jié)構(gòu)也越來(lái)越完善，如工業(yè)設(shè)備、醫(yī)療機(jī)械以及輪船和上都得到了廣泛應(yīng)用。因此對(duì)于減壓閥相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)十分必要。本次設(shè)計(jì)主要以當(dāng)今市場(chǎng)上的減壓閥為基礎(chǔ)，對(duì)先導(dǎo)式定值輸出減壓閥進(jìn)行設(shè)計(jì)。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中采用了一些有關(guān)減壓閥的新技術(shù)和新觀點(diǎn)，并用于先導(dǎo)式定值輸出減壓閥的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中對(duì)減壓閥結(jié)構(gòu)進(jìn)行了探討，并且比較了兩種方案的優(yōu)劣特點(diǎn)，選擇了現(xiàn)今已越來(lái)越得到廣泛應(yīng)用的管式螺紋連接定值輸出減壓閥。在現(xiàn)有的減壓閥基礎(chǔ)上通過(guò)改變主閥芯的材料，從而提高減壓閥的靈敏度，使產(chǎn)品在滿足設(shè)計(jì)條件要求的情況下，更加經(jīng)濟(jì)合理化。

在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中主要參考了DR50型先導(dǎo)式減壓閥的相關(guān)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和技術(shù)參數(shù)，并以其為基礎(chǔ)，重新設(shè)計(jì)了先導(dǎo)式定值輸出液壓減壓閥閥芯的結(jié)構(gòu)參數(shù)，通過(guò)計(jì)算和不斷優(yōu)化使減壓閥的部分或整體性能有所提高完善。



上海申弘閥門(mén)有限公司主營(yíng)閥門(mén)有：減壓閥(組合式減壓閥,可調(diào)式減壓閥,自力式減壓閥關(guān)鍵詞：先導(dǎo)式減壓閥，管式連接，閥芯結(jié)構(gòu)參數(shù)

A kind of pressure reducing valve structure design and modelling

Abstract

Along with the development of the technology industry, Hydraulic system in tod- ay's machinery field use more and more widely, In all the big or small hydraulic equi-    pment, Hydraulic pressure reducing valve is system of a key pressure control compo- nents, Their performance and life to a great extent determine the hydraulic system sta- bility and work ability, The improvement of science and technology, The pressure re- ducing valve's properties and structure is also more and more perfect, Such as indust- rial equipment , medical machinery ,ships and aircraft are extensively applied. So for pressure reducing valve knowledge of learning and understanding is necessary.

This design mainly in the market today of the pressure reducing valve for the fo- undation, Pilot type setting value output pressure reducing valve design. In the gradu- ation design process adopted some of the pressure reducing valve about new technolo- gy and new ideas, And used topilot type setting value output pressure reducing valve  design, In the design of pressure reducing valve structure were discussed, And a com- parison of the two plans quality characteristics, Choose the now has more and more   widely applied pipe threaded connections fixed value output pressure reducing valve, In the existing based on pressure reducing valve by changing the main valve core ma- terials, So as to improve the sensitivity of the pressure reducing valve, Make products to meet the design requirement in the case, More rationalization

In the graduation design main reference the forerunner of the pressure reducing valve DR50 type of related products structure and technical parameters, And as the f- oundation, To guide the design of hydraulic pressure reducing valve setting value ou- tput valve core structure parameters, Through calculation and continuous optimization of the pressure reducing valve to part or whole performance improved perfect.

Keywords：Pilot Operated Reducing Valves  Tube Type Conjunction  The Valve Core Structure Parameters



*章引言

液壓技術(shù)在功率密度、結(jié)構(gòu)組成、響應(yīng)速度，調(diào)速保護(hù)，過(guò)載保護(hù)、電液整臺(tái)等方面*的優(yōu)勢(shì)，使其成為現(xiàn)代傳動(dòng)和控制的重要技術(shù)手段和不可替代的關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)之一

