溢流閥畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、1引言在信息多元科技高速發(fā)展的時(shí)代，溢流閥已算不上是高科技產(chǎn)品，但，溢流閥國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中卻一直發(fā)揮著十分重要的作用，僅在關(guān)系到國(guó)家經(jīng)濟(jì)和國(guó)防安全的能源、石化、航空、航天、鋼鐵、軍工等重要領(lǐng)域就有大量應(yīng)用。溢流閥是利用被控壓力作為信號(hào)來(lái)改變彈簧的壓縮量，從而改變閥口的通流面積和系統(tǒng)的溢流量來(lái)達(dá)到定壓目的的。將原動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能換為液壓能的轉(zhuǎn)換裝置，在低壓液壓系統(tǒng)中作為提供一定流量，壓力的液壓能源。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，自吸能力好，在低壓液壓系統(tǒng)中被廣泛采用。適用于塑料橡膠加工工業(yè),紡織印染工業(yè),涂料工業(yè),木材加工工業(yè),食品工業(yè)、造紙印刷等液態(tài)熱載體加熱等各種工業(yè)。然而就是這樣廣泛應(yīng)用的重要的工業(yè)

2、部件,在我國(guó)卻同國(guó)外先進(jìn)水平有著很大的差距。高端產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造水平不能滿足國(guó)內(nèi)需求。致使很多企業(yè)是從國(guó)外進(jìn)口溢流閥，但其價(jià)格較高，對(duì)于中小型企業(yè)是不容易接受的。因此，很多企業(yè)是在買來(lái)國(guó)外成品再進(jìn)行拆分、制造。已滿足生產(chǎn)需求，同時(shí)由節(jié)省資金。深入理解溢流閥穩(wěn)定工作時(shí)靜態(tài)特性。著重了解測(cè)試靜態(tài)特性中的調(diào)壓范圍及壓力穩(wěn)定性，卸荷壓力及壓力損失和啟閉特性，從而對(duì)被測(cè)閥的靜態(tài)特性作出適當(dāng)分析。 本文內(nèi)容上主要包括以下幾個(gè)方面：（1）液壓傳動(dòng)技術(shù)的重要性以及溢流閥在液壓系統(tǒng)中的重要地位，討論其測(cè)試的必要性；（2）介紹了溢流閥的分類、原理、性能及應(yīng)用等特點(diǎn)；（3）詳細(xì)介紹了測(cè)試系統(tǒng)的硬件組成和軟件設(shè)計(jì)；（

3、4）確定溢流閥的測(cè)試方案，進(jìn)行了測(cè)試；（5）對(duì)整個(gè)測(cè)試結(jié)果作出分析，得出結(jié)論。2正文一、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的起源和發(fā)展液壓傳動(dòng)相對(duì)于機(jī)械傳動(dòng)來(lái)說(shuō)是一門新技術(shù)，但如從 17 世紀(jì)中葉巴斯卡提出了靜壓傳遞原理、18 世紀(jì)末英國(guó)制成世界第一臺(tái)水壓機(jī)算起，也有二三百年歷史了。近代液壓傳動(dòng)在工業(yè)上的真正推廣使用只是本世紀(jì)中葉以后的事，至于它和微電子技術(shù)密切結(jié)合，得以在盡可能小的空間傳遞盡可能大的功率并加以精確控制，更是十年內(nèi)出現(xiàn)的新事物。由于要使用原油煉制品來(lái)作為傳動(dòng)介質(zhì)，近代液壓傳動(dòng)和汽車及飛機(jī)一樣，是由十九世紀(jì)崛起并蓬勃發(fā)展的石油工業(yè)推動(dòng)器來(lái)的。最早實(shí)踐成功的液壓傳動(dòng)裝置是艦艇上的炮塔轉(zhuǎn)位器，其后才出現(xiàn)液

4、壓六角床和磨床。由于缺乏成熟的液壓元件，一些通用機(jī)床到本世紀(jì)三十年代才用上液壓傳動(dòng)，而且還因?yàn)閭€(gè)搞一套而無(wú)法進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)交流。第二次世界大戰(zhàn)期間，在一些兵器上用上了功率大、反應(yīng)快、動(dòng)作準(zhǔn)的液壓傳動(dòng)和控制裝置，它大大地提高了兵器的性能，也大大地促進(jìn)液壓技術(shù)的發(fā)展。戰(zhàn)后，液壓技術(shù)迅速轉(zhuǎn)向民用，并隨著各種標(biāo)準(zhǔn)的不斷定制和完善，各類元件的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化、系列化而在機(jī)械制造、工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車制造等行業(yè)推廣開來(lái)。本世紀(jì)的 60 年代后，原子能技術(shù)、空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等的發(fā)展再次將液壓技術(shù)推想前進(jìn)，使它發(fā)展成為包括傳動(dòng)、控制、檢測(cè)在內(nèi)的一門完整的自動(dòng)化技術(shù)，使它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)方面都得到了應(yīng)用。液壓傳

