高水基插裝式電液換向閥設計畢業(yè)設計(論文)

1、第一章 緒論1.1課題的來源與意義1.1.1液壓系統(tǒng)簡介液壓與氣壓傳動是以流體（液壓液或壓縮空氣）作為工作介質對能量進行 傳遞和控制的一種傳動形式，相對于機械傳動來說，它是一門新技術。但如從 1650年帕斯卡提出靜壓傳遞原理，1850年開始英國將帕斯卡原理先后應用于液 壓起重機、壓力機等算起，也已經有二三百年的歷史了。而液壓與氣壓傳動在工 業(yè)上的真正推廣使用，則是在20世紀中葉以后的事。近兒十年來，隨著微電子 和計算機技術的迅速發(fā)展，且滲透到液壓與氣動技術中并與之密切結合，使其應 用領域遍及到各個工業(yè)部門，已成為實現生產過程自動化、提高勞動生產率等必 不可少的重要手段之一。液壓與氣動技術在工業(yè)

2、中推廣應用還是在20世紀中葉以后的事，時間還不 很長。山于要使用原油煉制品來作為傳動介質，近代液壓傳動是山19世紀崛起并 蓬勃發(fā)展的石油工業(yè)推動起來的。最早實踐成功的液壓傳動裝置是艦艇上的炮塔 轉位器。第二次世界大戰(zhàn)期間，在一些兵器上用上了功率大、反應快、動作準的 液壓傳動和控制裝置，大大提高了兵器的性能，也大大促進了液壓技術的發(fā)展。 戰(zhàn)后，液壓技術迅速轉向民用，并隨著各種標準的不斷制定和完善，各類元件的 標準化、規(guī)格化、系列化在機械制造、工程機械、農業(yè)機械汽車制造等行業(yè)中推 廣開來。20世紀60年代后，原子能技術、空間技術、計算機技術、微電子技術 等的發(fā)展再次將液壓技術推向前進，使它在國民經

3、濟的各個方面都得到了應用。 液壓傳動在某些領域內其至已占有壓倒性優(yōu)勢。我國的液壓工業(yè)開始于20世紀50年代，其產品最初只用于機床和鍛壓設 備，后來才用到拖拉機和工程機械上。自從1964年從國外引進一些液壓元件生 產技術，并自行設計液壓產品以來，我國的液壓元件已在各種機械設備上得到了 廣泛的使用。20世紀80年代起更加速了對國外先進液壓產品和技術的有計劃引 進、消化、吸收和國產化工作，以確保我國的液壓技術能在產品質量、經濟效益、 研究開發(fā)等各個方面全方位地趕上世界水平。當前，液壓技術在實現高壓、高速、大功率、高效率、低噪音、經久耐用、 高度集成化等各項要求方面都取得了重大的進展，在完善比例控制、

4、伺服控制、 數字控制等技術上也有許多新的成就。此外，在液壓元件和液壓系統(tǒng)的計算機輔 助i殳計、計算機仿真和優(yōu)化以及微機控制等開發(fā)性工作方面，日益顯示出顯著的 成就。液壓傳動有以下一些優(yōu)點：1） 在同等的體積下，液壓裝置能比電氣裝置產生出更大的動力。在2)3)4)5)6)7)同等的功率下，液壓裝置的體積小，質量輕，即其功率密度大， 結構緊湊。液壓馬達的體積和質量只有同等功率電機的12%左右。 液壓裝置工作比較平穩(wěn)。山于質量輕、慣性小、反應快、液壓裝 置易于實現快速氣動、制動和頻繁換向。液壓裝置能在大范H內實現無級調速（調速范H可達2000）,它 還可以在運行的過程中進行調速。液壓傳動易于對液體壓