在國(guó)外，液壓閥的生產(chǎn)設(shè)計(jì)較早，并且經(jīng)過(guò)了的技術(shù)積累和技術(shù)進(jìn)步，國(guó)外在液壓閥的技術(shù)發(fā)展上已形成了完善、良性的發(fā)展體系，液壓設(shè)備能傳遞很大的力或力矩，單位功率重量輕，結(jié)構(gòu)尺寸小，在同等功率下，反應(yīng)速度快、準(zhǔn)、穩(wěn)；又能在大范圍內(nèi)方便地實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速；易實(shí)現(xiàn)功率放大；任何一個(gè)液壓系統(tǒng)，不論其如何的簡(jiǎn)單，都不能夠缺少液壓閥；同一工藝目的的液壓機(jī)械設(shè)備，通過(guò)液壓閥的不同組合與使用，可以組成油路結(jié)構(gòu)截然不同的多種液壓系統(tǒng)方案，故液壓閥是液壓技術(shù)中品種與規(guī)格多、應(yīng)用廣泛、活躍的元件；減壓閥作為液壓閥的一種，其在液壓系統(tǒng)中起著非常重要的作用。一個(gè)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性、安裝維護(hù)的便利性以及能否按照既定要求正?？煽康剡\(yùn)行，在很大程度上取決于其中所采用的各種液壓閥的性能優(yōu)劣及其參數(shù)匹配是否合理。減壓閥的功能主要是通過(guò)調(diào)節(jié)，將進(jìn)口壓力減至某一需要的出口壓力，并依靠介質(zhì)本身的能量，使出口壓力自動(dòng)保持穩(wěn)定的閥門(mén)，其屬于壓力控制閥類(lèi)。

 液壓傳動(dòng)與控制中使用多的減壓閥主要有定值輸出減壓閥、定差減壓閥和定比減壓閥三大類(lèi)型。其中定值輸出減壓閥是在近代液壓技術(shù)發(fā)展過(guò)程中實(shí)用的更為廣泛。



與定差減壓閥、定比減壓閥相比，定值輸出減壓閥具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小、重量輕、流量均勻、噪聲低等突出優(yōu)點(diǎn)。在各類(lèi)液壓閥中，定值輸出減壓閥由于它主要功能是其二次壓力（出口壓力）是恒定值，在許多液壓系統(tǒng)中都需要有勻速平穩(wěn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，所以保持輸出油路壓力恒定是很重要的，必須使用減壓閥。減壓閥是液壓系統(tǒng)中的一類(lèi)關(guān)鍵控制元件。

本課題的研究方向基于現(xiàn)有的減壓閥的設(shè)計(jì)制造技術(shù)，針對(duì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)要求的大壓強(qiáng)、大流量進(jìn)行設(shè)計(jì)，并在從設(shè)計(jì)的角度就注意解決現(xiàn)有減壓閥存在的一些問(wèn)題，主要是對(duì)減壓閥閥芯改造。并運(yùn)用三維造型軟件對(duì)設(shè)計(jì)的減壓閥進(jìn)行三維造型。通過(guò)設(shè)計(jì)造型以達(dá)到用途與外觀的結(jié)合。

第二章 減壓閥

2.1減壓閥的簡(jiǎn)介

減壓閥是一種將出口壓力調(diào)節(jié)到低于進(jìn)口壓力的控制閥。用于減低系統(tǒng)中某一分支液壓油路的壓力，以滿足液壓設(shè)備執(zhí)行元件的需要，常見(jiàn)于各種液壓控制系統(tǒng)、夾緊系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)及潤(rùn)滑系統(tǒng)中。

減壓閥按調(diào)節(jié)要求的不同，減壓閥分為定值減壓閥、定比減壓閥和定差減壓閥。定壓減壓閥用于控制出口壓力為定值，使液壓系統(tǒng)中某一部分得到較供油壓力低的穩(wěn)定壓力；定比減壓閥用來(lái)控制它的進(jìn)、出口壓力保持調(diào)定不變的比例；定差減壓閥則用來(lái)控制進(jìn)、出口壓力差為定值。



2.2定值減壓閥

定值減壓閥的結(jié)構(gòu)和工作原理

定壓輸出減壓閥有直動(dòng)式和先導(dǎo)式兩種結(jié)構(gòu)形式，直動(dòng)式減壓閥較少單獨(dú)使用。在先導(dǎo)式減壓閥中，根據(jù)先導(dǎo)級(jí)供油的引入方式的不同，有先導(dǎo)級(jí)由減壓出口供油和先導(dǎo)級(jí)由減壓進(jìn)口油兩種結(jié)構(gòu)形式。