5、動(dòng)在某些領(lǐng)域內(nèi)甚至已占有壓倒性的優(yōu)勢(shì)，例如，國(guó)外今日生產(chǎn)的 95%的工程機(jī)械、90%的數(shù)控加工中心、95%以上的自動(dòng)線都采用了液壓傳動(dòng)。當(dāng)前，液壓技術(shù)在實(shí)現(xiàn)高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、經(jīng)久耐用、高度集成化等各項(xiàng)要求方面都取得了重大的進(jìn)展，在完善比例控制、伺服控制、數(shù)字控制等技術(shù)也有了許多新的成就。此外，在液壓元件和液壓系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)仿真和優(yōu)化以及微機(jī)控制等開發(fā)性工作方面，更日以顯示出顯著的成績(jī)。我國(guó)的液壓工業(yè)開始于本世紀(jì) 50 年代，其產(chǎn)品最初只用于機(jī)床和鍛壓設(shè)備，后來(lái)才用到拖拉機(jī)和工程機(jī)械上。自 1964 年從國(guó)外引進(jìn)一些液壓元件生產(chǎn)技術(shù)、同時(shí)進(jìn)行自行設(shè)計(jì)液壓產(chǎn)品以來(lái)，

6、我國(guó)的液壓元件生產(chǎn)已從低壓到高壓形成系3列，并在各種機(jī)械設(shè)備上得到了廣泛的使用。80 年代起更加速了對(duì)西方先進(jìn)液壓產(chǎn)品和技術(shù)的有計(jì)劃引進(jìn)、消化、吸收和國(guó)產(chǎn)化工作，以確保我國(guó)的液壓技術(shù)能在產(chǎn)品質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益、人才培訓(xùn)、研究開發(fā)等各個(gè)方面全方位地趕上世界水平。與其他傳動(dòng)控制方式相比，液壓傳動(dòng)與控制具有能量大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，便于大范圍無(wú)極調(diào)速，易于自動(dòng)控制與機(jī)電一體化，易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化程度高等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，已成為現(xiàn)代機(jī)械裝備傳動(dòng)與控制的重要技術(shù)手段及關(guān)鍵技術(shù)之一，其應(yīng)用領(lǐng)域幾乎囊括了國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門和領(lǐng)域，應(yīng)用液壓技術(shù)的程度已成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)化水平的重要標(biāo)志之一

7、。眾所周之，液壓系統(tǒng)一般有能源部分（液壓泵和原動(dòng)機(jī)的統(tǒng)稱） 、控制調(diào)節(jié)部分（方向控制閥、壓力控制閥及流量控制閥等各類液壓控制閥的統(tǒng)稱） 、執(zhí)行器（液壓缸、液壓馬達(dá)及擺動(dòng)液壓馬達(dá)的統(tǒng)稱）和輔助部分（蓄能器、油箱、過濾器、壓力表及開關(guān)、管件等的統(tǒng)稱）四個(gè)部分組成。壓力控制閥（簡(jiǎn)稱液壓閥）在液壓系統(tǒng)中的功用是通過控制液壓系統(tǒng)中油液的流向、壓力、流量，使執(zhí)行器及其驅(qū)動(dòng)的工作機(jī)構(gòu)獲得所需的運(yùn)動(dòng)方向、推力（轉(zhuǎn)矩）及運(yùn)動(dòng)速度等。任何一個(gè)液壓系統(tǒng)，不論如何簡(jiǎn)單，都不能缺少液壓閥；同一工藝的液壓機(jī)械設(shè)備，通過液壓閥的不同組合使用，可以組成油路截然不同的多種液壓系統(tǒng)方案。因此，液壓閥是液壓技術(shù)中品種與規(guī)格最多、應(yīng)

8、用最廣泛、最活躍的部分；一個(gè)新設(shè)計(jì)或正在運(yùn)轉(zhuǎn)的液壓系統(tǒng)，能否按照既定的要求正?？煽康剡\(yùn)行，在很大程度上取決于所采用的各種液壓閥的性能優(yōu)劣及參數(shù)匹配是否合理。幾乎任何一個(gè)液壓系統(tǒng)都要用到溢流閥。溢流閥的主要用途是通過閥口的溢流，使被控系統(tǒng)或回路的壓力維持恒定，實(shí)現(xiàn)調(diào)壓、穩(wěn)壓或限壓的作用。二、 溢流閥簡(jiǎn)介1、用途及分類幾乎任何一個(gè)液壓系統(tǒng)都要用到溢流閥。溢流閥的主要用途是通過閥口的溢流，是被控系統(tǒng)或回路的壓力恒定，實(shí)現(xiàn)調(diào)壓、穩(wěn)壓或限壓（防止過載）作用。4溢流閥的種類繁多，基本工作原理是可變節(jié)流和壓力反饋。閥的受控進(jìn)口壓力來(lái)自液體流經(jīng)閥口時(shí)產(chǎn)生的節(jié)流壓差。按照結(jié)構(gòu)類型及工作原理的不同，溢流閥可以分為