5、力、流量或流動方向進行調節(jié)或控制。當 將液壓控制和電氣控制、電子控制或氣動控制結合起來使用時， 整個傳動裝置能實現很復雜的順序動作，也能方便地實現遠程控 制和自動化。液壓裝置易于實現過載保護。山于液壓元件已經實現了標準化、系列化和通用化，液壓系統(tǒng)的 設汁、制造和使用都比較方便。用液壓傳動實現直線運動遠比用機械傳動簡單。但液壓傳動也有自身的缺點:1）2)3)液壓傳動在工作過程中常有較多的能量損失（摩擦損失、泄漏損 失等），長距離傳動時更是如此。液壓傳動對油溫變化比較敬感，它的工作穩(wěn)定性很容易受到溫度的 影響，因此它不宜在很高或很低的溫度條件下工作。為了減少泄漏，液壓元件在制造精度上的要求較高，因

6、此它的造價 較高，而且對工作介質的污染也比較敏感。液壓傳動出現故障時不易找出原因。4）總的來說，液壓傳動的優(yōu)點還是主要的，在應用的時候，揚長避短，我們 就能在實際生產中發(fā)揮出液壓裝置的巨大優(yōu)勢。1.1.2工作介質工作介質在傳動及控制中起傳遞能量和信號的作用。流體傳動及控制（包 括液壓與氣圧傳動），它在工作、性能特點上和機械、電氣傳動之間的差異主要 取決于載體的不同，前者采用工作介質是他們之間的根本不同。U前90%以上的液壓設備采用石油基液壓油液?；蜑榫频氖蜐櫥?係分。未了改善液壓油的性能，以滿足液壓設備的不同要求，往往在基油中加入 各種添加劑。添加劑有兩類：一類是改善油液化學性能的，如

7、抗氧化劑、防腐劑、 防銹劑等；另一類是改善油液物理性能的，如增粘劑、抗磨劑、防爬劑等。但是，為了軍事日的，近年來在某些艦船液壓系統(tǒng)中，也有以海水或淡水 為工作介質的。而且正在逐漸向水下作業(yè)、河道工程、海洋開發(fā)等領域延伸。在 某些有特殊要求的場合，如煤礦用液壓支架，也需要用以高水基為傳動介質的液 壓設備，近兒十年來，高水基技術逐漸得到了廣泛的應用和發(fā)展。近兒十年來工業(yè)上大規(guī)模地應用了液壓設備，使這種以液壓液作為動力傳 送的技術得到了普遍的應用。多年來，液壓系統(tǒng)所使用的液壓液全部是礦物油型 液壓油。七十年代中期，山于石油來源日益緊張，以及人們環(huán)境儀式的逐漸提高, 發(fā)展高水基液壓液日益受到重視。1.

8、2高水基液壓液高水基液壓液一般是指含水80%以上的液壓傳動也，它與礦物油型液壓液 相比有一下優(yōu)點：1.價格低廉。山于含水80%以上，其價格遠遠低于礦物油型液 壓液。2.不易燃。據美國礦務局1959年調查87次使用礦物油型液壓液設備著火 事故，其中73%是山液壓油引起的。3.對生態(tài)環(huán)境污染小。4.粘-溫特性好。山于 含水量高，粘度隨溫度的變化較小。5冷卻性好。高水基液壓液具有壓縮損失和 粘度剪切損失小，比熱大，熱傳導性好的優(yōu)點。除上述優(yōu)點外，高水基液壓液還有許多亟待改進的不足之處，如粘度低， 易泄漏，潤滑性差，對金屬腐蝕性大等，為了使高水基液壓液從性能上達到或超 過礦物油型液壓液，需要加入抗腐蝕

9、劑防止金屬腐蝕；加入擠壓劑，以增加抗磨 性能，其他如乳化劑，防凍劑，消泡劑，偶聯劑等。除了添加各種化學添加劑外, 還需要從液壓元件和液壓系統(tǒng)方面進行相應的研究，以適應高水基液壓液的要 求。就口前國外研究使用的高水基液壓液看，主要分為兩大類。一類是乳化液 型，另一類是化學溶液型。乳化油型是在水中加入5%20%的礦物油與化學添加 劑，油在水中是分散狀態(tài)，形成水包油型乳化液，化學溶液型是在水中約含 5%20%化學合成添加劑的液壓液。高水基液壓液一般含水量為95% ,含復合添加劑為5%o在復合添加劑中 通常含油性劑、防銹劑、消泡劑、防霉劑等等。高水基液體性能優(yōu)劣主要取決于 復合劑的性能。早期的高水基液

