工程上使用多路组合换向阀,就来看多为手动式,其卸荷方式多采用贯穿控制式卸荷阀卸荷,卸荷阀经常采用图2的结构形式,下面简要介绍一下其设计方法.
卸荷阀(又是安全阀)的主阀按配合形式不同可分为三级同心、二级同心和滑阀式三类.其中滑阀式结构工作压力低,控制压力精度不高;三级同心结构虽成熟,应用较广,但与二级同心式比较,不及二级同心式动作灵敏,规格相同,行程相同时,二级同心结构的通油能力远大于三级同心结构;二级同心式控制压力稳定,加工工艺性好,二级同心式应用前景广阔,这里以二级同心结构,讨论其结构尺寸设计方法.
1、阀的通径D0
通径D0也是整个多路阀的进口直径,D0取的大,阀的结构尺寸就大,不经济,D0取的小,油液流动不通畅,压力损失大,容易发热.应使多路阀通过额定流量时其油液流速不超过允许值,
2、主阀座孔直径D2
适当增大D2有利于提高阀的灵敏度,但过大会使阀不易稳定,一般先根据经验公式确定主阀阀芯过流部分的直径D1,
3、主阀芯大直径D
根据一般资料和经验可知,适当增加主阀芯大端直径D,可以提高阀的灵敏度,降低阀的压力超调量,可提高阀的开启压力,保证阀工作稳定,不过,D值过大,将使阀的结构尺寸和阀芯质量加大,主阀上腔容积增加,导致动态过程时间延长,
太小又保证不了静态特性要求,一般应保证:
4、主阀芯半锥角α1
5、主阀芯阻尼孔d0及长度l0
主阀芯上阻尼孔d0
越小,其长度l0越长,则节流与阻尼作用越显著,阀的启闭特性好,动态稳定性好,但阀芯动作滞后大,灵敏度降低,增加了动态压力超调量,且易堵塞、工艺性也不好
C1--主阀口的流量系数(无因次),图2结构可取C1=0.78
ρ―油液密度,取850-900kg/m3
Px―卸荷压力,通常取Px=(0.2~0.5)MPa
6、主阀芯导向长度l
增大主阀芯导向长度l,有利主阀芯工作稳定,减少啸叫和压力振摆,但过大,结构尺寸增加.建议l1.2D
7、导阀芯半锥角α2
导阀要求有良好的密封性,而且导阀流量增益太大对稳定性不利,故一般导阀半锥角α2取为20°.
8、导阀座孔径d,d1
导阀座孔直径d大,导阀芯工作稳定性好,则导阀弹簧力加大,结构尺寸增大,一般取d=(2~5)d0;另外,d1对导阀动态特性影响较大,为使阻尼也起正常作用,设计中保证d>d1
9、主阀弹簧的予压量h1
10、主阀弹簧刚度Ky
11、导阀弹簧予压量x10和刚度Kx
可根据导阀欲开未开时导阀芯受力关系导出。