9、直動(dòng)式和先導(dǎo)式兩大類，統(tǒng)稱為普通溢流閥。將先導(dǎo)式溢流閥與電磁換向閥或者單向閥等液壓閥進(jìn)行組合，還可以構(gòu)成電磁溢流閥和卸荷溢流閥等復(fù)合閥。2、工作原理及圖形符號(hào)（1）直動(dòng)式溢流閥從控制理論角度而言，直動(dòng)式溢流閥是一個(gè)閉環(huán)自動(dòng)控制元件，其輸入量為彈簧預(yù)調(diào)力，輸出量為被控壓力（進(jìn)口壓力），被控壓力反饋和彈簧壓力比較，自動(dòng)調(diào)節(jié)溢流閥口德節(jié)流面積，從而使被控壓力基本恒定。直動(dòng)式溢流閥是依靠系統(tǒng)中的壓力油直接作用在閥芯上與彈簧力等相平衡，以控制閥芯的啟閉動(dòng)作，圖 2-1(a)所示是一種低壓直動(dòng)式溢流閥，p 是進(jìn)油口，t 是回油口，進(jìn)口壓力油經(jīng)閥芯 4 中間的阻尼孔 g 作用在閥芯的底部端面上，當(dāng)進(jìn)油壓力較

10、小時(shí)，閥芯在彈簧 2 的作用下處于下端位置，將 p 和 t 兩油口隔開。當(dāng)油壓力升高，在閥芯下端所產(chǎn)生的作用力超過彈簧的壓緊力 f。此時(shí)，閥芯上升，閥口被打開，將多余的油液排回油箱，閥芯上的阻尼孔 g 用來(lái)對(duì)閥芯的動(dòng)作產(chǎn)生阻尼，以提高閥的工作平衡性，調(diào)整螺帽 1 可以改變彈簧的壓緊力，這樣也就調(diào)整了溢流閥進(jìn)口處的油液壓力 p。溢流閥是利用被控壓力作為信號(hào)來(lái)改變彈簧的壓縮量，從而改變閥口的通流面積和系統(tǒng)的溢流量來(lái)達(dá)到定壓目的的。當(dāng)系統(tǒng)壓力升高時(shí)，閥芯上升，閥口通流面積增加，溢流量增大，進(jìn)而使系統(tǒng)壓力下降。溢流閥內(nèi)部通過閥芯的平衡和運(yùn)動(dòng)構(gòu)成的這種負(fù)反饋?zhàn)饔檬瞧涠▔鹤饔玫幕驹?，也是所有定壓閥的基

11、本工作原理。彈簧力的大小與控制壓力成正比，因此如果提高被控壓力，一方面可用減小閥芯的面積來(lái)達(dá)到，另一方面則需增大彈簧力，因受結(jié)構(gòu)限制，需采用大剛度的彈簧。這樣，在閥芯相同位移的情況下，彈簧力變化較大，因而該閥的定壓精度就低。所以，這種低壓直動(dòng)式溢流閥一般用于壓力小于2.5mpa 的小流量場(chǎng)合，圖 2-1(b)所示為直動(dòng)式溢流閥的圖形符號(hào)。由圖 2-1(a)還可看出，在常位狀態(tài)下，溢流閥進(jìn)、出油口之間是不相通的，而且作用在閥芯上的液壓力是由進(jìn)口油液壓力產(chǎn)生的，經(jīng)溢流閥芯的泄漏油液經(jīng)內(nèi)泄漏通道進(jìn)入回油口 t。5直動(dòng)式溢流閥采取適當(dāng)?shù)拇胧┮部捎糜诟邏捍罅髁?。例如，德?guó) rexroth公司開發(fā)的通徑為

12、 620mm 的壓力為 4063mpa；通徑為 2530mm的壓力為 31.5mpa 的直動(dòng)式溢流閥，最大流量可達(dá)到 330l/min，其中較為典型的錐閥式結(jié)構(gòu)如圖 2-2 所示。圖 2-2 為錐閥式結(jié)構(gòu)的局部放大圖，在錐（a）圖 2-1 低壓直動(dòng)式溢流閥(a)結(jié)構(gòu)圖(b)職能符號(hào)圖1螺帽 2調(diào)壓彈簧 3上蓋 4閥芯 5閥體閥的下部有一阻尼活塞 3，活塞的側(cè)面銑扁，以便將壓力油引到活塞底部，該活塞除了能增加運(yùn)動(dòng)阻尼以提高閥的工作穩(wěn)定性外，還可以使錐閥導(dǎo)向而在開啟后不會(huì)傾斜。此外，錐閥上部有一個(gè)偏流盤 1，盤上的環(huán)形槽用來(lái)改變液流方向，一方面以補(bǔ) 6圖 2-2 直動(dòng)式錐型溢流閥1偏流盤 2錐閥

13、3活塞償錐閥 2 的液動(dòng)力；另一方面由于液流方向的改變，產(chǎn)生一個(gè)與彈簧力相反方向的射流力，當(dāng)通過溢流閥的流量增加時(shí)，雖然因錐閥閥口增大引起彈簧力增加，但由于與彈簧力方向相反的射流力同時(shí)增加，結(jié)果抵消了彈簧力的增量，有利于提高閥的通流流量和工作壓力。（2）先導(dǎo)式溢流閥圖 2-3 所示為先導(dǎo)式溢流閥的結(jié)構(gòu)示意圖，在圖中壓力油從 p 口進(jìn)入，通過阻尼孔后作用在導(dǎo)閥 4 上，當(dāng)進(jìn)油口壓力較低，導(dǎo)閥上的液壓作用力不足以克服導(dǎo)閥右邊的彈簧 5 的作用力時(shí)，導(dǎo)閥關(guān)閉，沒有油液流過阻尼孔，所以主閥芯 2 兩端壓力相等，在較軟的主閥彈簧 1 作用下主閥芯 2 處于最下端位置，溢流閥閥口 p 和 t 隔斷，沒有溢