10、是以乳化液的形式出現的，在5%的復合劑中含 有一定量的礦油和適量的乳化劑，與95%的水混合時形成乳0色的乳化液。這類 高水基液最大缺點是穩(wěn)定性差，使用一段時間后容易產生分層，同時潤滑性不太 理想，使得其在應用中受到限制。以后，經過不斷地改進，相繼出現半透明的微 型乳化液和清亮透明的化學溶液。這兩類高水基液體改進了穩(wěn)定性，同時提高了 潤滑性，使得應用的范M更加擴大。這三類高水基液壓液的粘度特征如表1-1所 Zjo顆粒尺寸/7圖2-51位四通電液換向閥的圖形符號如果電液換向閥采用無復位彈簧的二位四通電磁閥來操控一個二位三通或 二位四通的液控閥，這樣的電液換向閥就無固定的初始位置。但在實際使用中，

11、未保證其換向位置的可靠，應總是使一個電磁鐵處于通電狀態(tài)。2.5二通插裝閥2.5.1插裝閥特點傳統(tǒng)的液壓閥由于是滑閥式結構，其通流能力小，制造精度高，閥芯尺寸大, 切換時間長，換向沖擊大。這一系列缺點越來越不適應液壓設備對高壓大流量的 要求。所以70年代發(fā)展了一種新型的液壓控制閥一一二通插裝閥。二通插裝閥 把作為主控原件的錐閥插裝于油路塊中，故得名插裝閥。因為此閥具有通斷兩種 狀態(tài)，可以進行邏輯運算，故過去乂成為邏輯閥。山于此種閥具有液阻小，通流 能力大，動作快，泄露少等一系列優(yōu)點，因此發(fā)展較快，U前已在機械，冶金， 汽車，傳播等各行業(yè)得到了廣泛地應用。二通插裝閥與傳統(tǒng)的控制方式有很大的不同，其

12、特征是：1）單個液控阻力一一一個插裝閥只是一個阻力，一個油池有輸入與輸出兩個阻 力，所以要用兩個插裝閥。2）多機能一一山于二通插裝閥可以配置不同的先導控制級，就能實現方向、壓 力、流量的多種控制。因此集成度高。3）曲于二通插裝閥采用錐閥結構，內阻小，響應快，故適用于高壓大流量場合。插裝閥按控制方式可分為通斷式與比例式按安裝方式可分為蓋插裝板式 與螺紋插裝式U前我國生產的均是蓋板插裝式，而螺紋插裝式正處于研制階 段。插裝閥在高壓大流量的液壓系統(tǒng)中應用很廣。山于插裝元件已經標準化、 模塊化，將兒個插裝式元件組合一下便可以組成復合閥。和普通液壓閥相比，它 有如下特點：1)流動阻力小，通流能力大，特別

13、適用于大流量和特大流量的場合。一般 標準滑閥最大通徑為80mm,推薦的額定流量為1250L/min,而同樣的錐 閥，在壓力損失與滑閥相同的條件下，可通過2500L/min的流量，最大 通徑為200-250mm,通流能力lOOOOL/mino動作速度快，因為它靠錐面密封和切斷油路，閥芯稍微一抬起，油路馬 上接通。此外，閥芯行程較短，質量較滑閥輕，因此反應性好，特別適 于高速開啟的場合。密封性好，泄漏少，主閥口靠錐面密封，因此基本無泄漏，圓柱配合面 處由于保證一定配合間隙，且密封長度較長，因此，泄漏很少。結構簡單，制造容易，錐閥單元僅閥套和閥芯兩個零件，簡單并容易加5)6)7)8)工。工作可靠，不