圖2-1



工作原理如圖2-1：進(jìn)口壓力P1經(jīng)減壓口減壓后壓力變?yōu)槌隹趬毫2，出口壓力油經(jīng)主閥體上的通道6和底座8上的通道進(jìn)入主閥芯9的下腔，再經(jīng)過(guò)主閥芯上的阻尼孔進(jìn)入主閥芯的上腔和先導(dǎo)閥的前腔，然后再通過(guò)錐閥座4中的阻尼孔后，作用到先導(dǎo)錐閥3上。當(dāng)出口壓力低于調(diào)定壓力時(shí)，先導(dǎo)閥口關(guān)閉，主閥芯下端的阻尼孔中沒(méi)有油液流動(dòng)，主閥芯上、下兩端的油壓力相等，主閥芯在彈簧力的作用下處于下端位置，減壓口全開(kāi)，不起減壓作用，即P1≈P2。當(dāng)出口壓力超過(guò)調(diào)定壓力時(shí)，出油口部分液體經(jīng)過(guò)閥座上的通道、主閥芯阻尼孔、主閥腔、先導(dǎo)閥口、先導(dǎo)閥上的泄漏油口L流回油箱。阻尼孔有油液通過(guò)，產(chǎn)生壓力損失，使主閥芯上下腔產(chǎn)生壓力（P2>P1），此壓力差所產(chǎn)生的作用力大于主閥彈簧力時(shí)，主閥上移，使節(jié)流口（減壓口）關(guān)小，減壓作用增強(qiáng)，直到主閥芯穩(wěn)定到某一平衡位置，此時(shí)出口壓力P2取決于先導(dǎo)閥彈簧所調(diào)定的壓力值。

設(shè)A、Ac分別為主閥和先導(dǎo)閥有效作用面積（）；Kx、Ky分別為先導(dǎo)閥和主閥彈簧剛度(N/m)；X0 、X分別為先導(dǎo)閥彈簧預(yù)壓縮量和開(kāi)口量（m）；Y0、Y、Ymax分別為主閥彈簧預(yù)壓縮量、主閥開(kāi)口量和大開(kāi)口量(m),則：

當(dāng)：Ac<Ft時(shí)，先導(dǎo)閥關(guān)閉，主閥上下兩端不產(chǎn)生壓力差

當(dāng)：Ac>Ft時(shí)，先導(dǎo)閥打開(kāi)，主閥上下兩端產(chǎn)生壓力差，主閥芯提升，起減壓作用

式子中—是主閥芯上腔的壓力值（Mpa）；Ft—設(shè)定壓力值（N）；

忽略穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力時(shí)，根據(jù)[1]先導(dǎo)閥和主閥的力平衡方程為：（14-3）     所以，出口壓力：P2=（14-4）

又∵ X<<，Y<<+,Ky很小                 ∴ ≈C（常數(shù)）∴ P2=



調(diào)節(jié)調(diào)壓彈簧，改變硬彈簧力，即可改變出口壓力。

特點(diǎn)： 在減壓閥出口油液不再流動(dòng)時(shí)，由于先導(dǎo)閥卸油仍未停止，減壓口仍有油液流動(dòng)，閥就處于工作狀態(tài)，出口壓力也就保持調(diào)定壓力不變。

先導(dǎo)式減壓閥和先導(dǎo)式溢流閥它們之間雖然有很多相似之處，不過(guò)也存在本質(zhì)的差異：首先，減壓閥保持出口壓力基本不變，而溢流閥保持進(jìn)口處的壓力基本不變。其次，再不工作的狀態(tài)下，減壓閥的進(jìn)、出油口互通，而溢流閥的進(jìn)、出油口則不相通。后，為了保持減壓閥出口壓力調(diào)定值恒定，它的導(dǎo)閥彈簧腔需要通過(guò)泄油口單獨(dú)外接油箱；而溢流閥的出油口是通油箱的，所以它的導(dǎo)閥的彈簧腔和泄漏油可以通過(guò)閥體上的通道和出油口相通，不需要單獨(dú)外接油箱。

如果外來(lái)干擾使進(jìn)口壓力P1升高，則出口壓力P2也升高，主閥芯上移，節(jié)流口減小，P2又降低，主閥芯在新的位置上處于平衡，而出口壓力P2基本維持不變；反之亦然。