14、流。當(dāng)進(jìn)油口壓力升高到作用在導(dǎo)閥上的液壓力大于導(dǎo)閥彈簧作用力時(shí)，導(dǎo)閥打開，壓力油就可通過阻尼孔、經(jīng)導(dǎo)閥流回油箱，由于阻尼孔的作用，使主閥芯上端的液壓力 p2小于下端壓力 p1，當(dāng)這個(gè)壓力差作用在面積為 ab 的主閥芯上的力等于或超過主閥彈簧力 fs，軸向穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力 fbs、摩擦力 ff和主閥芯自重 g 時(shí)，主閥芯開啟，油液從 p 口流入，經(jīng)主閥閥口由 t 流回油箱，實(shí)現(xiàn)溢流，即有：p=p1-p2fs+fbs+gff/ab (1) 圖 2-3 先導(dǎo)式溢流閥1主閥彈簧 2主閥芯 3阻尼孔 4導(dǎo)閥閥芯 5導(dǎo)閥彈簧由式(1)可知，由于油液通過阻尼孔而產(chǎn)生的 p1與 p2之間的壓差值不太大，7所以主閥芯

15、只需一個(gè)小剛度的軟彈簧即可；而作用在導(dǎo)閥 4 上的液壓力 p2與其導(dǎo)閥閥芯面積的乘積即為導(dǎo)閥彈簧 5 的調(diào)壓彈簧力，由于導(dǎo)閥閥芯一般為錐閥，受壓面積較小，所以用一個(gè)剛度不太大的彈簧即可調(diào)整較高的開啟壓力 p2，用螺釘調(diào)節(jié)導(dǎo)閥彈簧的預(yù)緊力，就可調(diào)節(jié)溢流閥的溢流壓力。先導(dǎo)式溢流閥有一個(gè)遠(yuǎn)程控制口 k，如果將 k 口用油管接到另一個(gè)遠(yuǎn)程調(diào)壓閥(遠(yuǎn)程調(diào)壓閥的結(jié)構(gòu)和溢流閥的先導(dǎo)控制部分一樣)，調(diào)節(jié)遠(yuǎn)程調(diào)壓閥的彈簧力，即可調(diào)節(jié)溢流閥主閥芯上端的液壓力，從而對(duì)溢流閥的溢流壓力實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)壓。但是，遠(yuǎn)程調(diào)壓閥所能調(diào)節(jié)的最高壓力不得超過溢流閥本身導(dǎo)閥的調(diào)整壓力。當(dāng)遠(yuǎn)程控制口 k 通過二位二通閥接通油箱時(shí)，主閥芯上

16、端的壓力接近于零，主閥芯上移到最高位置，閥口開得很大。由于主閥彈簧較軟，這時(shí)溢流閥 p 口處壓力很低，系統(tǒng)的油液在低壓下通過溢流閥流回油箱，實(shí)現(xiàn)卸荷。3、溢流閥的性能 溢流閥的性能包括溢流閥的靜態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能，在此作一簡(jiǎn)單的介紹。（1）靜態(tài)性能。1）壓力調(diào)節(jié)范圍 壓力調(diào)節(jié)范圍是指調(diào)壓彈簧在規(guī)定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時(shí)，系統(tǒng)壓力能平穩(wěn)地上升或下降，且壓力無(wú)突跳及遲滯現(xiàn)象時(shí)的最大和最小調(diào)定壓力。溢流閥的最大允許流量為其額定流量，在額定流量下工作時(shí)，溢流閥應(yīng)無(wú)噪聲、溢流閥的最小穩(wěn)定流量取決于它的壓力平穩(wěn)性要求，一般規(guī)定為額定流量的 15%。2）啟閉特性 啟閉特性是指溢流閥在穩(wěn)態(tài)情況下從開啟到閉合的過程中，被

17、控壓力與通過溢流閥的溢流量之間的關(guān)系。它是衡量溢流閥定壓精度的一個(gè)重要指標(biāo)，一般用溢流閥處于額定流量、調(diào)定壓力 ps時(shí)，開始溢流的開啟壓力pk及停止溢流的閉合壓力 pb分別與 p1的百分比來(lái)衡量，前者稱為開啟比 pk，后者稱為閉合比 ps，即:%100skkppp (2)%100sbbppp (3)式中：ps可以是溢流閥調(diào)壓范圍內(nèi)的任何一個(gè)值，顯然上述兩個(gè)百分比越大，則兩者越接近，溢流閥的啟閉特性就越好，一般應(yīng)使kp90%，bp85%，直8動(dòng)式和先導(dǎo)式溢流閥的啟閉特性曲線如圖 2-4 所示。3）卸荷壓力 當(dāng)溢流閥的遠(yuǎn)程控制口 k 與油箱相連時(shí)，額定流量下的壓力損失稱為卸荷壓力。圖 2-4 溢流