14、易卡死。執(zhí)行元件的進出口流量分別通過相應的進油閥和排油閥，因此可以按照 不同的進出流量分別配置不同規(guī)格的錐閥，而滑閥必須按進出口流量中 較大者選取。易于集成，通徑相同的插裝閥集成的體積和重量較等效的滑閥集成的體 積和重量大為減少，流量越大，效果越顯著。在多數情況下，控制油可以采用內控的形式，由系統(tǒng)本身引出，可省去 控制油源。插裝閥系統(tǒng)所用電磁鐵數忖較一般液壓系統(tǒng)有所增加。9)10) 對小流量以及各種液壓缸無單獨調壓要求，、動作要求簡單的系統(tǒng)，插 裝閥并不合適，因為增加了零件數量，控制也較復雜。2.5.2插裝閥的構成1(Afft)典型的二通插裝閥山插裝件1、控制蓋板2、先導元件3、三部分組成。圖

15、 2-6 (a)為結構圖，圖2-6 (b)為符號圖。圖2-6二通插裝閥的結構插裝件乂稱主閥組件，它是山閥芯、閥套、彈簧、密封件組成。有時根據需 要在閥芯內設置節(jié)流螺塞或其它控制元件，閥套內可設置彈簧擋環(huán)等。圖是常用 主閥組件結構，其主要功能是控制主油路的通斷、流量的大小、壓力的高低。按 閥芯與閥套的配合形式，有開啟型與關閉型。按閥芯的形狀可分錐閥與滑閥兩種。3)kJtrf(A(p圖2-7常用主閥組件圖2-7中，圖(a)、(b)、(c)為標準閥芯。圖(a).(b)多用于換向， 圖(C)用于換向與壓力，圖(d)為帶阻尼孔的閥芯，用于壓力與方向控制。圖 e)為帶緩沖的節(jié)流閥芯。圖(i)為滑閥芯，多用

16、于減壓。圖(j)為常開式 錐閥結構，在冶金液壓系統(tǒng)中應用于方向控制?？刂粕w板山蓋板體、節(jié)流螺塞、先導控制元件及其它附件組成。蓋板體的作 用是固定主閥組件、安裝先導控制元件、溝通閥塊體內的控制油路?？刂粕w板按 其功能乂可分為方向控制蓋板、壓力控制蓋板及流量控制蓋板三類。具有兩種以 上控制功能的稱為復合型控制蓋板。蓋板有方形和圓形。方形用在公稱通徑在 63mm以下，見圖2-8 (a)o圓形用在公稱通徑大于80mm的場合，見圖2-8 (b)。CZD圖2-8常用控制蓋板結構蓋板內嵌元件很多，有梭閥、單向閥、單向器、液控單向閥、壓力閥等等。 山于控制蓋板內含液阻、網絡、乂內嵌各種控制器、外裝控制閥，因此

17、在結構及 功能上極富有變化，是插裝閥中最敏感的部分，常常通過改變控制蓋板的結構及 功能，就能組合成許多不同功能的組件，改變二通插裝閥組件的靜、動特性。先導元件安裝在控制蓋板上，實施對主閥組件動作的控制。如球式或滑閥式 電液換向閥。2.6電磁球閥電磁球閥是近年來發(fā)展的一種電磁換向閥。它以電磁鐵的推力為動力，推動 鋼球來實現油路的通斷和切換。電磁球閥的特點是：密封性好，可實現無泄漏； 反應靈敬，相應速度快；使用壓力高；對工作介質的適應能力強；抗污染能力強。 電磁求法的應用與一般電磁換向閥十分類似，在小流量液壓系統(tǒng)中可直接控制主 油路，在大流量液壓系統(tǒng)中則可用作先導控制原件，另外，山于電磁球閥具有很