定壓輸出減壓閥是各種減壓閥中應(yīng)用多的一種，其作用是用來(lái)減低液壓系統(tǒng)中某一回路的油液壓力，起到用一油源能夠同時(shí)輸出兩種或者兩種以上的不同油壓的目的。必須說(shuō)明的是減壓閥的出口壓力還與出口的負(fù)載有關(guān)系，若因負(fù)載的建立的壓力低于調(diào)定壓力，則出口壓力有負(fù)載決定，此時(shí)的減壓閥不起到減壓作用，進(jìn)出口壓力相等，即減壓閥保證出口壓力恒定的條件是先導(dǎo)閥開(kāi)啟。此外當(dāng)減壓閥出口負(fù)載很大，以至于使減壓閥出口油液不會(huì)流動(dòng)時(shí)，此時(shí)仍有少量油液通過(guò)減壓閥口經(jīng)過(guò)先導(dǎo)閥至泄油口L流回油箱，閥處于工作狀態(tài)，減壓發(fā)出口壓力保持在調(diào)定壓力值。



2.3定比減壓閥

定比減壓原理：利用油液在某個(gè)地方的壓力損失，使進(jìn)出口壓差或出口壓力與某一負(fù)載壓力之比為常數(shù)并保持恒定，故稱定比減壓閥。

工作原理：高壓油P1經(jīng)過(guò)減壓口后從以P2流出，同時(shí)低壓油作用于閥芯上腔，在穩(wěn)態(tài)時(shí)，忽略閥心所受到的穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力、閥芯的自重和摩擦力時(shí)可得到的閥心受力平衡式

+K（+X）=            （14-9）

式子中 K—彈簧剛度、X—彈簧預(yù)壓縮量及閥口開(kāi)度。

若忽略剛度很小的彈簧力，則有近似的閥芯平衡方程式：     （14-10）由上式可知道只要選擇適當(dāng)?shù)拇笮≈闹睆奖龋纯色@得所需的進(jìn)、出口壓力比。如下圖如圖  2-2



2.4 定差減壓閥

減壓原理：利用油液在某個(gè)地方的壓力損失，使進(jìn)出口壓差或出口壓力與某一負(fù)載壓力之差為常數(shù)并保持恒定，故稱定差減壓閥。圖2-3 定差減壓閥    (a)工作原理；  (b)符號(hào)

工作原理：高壓油P1經(jīng)節(jié)流口減壓后以低壓P2流出，同時(shí)低壓油經(jīng)閥芯中心孔將壓力P2傳至閥芯上腔，其進(jìn)出油壓在閥芯有效作用面積上的壓力與彈簧力相平衡根據(jù)[1]有：

△P=    （Pa）     （14-15）

式中，K、X0分別為彈簧剛度（N/m）和預(yù)壓縮量（m）;P1、P2、X、D和d如圖4-3所示。

應(yīng)用： 與節(jié)流閥組合作調(diào)速閥，使通過(guò)節(jié)流閥的流量基本不受外界負(fù)載影響。

2.5 我國(guó)引進(jìn)的德國(guó)力士樂(lè)公司壓力閥系列

減壓閥的代號(hào)意義[12]如下：



如圖2-4

①先導(dǎo)式減壓閥=DB；不帶通徑主閥芯的先導(dǎo)閥：通徑10=DBC、通徑25、32=DRC（不標(biāo)通徑和連接方式）；帶主閥芯的先導(dǎo)閥=DRC（注明通徑10或32、不標(biāo)注連接方式）

②公稱通徑；

③板式連接=無(wú)標(biāo)記；管式連接=G；

④調(diào)節(jié)手柄＝1，帶保護(hù)罩的調(diào)節(jié)螺栓＝2，帶鎖的調(diào)節(jié)手柄＝3；

⑤30系列=30

⑥控制壓力10Mpa=100；控制壓力31.5Mpa=315

⑦控制油供排方式：內(nèi)供內(nèi)排=無(wú)標(biāo)注；外供內(nèi)排=X；內(nèi)供外排=Y（泄漏油從Y口排出）；外供外排=XY；

⑧有單向閥=無(wú)標(biāo)記；沒(méi)有單向閥=M

⑨礦物質(zhì)液壓油=無(wú)標(biāo)記；磷酸酯液壓液=V

⑩附加說(shuō)明與本產(chǎn)品相關(guān)論文：200X先導(dǎo)隔膜式水用減壓閥安裝要求