18、閥的啟閉特性曲線 圖 2-5 流量階躍變化時(shí)溢流閥的進(jìn)口壓力響應(yīng)特性曲線（2）動(dòng)態(tài)性能 當(dāng)溢流閥在溢流量發(fā)生由零至額定流量的階躍變化時(shí)，它的進(jìn)口壓力，也就是它所控制的系統(tǒng)壓力，將如圖 2-5 所示的那樣迅速升高并超過額定壓力的調(diào)定值，然后逐步衰減到最終穩(wěn)定壓力，從而完成其動(dòng)態(tài)過渡過程。定義最高瞬時(shí)壓力峰值與額定壓力調(diào)定值 ps的差值為壓力超調(diào)量 p，則壓力超調(diào)率 p 為：%100sppp (4)它是衡量溢流閥動(dòng)態(tài)定壓誤差的一個(gè)性能指標(biāo)。一個(gè)性能良好的溢流閥，其p10%30%。圖 2-5 中所示 t1稱之為響應(yīng)時(shí)間；t2稱之為過渡過程時(shí)間。顯然，t1越小，溢流閥的響應(yīng)越快；t2越小，溢流閥的動(dòng)態(tài)

19、過渡過程。4、應(yīng)用場(chǎng)合 （1）定壓溢流 定壓溢流是溢流閥的最主要的用途。在定量液壓泵與流量閥（節(jié)流閥或調(diào)速閥）組成的串聯(lián)（進(jìn)油或回油）節(jié)流調(diào)速液壓系統(tǒng)中， 將溢流閥并聯(lián)在泵的出口處，作為主油路的旁路，與泵一起組成恒壓液壓源。例如進(jìn)口節(jié)流調(diào)速液壓系統(tǒng)，當(dāng)執(zhí)行器在快速工況（即液壓泵的壓力油通過二位二通換向閥進(jìn)入液9壓缸） ，且負(fù)載產(chǎn)生的系統(tǒng)壓力低于溢流閥的開啟壓力時(shí)，溢流閥關(guān)閉，此時(shí)系統(tǒng)壓力取決于負(fù)載；直至執(zhí)行器轉(zhuǎn)為慢速工況（即液壓泵的壓力油通過節(jié)流閥進(jìn)入液壓缸） ，系統(tǒng)壓力達(dá)到溢流閥的調(diào)壓值時(shí)，溢流閥常開，并限定系統(tǒng)壓力，當(dāng)執(zhí)行器的負(fù)載速度變化引起流量變化時(shí)，溢流閥的調(diào)節(jié)作用使系統(tǒng)壓力保持基本恒

20、定，并將多余的油液溢回油箱，從而實(shí)現(xiàn)定壓溢流。（2）安全保護(hù)在定量泵供油的并聯(lián)節(jié)流調(diào)速、變量泵-定量馬達(dá)（或定量泵-變量馬達(dá)、變量泵-變量馬達(dá)）容積調(diào)速以及變量泵供油的容積節(jié)流調(diào)速液壓回路等場(chǎng)合，溢流閥常用作安全閥，以防系統(tǒng)過載。正常情況下，溢流閥常閉；當(dāng)系統(tǒng)由于故障、載荷異常等原因?qū)е孪到y(tǒng)壓力過高時(shí)，溢流閥打開溢流，保護(hù)整個(gè)液壓系統(tǒng)安全。（3）作背壓閥將溢流閥接在執(zhí)行器的回油路上，造成一定的回油阻力，以改善執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。但將引起附加能量損失。（4）遠(yuǎn)程調(diào)壓用管路直接將直動(dòng)溢流閥與先導(dǎo)式溢流閥的遙控口連接，通過調(diào)節(jié)直動(dòng)溢流閥，便能對(duì)先導(dǎo)式溢流閥在設(shè)定的壓力范圍內(nèi)進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)壓。（5）多級(jí)壓

21、力控制 通過獨(dú)立的電磁換向閥將多個(gè)直動(dòng)式溢流閥與先導(dǎo)式溢流閥的遙控口連接，利用電磁換向閥不同位置的切換，可以實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的多級(jí)壓力控制。也可以通過管路將多個(gè)直動(dòng)式溢流閥和電磁溢流閥的換向閥連接，利用電磁閥不同工作位置的切換，實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的多級(jí)壓力控制。（6）系統(tǒng)卸荷 將電磁換向閥接至先導(dǎo)式溢流閥的遙控口，可以實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)卸荷，以使系統(tǒng)在等待期間節(jié)約能量，減少發(fā)熱。5、 注意事項(xiàng)（1）應(yīng)根據(jù)液壓系統(tǒng)的工況特點(diǎn)和具體要求選擇溢流閥的類型。通常直動(dòng)式溢流閥響應(yīng)較快，宜作安全保護(hù)閥使用；而先導(dǎo)式溢流閥啟閉特性好，宜作調(diào)壓和定壓閥使用。（2）應(yīng)盡量選用啟閉特性好的溢流閥，以提高執(zhí)行器的速度負(fù)載特性和回1