18、 多顯著特點，W而在一些特殊應用場合，如無泄漏領域，是一般電磁閥無法取代 的。電磁球閥與一般的滑閥比較，其密封性能好，可實現無泄露；工作壓力高； 也不存在因滑閥配合間隙不好而造成的卡死。工作性能可靠。其主要用途有：1. 用于要求保壓的系統(tǒng)中。2.在小流量液壓系統(tǒng)中，直接控制主油路。3.在大流量 的液壓系統(tǒng)中，作為先導控制元件用于控制二通插裝閥。電磁球閥的密封性能好，可應用于達63Mpd的高壓，換向、復位速度快，換 向頻率高（可達250次/min），對工作介質粘度的適應范ffl廣，可直接用于高水 基、乳化液，山于沒有液壓卡緊力，以及受液動力影響小、換向、復位所需的力 很小，此外，它的抗污染性也好

19、。電磁球閥在小流a系統(tǒng)中可以直接控制主油路, 而在大流量系統(tǒng)中作先導閥也很普遍。U前電磁球閥只有兩位閥，需用兩個二位 閥才能組成一個三位閥。這種閥的加工、裝配精度要求較商，成本價格也相應增 加。2. 7防腐蝕措施2. 7.1不銹鋼雖然高水基液壓液的添加劑中有抑制劑，能夠減少對金屬的氧化作用，但并 不能根除。為了適應高水基液壓液對馬達的腐蝕問題，不能采用普通的材料，而 需要采用耐腐蝕性能更好的材料，例如不銹鋼、耐蝕鑄鐵等。不銹鋼的涵義不銹鋼通常是指含鏈的質量分數大于12%的高合金鋼?！安讳P”的含義說明 它在空氣以及各種耐腐蝕性介質中能耐腐蝕。一般耐大氣、蒸汽和水等弱介質腐 蝕的鋼稱為不銹鋼，而耐

20、酸、堿、鹽等化學浸蝕性介質腐蝕的鋼稱為耐酸鋼。通 常把不銹鋼和耐酸鋼統(tǒng)稱為不銹鋼。不銹鋼與耐酸鋼在合金化程度上有較大差 異。不銹鋼雖然具有不銹性，但并不一定耐酸，而耐酸鋼一般則均具有不銹性。 不銹鋼的分類不銹鋼的種類很多，性能乂各異，常見的分類方法有：按鋼的組織結構分類，如馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼和奧 氏體一鐵素體不銹鋼等。按鋼中的主要化學成分或鋼中的一些特征元素來分類，如珞不銹鋼、珞銀不 銹鋼、洛傑鉗不銹鋼以及超低碳不銹鋼、高鈕不銹鋼、高純不銹鋼等。按鋼的性能特點和用途分類，如耐硝酸（硝酸級）不銹鋼、耐硫酸不銹鋼、 耐點蝕不銹鋼、耐應力腐蝕不銹鋼、高強度不銹鋼等。按鋼的功能特

21、點分類，如低溫不銹鋼，無磁不銹鋼，易切削不銹鋼、超塑性 不銹鋼等。U詢常用的分類方法是按鋼的組織結構特點和按鋼的化學成分特點以及兩 者用結合的方法來分類。例如，把U前的不銹鋼分為馬氏體鋼、鐵素體鋼、奧氏 體鋼、奧氏體一鐵素體鋼和沉淀硬化型鋼等五大類，或分為不銹鋼和鉛銀不銹 鋼兩大類。馬氏體低碳洛不銹鋼的特點是具有罠好的機械性能的同時，還具有相當高的 耐蝕性，因此可以用icri3制造轉子和定子。馬氏體高碳不銹鋼的特點是耐蝕 性比低碳鑄不銹鋼略低，但是硬度和強度比低碳鋸不銹鋼要商，同時還具有相當 好的韌性，因此可以用3Crl3制造軸和葉片。2. 7. 2耐蝕鑄鐵不銹鋼雖然具有良好的機械性能，還具有

