由于水的粘度低、潤滑性差,先導(dǎo)型水壓溢流閥中主閥芯與閥套之間的密封與潤滑問題一直是影響溢流閥性能的關(guān)鍵技術(shù)難題。本文研制了一種帶膜片密封的先導(dǎo)型水壓溢流閥,較好地解決了這一難題。 本文采用彈性力學(xué)理論建立了膜片的力學(xué)模型,利用計算機(jī)對其進(jìn)行了數(shù)值求解,討論了膜片結(jié)構(gòu)參數(shù)對其應(yīng)力分布和撓度的影響,并結(jié)合膜片的實際使用性能要求(剛度小、強(qiáng)度大)設(shè)計了膜片的結(jié)構(gòu)尺寸。本文還對水壓溢流閥的靜態(tài)性能進(jìn)行了理論分析,同時建立了閥的動態(tài)數(shù)學(xué)模型,運用計算機(jī)仿真技術(shù)對閥的動態(tài)特性進(jìn)行了仿真分析,討論了閥的結(jié)構(gòu)參數(shù)對溢流閥動態(tài)特性的影響,并對其進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計。 本文最后研制了先導(dǎo)型水壓溢流閥樣機(jī),對樣機(jī)的靜態(tài)性能和動態(tài)性能進(jìn)行了試驗研究,通過對試驗結(jié)果的分析,得出了樣機(jī)的性能參數(shù)。試驗結(jié)果表明樣機(jī)的壓力調(diào)節(jié)范圍大、啟閉性能好、動態(tài)壓力超調(diào)量小、壓力上升時間較快,其靜態(tài)、動態(tài)性能均能滿足預(yù)研目標(biāo),與已有的水壓溢流閥比較可以看出本文研制的樣機(jī)在性能上有明顯優(yōu)勢。試驗結(jié)果也驗證了帶膜片密封的先導(dǎo)型溢流閥較好解決了主閥芯的潤滑與密封難題。試驗結(jié)果與理論分析結(jié)果比較接近,但是閥的升壓時間較仿真結(jié)果長,初步分析這主要是由于仿真過程中沒有考慮膜片的彈性變形。
【學(xué)位單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2007
【中圖分類】：TH137.52
【部分圖文】：

己經(jīng)進(jìn)入實用階段。的 Danfoss 公司從 1989 年起開始純水液壓傳動研究，己設(shè)計生控制閥。Danfoss 公司研制的直動式溢流閥，其最大流量為 60L為 0.25～14MPa，30L/min 階躍流量時壓力超調(diào)量為為 0.08MPams，泄漏量為 0.12L/min，閥的材料為不銹鋼、聚脂、青銅等[3]的 Hauhinco 公司，主要研究和生產(chǎn)中高壓、大流量純水液壓控MPa。此外還成功研制陶瓷閥芯的純水液壓滑閥，己成為產(chǎn)Y 公司和坦佩雷工業(yè)大學(xué)聯(lián)合研制了多種純水液壓純水液壓開比例流量控制閥，其壓力等級可達(dá) 32MPa。日本的 Ebara 公司重工等研制了多種純水控制閥，其壓力可達(dá) 14 MPa[4-6]。1為Ebara公司生產(chǎn)的直動式純水液壓溢流閥示意圖。其額定壓力 60L/min。圖中閥芯 3 與閥套 2 配合形成過流面，閥芯端部做成做成球面正切面，從而把很集中的射束氣蝕向后延伸，保護(hù)了閥的抗氣蝕性能大大加強(qiáng)。另外，由于采用了特殊形式的球頭結(jié)工作狀態(tài)下的高頻振動，降低噪聲，提高使用壽命。

re 7 – spring of the main stage 8-main spool圖 1.3 浙江大學(xué)研制的先導(dǎo)型純水溢流閥的結(jié)構(gòu)原理圖1.3 關(guān)鍵技術(shù)難題當(dāng)采用具有腐蝕性強(qiáng)、粘度低、汽化壓力高等特點的水作介質(zhì)時，先導(dǎo)型水壓溢流閥將面臨以下關(guān)鍵技術(shù)難題。（1）閥芯的潤滑和密封難題水的低粘度帶來了泄漏和拉絲侵蝕，同時水的潤滑性差使得閥芯與閥套之間還有可能出現(xiàn)干摩擦，粘著—滑移(stick-slip)是閥芯常見的運動學(xué)現(xiàn)象，還是導(dǎo)致閥芯的卡阻以致閥的功能失效的主要原因。因此，先導(dǎo)型水壓溢流閥主閥閥芯與閥套這一對摩擦副的材料配對是很關(guān)鍵的，既要減小主閥閥芯與閥套之間的摩擦力和避免卡阻，又要減小主閥閥芯與閥套之間的泄漏。為了減少泄漏量，有采用在主閥閥芯與閥套之間加密封圈的結(jié)構(gòu)，大多數(shù)情況下這種結(jié)構(gòu)會加大主閥芯所受的摩擦力，影響主閥芯的動態(tài)性能。實際上先導(dǎo)型溢流閥有時因主閥的彈簧力不能克服主閥所受的摩擦力而導(dǎo)致主閥口的開度失去控制[12]。（2）腐蝕和腐蝕磨損問題由于水(特別是海水)有較強(qiáng)的腐蝕性，因此溢流閥所用材料應(yīng)具有較強(qiáng)的耐腐蝕性能。先導(dǎo)型水壓溢流閥中的主閥口、先導(dǎo)閥口及主閥導(dǎo)向面處，腐蝕與磨損同時存在，兩者相互促進(jìn)，將使零件加速失效。顯然，油壓溢流閥的材料難以滿足腐蝕及腐蝕磨損的要求[10]。（3）氣蝕問題氣蝕分為氣體氣蝕和汽化氣蝕兩種。由于液壓油的汽化壓力很低，同時空氣在液壓油中的溶解度較高，所以油壓閥的氣蝕主要表現(xiàn)為氣體氣蝕。相同條件下空氣

圖 1.4 先導(dǎo)型水壓溢流閥結(jié)構(gòu)原理圖針對已有的先導(dǎo)型水壓溢流閥存在的主要問題，本文研究了利用橡膠膜片來作為主要隔離裝置的方案，并研制了樣機(jī)，圖1.4為其結(jié)構(gòu)原理圖，主閥閥口為內(nèi)流式，
【引證文獻(xiàn)】

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1 朱碧海;何偉;賀小峰;劉銀水;;膜片式先導(dǎo)水壓溢流閥仿真與試驗研究[J];機(jī)械工程學(xué)報;2012年02期

本文編號：2888652