22、0路效率。就動(dòng)態(tài)特性而言，所選擇的溢流閥應(yīng)在響應(yīng)速度較快的同時(shí)，穩(wěn)定性好。（3）正確使用溢流閥的連接方式，正確選用連接件（安裝底板或管接頭） ，并注意連接處的密封；閥的各個(gè)油口應(yīng)正確接入系統(tǒng)，外部卸油口必須直接回油箱。（4）根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和流量合理選定溢流閥的額定壓力和流量規(guī)格。對(duì)于作遠(yuǎn)程調(diào)壓閥的溢流閥，其通過流量一般為遙控口所在的溢流閥通過流量的 0.5%1%。（5）應(yīng)根據(jù)溢流閥在系統(tǒng)中的用途和作用確定和調(diào)節(jié)調(diào)定壓力，特別是對(duì)于作安全閥使用的溢流閥，起始調(diào)定壓力不得超過液壓系統(tǒng)的最高壓力。（6）調(diào)壓時(shí)應(yīng)注意以正確的旋轉(zhuǎn)方向調(diào)節(jié)調(diào)壓機(jī)構(gòu)，調(diào)壓結(jié)束時(shí)應(yīng)將鎖緊螺母固定。（7）如果需通過先導(dǎo)式溢

23、流閥的遙控口對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)壓、卸荷或多級(jí)壓力控制，則應(yīng)將遙控口的螺堵擰下，接入控制油路；否則應(yīng)將遙控口嚴(yán)密封堵。（8）如需改變溢流閥的調(diào)壓范圍，可以通過更換溢流閥的調(diào)壓彈簧實(shí)現(xiàn)，但同時(shí)應(yīng)注意彈簧的設(shè)定壓力可能改變閥的啟閉特性。（9）對(duì)于電磁溢流閥，其使用電壓、電流及接線形式必須正確。（10）卸荷溢流閥的回油腔應(yīng)直接接油箱，以減少背壓。（11）溢流閥出現(xiàn)調(diào)壓失靈或噪聲較大等故障時(shí)，可參考維修方法進(jìn)行診斷，拆洗過的溢流閥組成零件應(yīng)正確安裝，并注意防止二次污染三、 實(shí)驗(yàn)方案擬定與測(cè)試1、 實(shí)驗(yàn)方案溢流閥靜態(tài)特性是指溢流閥穩(wěn)定工作時(shí)的靜態(tài)特性。著重測(cè)試靜態(tài)特性中的調(diào)壓范圍及壓力的穩(wěn)定性，卸荷壓力損失

24、和啟閉特性三項(xiàng)，從而對(duì)被測(cè)閥的靜態(tài)特性作適當(dāng)分析。（1）調(diào)壓范圍及壓力穩(wěn)定性1）調(diào)壓范圍：應(yīng)能達(dá)到規(guī)定的調(diào)節(jié)范圍，并且壓力上升與下降應(yīng)平穩(wěn)，不得有尖叫聲。這個(gè)值在實(shí)驗(yàn)過程中設(shè)定為輸入值，由操作者在操作界面上相應(yīng)11的位置手動(dòng)輸入。2）至調(diào)壓范圍最高值時(shí)的壓力振擺(在穩(wěn)定狀態(tài)下調(diào)定壓力的波動(dòng)值)是表示調(diào)壓穩(wěn)定的主要指標(biāo)，此時(shí)壓力表不準(zhǔn)裝阻尼，壓力振擺應(yīng)不超過規(guī)定值。在實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)調(diào)壓至調(diào)壓范圍最高值時(shí)，采集一組壓力數(shù)值，取出其中的最大值和最小值，然后運(yùn)算兩個(gè)數(shù)值之差就可以得到壓力振擺。3）至調(diào)壓范圍最高值時(shí)壓力偏移值：一分鐘內(nèi)應(yīng)不超過規(guī)定值。在實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)調(diào)壓至調(diào)壓范圍最高值時(shí)，采集一組壓力

25、數(shù)值，取出其中的最大值和最小值，計(jì)算出平均值，然后分別運(yùn)算最大值與平均值以及最小值與平均值之差，這兩個(gè)差值中較大的一個(gè)即為壓力偏移。（2）卸荷壓力及壓力損失1）卸荷壓力：被測(cè)閥的遠(yuǎn)程控制口與油箱直通，閥處在卸荷狀態(tài)，此時(shí)通過實(shí)驗(yàn)流量下的壓力損失稱為卸荷壓力。卸荷壓力應(yīng)不超過規(guī)定值。實(shí)驗(yàn)中可用二位二通電磁閥，是被測(cè)閥處于卸荷狀態(tài)。2)壓力損失：被測(cè)閥的調(diào)壓手輪至全開位置，在實(shí)驗(yàn)流量下被測(cè)閥進(jìn)出油口的壓力差即為壓力損失，其值應(yīng)不超過規(guī)定值。在測(cè)控系統(tǒng)中，壓力損失可以直接采集到。（3）啟閉特性1）開啟壓力：被測(cè)閥調(diào)至調(diào)壓范圍最高值，且系統(tǒng)供油量為實(shí)驗(yàn)流量時(shí)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力逐漸升壓，當(dāng)通過被測(cè)閥的溢流量