22、相當高的耐蝕性，但是因為其含 Cr量較多，因此其成本較高，而且不銹鋼的鑄造性能較差。因此對于需要鑄造 的零件，可以使用耐蝕鑄鐵鑄造。耐蝕鑄鐵的特點耐蝕鑄鐵是在鑄鐵中加入了硅、鋁、褂、銀等元素構成的，如高硅鑄鐵、鋁 鑄鐵、高珞鑄鐵、線鑄鐵、耐堿鑄鐵等。由于對鑄件不進行變形加工，對塑性的 要求低，因而在鑄鐵中加入合金元素的量主要是按照提高耐蝕的要求加以確定， 而較少考慮加入合金元素后對變形加工性能的影響。這樣，鑄鐵中加入的合金元 素的量可以比一般軋鋼中所加入的多，得到耐蝕性能更好的耐蝕鑄鐵。并且耐蝕 鑄鐵仍然保持了鑄鐵所具有的優(yōu)良的鑄造性能。鑄鐵中加入3. 5%6%的鋁成為鋁鑄鐵,它能在鑄件表面形

23、成MQ的保護膜, 對堿性介質有較好的耐蝕性。因此馬達的殼體和配流盤可以采用鋁鑄鐵鑄造。 表面處理為了增加鋁鑄鐵的耐磨性和耐腐蝕性，可以在鋁鑄鐵的表面進行鍍鋸、鍍銀 或者采用珞一銀共滲的方法進行表面處理，以降低成本，并適應高水基液壓液對 材料的腐蝕問題。鍍鏈鏈比鐵標準電位負，但山于它在空氣中能迅速鈍化，鈍化的表面電位變得很 正，近似于銀.W此它對鋼仍是陰極防護層，況且洛鍍層孔隙多，在鋼上直接鍍 洛時，鋼不能得到保護，在電解質存在時還能加速鋼基體的腐蝕速度。洛在大氣中鈍化后，鈍化膜層為無色透明層，使珞具有高的抗變色能力，而 被廣泛用于裝飾性鍍層的面層。鋸在堿、碳酸鹽、硫化物、硝酸、檸檬酸等有機 酸

24、中具有很高的化學穩(wěn)定性。但易溶于氫鹵酸（如鹽酸）和熱硫酸中。鍍層性 脆，不能承受沖擊和彎曲，鋸層不易與塑料、橡膠粘接，模具鍍洛后易于脫膜。在不同的工藝條件下或溶液中，能夠鍍出性能與功能不同的珞鍍層，有硬珞 鍍層、乳0珞層、裝飾鋸層、松孔鋸層和黑珞鍍層等。鍍傑傑鍍層對鋼為陰極性防護層，對銅及銅合金（除黃銅外）為陽極性防護層， 黑猱對鋼及銅合金也是陽極性防護層。傑層易于拋光，拋光后具有鏡面般的光澤，在含有光亮劑的鍍鐮溶液中，可 以直接鍍出光澤的外觀，這一光澤在大氣中隨時間的延長，表面生成氧化膜，使 其變暗，在工業(yè)大氣中氧化速度更至。銀鍍層的高反射能力和光亮外觀是作為裝 飾性鍍層的中間層的最佳鍍層。

25、鐮鍍層具有良好的耐熱性，在中溫下可以保護鋼 不被氧化。傑層有磁性，但加熱到360C時便失去磁性。傑有較好的化學穩(wěn)定性，耐強堿，在稀的硫酸或鹽酸中溶解速度慢。與醋酸、 熱油類接觸后表面會出現斑痕。在濃的過氧化氫介質中也不耐蝕。易溶于硝酸， 但在發(fā)煙硝酸中則呈鈍態(tài)。鍍傑溶液類型比較多，從不同的鍍鐮溶液中鍍出的葆層不僅其外觀不同，鍍 層的性質也不同。鍍層應力比較高（指拉應力）時鍍鋸后鍍層容易出現裂紋。線 鍍層多孔，隨著線層厚度的增加，孔隙率降低。當操鍍層厚度達到30 um時，孔 隙率低到1個/cm%黑傑鍍層用于要求有黑色外觀的零件，因不反光而有消除視覺疲勞的作用。 黑傑鍍層中含有大量的鋅和硫，顏色的