26、為實(shí)驗(yàn)流量l時(shí)的系統(tǒng)壓力成為被測(cè)閥的開啟壓力。2）閉合壓力：被測(cè)閥調(diào)至調(diào)壓范圍最高值，且系統(tǒng)供油量為實(shí)驗(yàn)流量時(shí)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力逐漸降壓，當(dāng)通過被測(cè)閥的溢流量為實(shí)驗(yàn)流量1的系統(tǒng)壓力值被稱為被測(cè)閥的閉合壓力。3）根據(jù)測(cè)試開啟壓力與閉合壓力的數(shù)據(jù)，擬合出被測(cè)閥的啟閉特性曲線。122 、溢流閥動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)方案圖 3-1 溢流閥所控制的壓力隨時(shí)間變化的過渡過程溢流閥的動(dòng)態(tài)特性是指溢流閥前管道中壓力有階躍變化，溢流量突然變化時(shí)，溢流閥所控制的壓力隨時(shí)間變化的過渡過程品質(zhì)，通常用三項(xiàng)指標(biāo)衡量（見圖 3-1 所示）。（1）壓力回升時(shí)間t ： 從被時(shí)閥初始?jí)毫?p 開始升壓至調(diào)定壓力 p 穩(wěn)212定時(shí)的時(shí)間，t

27、是從被試閥第一次到調(diào)定壓力 p 開始至穩(wěn)定時(shí)的時(shí)間，t22是從電信號(hào)給出開始到調(diào)定壓力穩(wěn)定的時(shí)間。 2（2）卸荷時(shí)間t ：從被試閥調(diào)定壓力 p 開始卸荷至卸荷壓力 p 穩(wěn)定的121時(shí)間。t 是從電信號(hào)組出開始至卸荷壓力穩(wěn)定時(shí)的時(shí)間。1（3）壓力超調(diào)量p:最大壓力沖擊峰值 p 與調(diào)定壓力 p 的差值。32溢流閥性能實(shí)驗(yàn)液壓系統(tǒng)原理圖如圖 3-2 所示：13圖 3-2 溢流閥性能實(shí)驗(yàn)液壓系統(tǒng)原理圖1-油箱 2-濾油器 3-定量液壓泵 4-溢流閥 5-二位三通電磁換向閥 6-壓力傳感器 7-溢流閥（被測(cè)閥） 8-二位二通電磁換向閥 9-流量計(jì)3、 實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)測(cè)試對(duì)象為上海立新液壓件廠生產(chǎn)的 db

28、10-1-50/10u 的先導(dǎo)式溢流閥。它是先導(dǎo)式溢流閥 5x 系列，不帶換向閥，通經(jīng)是 10mm，底板安裝，手輪調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)壓力至 10mpa。4、溢流閥靜態(tài)特性實(shí)驗(yàn)（1）調(diào)壓范圍與壓力穩(wěn)定性將溢流閥 4 調(diào)制安全閥壓力（應(yīng)比被試閥的最高調(diào)節(jié)壓力高 10%左右），迅速將電磁閥 5 通電，此時(shí)由閥 7 控制泵壓不超過額定值。實(shí)驗(yàn)中通過閥 7 的流量應(yīng)為額定流量。1）調(diào)壓范圍調(diào)節(jié)閥 7 的調(diào)壓手柄從全開到額定壓力值，再回至全開，觀察壓力升、降是否均勻，是否有突變或滯后現(xiàn)象。2）壓力振擺在閥 7 的調(diào)壓范圍內(nèi)設(shè)定 4 個(gè)壓力值，讀出壓力振擺值，并記錄最大值。3）壓力偏移將閥 7 調(diào)至 10mpa，測(cè)

29、一分鐘內(nèi)的壓力偏移值。14（2）卸荷壓力與壓力損失1）卸荷壓力 將閥 7 的遠(yuǎn)程控制口 k 直接通郵箱，通過額定流量時(shí)，測(cè)出閥前后的壓差即為卸荷壓力。由于閥后的阻力很小，可忽略不計(jì)，此時(shí)讀出的即為卸荷壓力。如圖 3-3：2）壓力損失將閥 7 的調(diào)壓手柄調(diào)至全開位置，通過額定流量，測(cè)出閥前后的壓力差即為壓力損失。如上圖 3-4 即為壓力損失圖。3）啟閉特性被試閥 7 按兩個(gè)不同工況設(shè)定其調(diào)定壓力值，設(shè)定為 4mpa 和 8mpa。將被試閥 7 調(diào)至 4mpa，通過額定流量。然后調(diào)節(jié)溢流閥 1，使被試閥壓力從高到低變化，直至流量變?yōu)榱?；在反向調(diào)節(jié)，直至被試閥壓力達(dá)調(diào)定值，流量達(dá)到額定值。調(diào)定壓力為