26、耐久性比銅鍍層化學氧化膜層好，但不耐 磨，其腐蝕能力也不高。洛一線共滲鋼鐵表面可以鍍銘或者滲銘，但是滲珞比鍍鋸層厚，無孔，并能在復雜的 部件上得到均勻的滲層，與基體的結合也十分牢固，有較高的硬度和較好的耐磨 性。加入密能提高鋼耐大氣、海水的腐蝕能力，同時提高鋼耐CO, H：S的腐蝕能 力，但是不能提高耐堿腐蝕及硝酸鹽的腐蝕。加入鐮能提高鋼對酸、堿和海水的 耐蝕能力，同時提高耐腐蝕疲勞性能。因此定子的表面可以采用珞一銀共滲的方 法，以適應高水基液壓液對材料的腐蝕問題。2. 8潤滑和密封山于高水基液壓液的粘度很小，因此其潤滑性能較差，從而加劇了閥套和 閥芯之間的摩擦和磨損，降低了機械效率，減少了使

27、用壽命。山于本設汁的高水 基液壓閥用于煤礦等危險場合，無法采用油潤滑，而只能采用減小閥套和閥芯之 間的壓緊力的方法來減少摩擦和磨損。電液閥工作時進、出油口要對換，原來低 壓的回油腔將變?yōu)楦邏旱倪M油腔，故不能將泄漏油引到進油腔，而必須從泄漏口 引出，經外部配管流回油腔。因此在馬達的左右端的殼體上對稱設有兩個單獨的 泄漏口。泄漏口外部釆用兩個旋轉軸用密封圈將軸承與馬達的主體分開。這樣設 計是因為軸承是標準件，為了減少高水基液壓液對軸承的腐蝕，對與高水基液壓 液相接觸的部件都采用的不銹鋼材料。山于本設計的高水基電液換向閥用于煤礦等場合，而煤礦中有大量的灰塵， 為了防止灰塵進入液壓閥內部，液壓閥左端的

28、軸承蓋釆用全密封的形式，液壓閥 右端的軸承蓋與軸之間使用價格低廉且能防塵的毛氈密封圈。潤滑和密封的具體 結構詳見裝配圖。2.9方案確定通過對國內外相關資料的學習和研究，實現題U要求的方案確定如下：用二 位四通的電磁球閥作為先導閥，來控制主閥，主閥用四個插裝閥通過某種合理形 式的插裝來實現要求功能，其中二位四通的電磁球閥用二位三通的閥和一個輔助 閥板組成。其原理圖如下：當電磁閥不通電時，壓力油的控制油源通向2、4插裝閥的控制油口，1、3 插裝閥的控制油口與油箱T相通。則2、4閥閉合，1、3閥打開，這時，油液流 通方向為：P一一B一一執(zhí)行元件一一A一一To當電磁閥通電時，壓力油控制油 源通向1、3

29、插裝閥控制油口，2、4插裝閥的控制油口與油箱T相通。則2、4 閥打開，1、3閥閉合，這時，油液流通方向為：P一一A一一執(zhí)行元件一一B-*11intrnuN uiiiiiiiiMHHIB17p圖2-10電磁球閥結構圖當電磁球閥不通電時，P入口通入壓力油，壓力油通過附加閥板進入二位三 通球閥，閥芯在初始位置，P與A相通，A油路與附加閥板上一條通向閥板右邊 的油路相通，壓力油推動閥板閥芯使菱形閥芯左移，封閉P打B的通道，油路T 與右邊閥芯右側相通，從而與油口 B相通，即，油口 A出口為壓力油源，壓力高: 油口 B出口為油箱油源，壓力很小。當電磁球閥通電時，電磁球閥的閥芯鋼球右移，封閉P *J A的通