30、 8mpa 時(shí)，操作與此類同。 5、溢流閥動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)溢流閥 4 的調(diào)定壓力為額定值，起安全閥作用；被試閥 7 的調(diào)定壓力為6mpa。將電磁閥 5 通電，被試閥 7 進(jìn)油路流量階躍變化，閥處于升壓狀態(tài)，緊接著電磁閥 5 斷電，被試閥處于卸壓過程，這樣得到一種情況的壓力變化圖。再使電磁閥 5 通電，被試閥處于調(diào)定壓力狀態(tài)下，將電磁閥 8 通電，使閥 7 處于卸壓過程，緊接著電磁閥 8 斷電，閥 7 處于升壓過程，得到另一種情況的壓力變化圖。如圖 3-5 所示：15圖 3-3 卸荷壓力測(cè)試圖圖 3-4 壓力損失實(shí)驗(yàn)圖16圖 3-5 溢流閥動(dòng)態(tài)性能實(shí)驗(yàn)圖6、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析（1）溢流閥靜態(tài)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

31、1）調(diào)壓范圍、壓力穩(wěn)定性、卸荷壓力和壓力損失，見表 3-6。實(shí)驗(yàn)項(xiàng) 目觀測(cè)到的數(shù)據(jù)（mpa）壓力調(diào)節(jié)范圍1.110 mpa設(shè)定參數(shù)2467壓力振 擺待測(cè)參數(shù)1.94-2.023.98-4.076.03-6.156.98-7.16設(shè)定參數(shù)10壓力穩(wěn)定性壓力偏 移待測(cè)參數(shù)10.27-9.95卸荷壓力0.5壓力損失0.8可以看出，隨著壓力的增大，壓力振擺的幅度不斷增大，從0.08，0.09，0.12 到 0.18。壓力偏移大概在 0.3 左右，最初壓力比較大，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，壓力逐漸趨于穩(wěn)定，并有稍微降低變化。壓力損失要大于卸荷壓力，可能是由于先導(dǎo)式溢流閥先導(dǎo)閥彈簧的預(yù)緊力造成的。壓力穩(wěn)定性指標(biāo)是控

32、制溢流閥在某調(diào)定壓力下長(zhǎng)期工作時(shí)，它的壓力不發(fā)生不規(guī)則變化的極限值。17這種不規(guī)則變化與下列因素有關(guān)：閥芯結(jié)構(gòu)、阻尼大小、加工精度、油液品質(zhì)、油溫變化等等。2）啟閉特性，如圖 3-7 為 8mpa 時(shí)的啟閉特性圖。溢流閥啟閉特性曲線66.577.58012345qp閉合開啟圖 3-7 溢流閥啟閉特性圖實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表 3-8 所示。調(diào)定壓力 p=4mpa調(diào)定壓力 p=8mpa開啟過程閉合過程開啟過程閉合過程壓力流量壓力流量壓力流量壓力流量2.780.0454.004.326.680.0298.004.322.920.153.873.756.880.0657.683.133.120.273.773.

33、337.080.2877.321.603.210.793.652.947.200.9487.200.983.301.403.552.567.281.4407.090.483.432.123.452.147.361.9177.000.253.613.063.261.157.452.3316.850.133.773.703.100.337.603.0006.620.0363.934.282.860.117.864.2254.004.312.760.037.924.316開啟壓力2.78閉合壓力2.77開啟壓力6.75閉合壓力6.64開啟比70%閉合比69%開啟比84%閉合比83%18 可以得出，壓

34、力較低時(shí)溢流閥的啟閉特性較差，隨著壓力增大啟閉特性越來(lái)越好。（2 ）溢流閥動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)壓力超調(diào)量p（mpa）0.150.17卸荷時(shí)間t (s)10.150.12壓力回升時(shí)間t (s)20.280.23 可以得到壓力超調(diào)率大概是 2%。卸荷時(shí)間、壓力回升時(shí)間和壓力超調(diào)量越短越好，否則會(huì)影響系統(tǒng)的工作性能。溢流閥的動(dòng)態(tài)性能與閥的結(jié)構(gòu)尺寸、彈簧、阻尼孔以及壓力、流量等參數(shù)有關(guān)，也同系統(tǒng)中的液體性質(zhì)、流動(dòng)狀態(tài)、管路特性、元件泄露等有關(guān)。19 結(jié)結(jié) 語(yǔ)語(yǔ)溢流閥的特性分為靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性。溢流閥的靜態(tài)特性有四個(gè)指標(biāo)：壓力和流量的調(diào)節(jié)范圍、工作穩(wěn)定性、卸荷壓力、啟閉特性。 動(dòng)態(tài)特性性能指標(biāo)包括：卸荷時(shí)間、壓力回升時(shí)間、壓力穩(wěn)定性等。 卸荷時(shí)間：卸荷信號(hào)發(fā)出后，溢流閥從額定壓力降至卸荷壓力所需的時(shí)間。一般卸荷時(shí)間為 0.030.09 秒。壓力回升時(shí)間：停止卸荷信號(hào)發(fā)出后，溢流閥從卸荷壓力回升到額定壓力所需的時(shí)間為 0.51 秒。 壓力穩(wěn)定性：當(dāng)溢流閥作為定壓閥使用時(shí)，由于泵的壓力波動(dòng)及負(fù)載波動(dòng)，溢流閥所