30、道，使A與 T相通，P入口通壓力油源，推動閥板中閥芯向右移動，使得pfJB油路相通， 同時，封閉B To即，油口 A出口為低壓油液，油口 B出口為壓力油源。i圖2-H插裝閥插裝形式這四個插裝閥的插裝形式很好的滿足了原理圖中四個二通插裝閥的連接形 式，能夠實現主閥要求的大流量換向功能。第三章設計計算3.1電磁球閥3. 1.1電磁球閥工作原理U前電磁球閥只有二位閥，而且以二位三通閥為基本結構，有常開式和常閉 式兩種形式；二位四通電磁球閥可山二位三通閥和附加閥板組合而成。三位四通 電磁球閥則需要用兩個二位三通閥來組合。!6 一 %3dhl14、13212P r(G圖37二位四通電磁球閥的圖形符號3.

31、1.2電磁球閥相關計算題U需要設計二位四通電磁球閥作為先導閥，如圖3-8所示:ij I/Bnnv禹刃圖3-8二位四通電磁閥結構圖此-位四通閥的公稱通徑為6mm,允許的額定壓力為35Mpa,允許背壓（T 口）為 lOMpa,工作壓力（P 口、A 口、B 口）35Mpa。額定流量為 12I_/min, 溫度范闈1060C。二儀s3-ttwa審宙向貝 鄉(xiāng)_-*f?F7P-M 力fOO 10 12 14 IG v/d?$x4a內*單向Ma 】)u 14 ifl滾 Q/CL/mm)NN厶.0內節(jié)真孔卜1fl4 332 21 卑Nd ss30 I * t IJ5| I 1/1 I iI /bULpnC 2

32、 厶， 厶 U 1*5afl；CLZ)run圖39通徑為6的電磁球閥特性曲線設訃要求如下:公稱壓力pR = 35MPa公稱流量Qg = 12厶/min壓力損失/L 0.45MP內泄漏量q心 0.1L/nun換向時間以 001$對中時間/妙0. 463誓，取 V=50n?/n曲5463痔= 0.6 伽=68 呵按公稱流量2算得進、出油口直徑d相當于公稱直徑6mm。有關國際標準規(guī) 定的進、出油口直徑的最大限制為11. 2mm。按照理論，進、出油口直徑應向最 大限制需近，以減低壓力損失、提高通過流量的能力。但是考慮到密封圈的標準, 斷面直徑為1. 9mm的0型密封圈外徑只能到14mm,故只能采用斷面

33、直徑為2. 4mm 的0型密封圈。這時，如果進、出油口直徑要靠近11.2mm的最大值，則0型密 封圈外徑要18mm,而在規(guī)定的連接尺寸下，18mm的0型密封圈溝槽將使P、A、 B、0四個油口被刮通，從而無法實現規(guī)定的連接尺寸。這就是說，采用斷面直 徑為2.4mm的0型密封圈其外徑只能到16min,相應的進出口直徑不可能靠近 的最大限制值。綜上所述，只能取，d = 6n叫(2)閥芯運動阻力(3-2)斥,=斥=斤 I =尺.2 = xD： HA/?。篖 = Smm :V 0 4閥芯運動平均速度-廠一。初小(3-3)閥芯與閥體孔單邊配合間隙下限 z = 3xI0-w。則F廠警A/(3-4)314xl6x08x40x02265xl03x101=4&5N（3）穩(wěn)態(tài)液動力工瓦、工/V、E瓦I、工瓦2穩(wěn)態(tài)液動力大小計算?？紤]閥芯在移動過程中打開閥口時穩(wěn)態(tài)液動力阻礙移 動，而當關閉閥口時則促進移動，為安全起見，忽略促進閥芯移動的穩(wěn)態(tài)液動力。 因為設計的電磁閥機能多，當閥芯對中打開閥口時，p(16.67Q) cosaZF* =:(3-5)CD松?。焊咚簤阂?，在溫度為5（rC、油液壓力