高度閥設(shè)計(jì)計(jì)算說明書

1、 編號(hào)： 產(chǎn)品設(shè)計(jì)說明書（2942ZB6-010高度閥） 編寫 校對(duì) 審核 批準(zhǔn) 1、設(shè)計(jì)依據(jù)近年來空氣懸架系統(tǒng)逐步在東風(fēng)公司的客車和商用車上采用，目前裝配的空氣懸架高度調(diào)節(jié)閥是國外WABCO公司的產(chǎn)品。該空氣懸架高度調(diào)節(jié)閥的開發(fā)，技術(shù)含量高，市場前景廣闊。為了滿足市場需求，公司2004年下達(dá)設(shè)計(jì)開發(fā)2942ZB6-010高度閥的任務(wù),為東風(fēng)汽車配套。2、設(shè)計(jì)目標(biāo)確保設(shè)計(jì)的高度閥，在性能和外形尺寸上滿足功能要求；節(jié)約原材料，降低成本。產(chǎn)品總成必須通過300萬次可靠性試驗(yàn)。3、設(shè)計(jì)方案2942ZB6-010高度閥是一個(gè)全新開發(fā)的產(chǎn)品，與以往我廠制動(dòng)系產(chǎn)品不同，屬于汽車懸架系統(tǒng)的產(chǎn)品。該總成參照W

2、ABCO高度閥4640023300的結(jié)構(gòu)和安裝接口尺寸設(shè)計(jì)。同時(shí)考慮我公司的現(xiàn)有產(chǎn)品工藝水平進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。2942ZB6-010空氣懸架高度調(diào)節(jié)閥技術(shù)含量高，要求加工精度高；密封性和可靠性要求將是對(duì)我廠現(xiàn)有的工藝水平的考驗(yàn)。所以在方案設(shè)計(jì)中：塑料件采用耐磨性好的POM（聚甲醛），經(jīng)加工滿足尺寸精度的要求。O形圈采用NSB610（丁晴橡膠），設(shè)計(jì)合適的壓縮量，即要滿足密封性要求又要滿足可靠性的要求。凸輪軸采用耐磨材料，本體上鑲嵌DU復(fù)合軸承，以滿足總成300萬次可靠性試驗(yàn)。本體采用鋁合金，減輕總成重量。4、高度閥的工作原理4.1工作系統(tǒng)簡圖（圖1）儲(chǔ)氣筒高度閥制動(dòng)閥感載閥氣囊制動(dòng)氣室圖 1294

3、2ZB6-010空氣懸架高度調(diào)節(jié)閥有一個(gè)輸入口1，兩個(gè)輸出口21、22，1口接儲(chǔ)氣筒，21、22口接空氣懸架的氣囊。該閥的用途：根據(jù)車輛的載荷，調(diào)節(jié)懸架氣囊的氣壓，以保持車身高度為一恒定值。4.2工作原理（圖2）1擺桿偏心凸輪進(jìn)氣閥門32頂桿活塞圖 2當(dāng)車輛載荷增加時(shí)，車身下降，擺桿帶動(dòng)偏心凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)活塞、頂桿向上運(yùn)動(dòng)，關(guān)閉排氣口3，打開進(jìn)氣閥門，從儲(chǔ)氣筒來的壓縮空氣經(jīng)進(jìn)氣口1、進(jìn)氣閥門，通過出氣口21、22口流到氣囊，氣囊氣壓上升，車身緩慢上升，擺桿帶動(dòng)偏心凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)活塞、頂桿向下運(yùn)動(dòng)，關(guān)閉進(jìn)氣閥門，保持車身高度為一恒定值。當(dāng)車輛載荷減少時(shí)，車身上升，擺桿帶動(dòng)偏心凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)活塞、

4、頂桿向下運(yùn)動(dòng)，關(guān)閉進(jìn)氣閥門，打開排氣口3，氣囊內(nèi)的壓縮空氣通過出氣口21、22口，經(jīng)排氣口3排到大氣，氣囊氣壓下降，車身緩慢下降，擺桿帶動(dòng)偏心凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)活塞、頂桿向上運(yùn)動(dòng)，關(guān)閉排氣口3，以保持車身高度為一恒定值。5、主要結(jié)構(gòu)參數(shù)輸入口1 M12×1.5 deep14輸出口21、22 M12×1.5 deep14其它結(jié)構(gòu)參數(shù)祥見圖3。圖 36、設(shè)計(jì)計(jì)算6.1密封性設(shè)計(jì)密封性設(shè)計(jì)是汽車閥類產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要組成部分，此類產(chǎn)品通常采用O型圈密封，工藝性好，性能可靠。影響O型圈密封的因素主要有以下幾點(diǎn)：O型圈的尺寸，材料硬度，安裝時(shí)的壓縮率，密封面的光潔度，介質(zhì)內(nèi)壓以及往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速

5、度等。對(duì)于O型圈密封，不論是動(dòng)密封，還是靜密封，在保證密封的前提下，壓縮率的選擇必須適當(dāng)，壓縮率太大，活塞運(yùn)動(dòng)阻力大，O型圈壽命短；壓縮率過小，則密封不嚴(yán)，運(yùn)動(dòng)中還容易發(fā)生振動(dòng)。汽車上常用的氣壓是600800kPa，在機(jī)械密封中壓力是比較低的，在這種情況下，橡膠硬度一般選擇在邵爾70°左右。O型圈的結(jié)構(gòu)尺寸（圖二）活塞式密封（圖三）的密封性計(jì)算：預(yù)拉伸率： Xmax= Xmin= 壓縮率 ： Emax=1- Emin=1-活塞桿式密封（圖四）的密封性計(jì)算：預(yù)壓縮率： Xmax=1- Xmin=1- 壓縮率 ： Emax=1- Emin=1-1）、2942ZB6-042為活塞式靜密封d

6、1=14±0.17 d2=1.8±0.08d3=14.9（） d4=18H9（）壓縮率：Emax=(1-)×100%=16.4%Emin=(1-)×100%=12.7%2）、2942ZB6-043為活塞桿式動(dòng)密封d1=9±0.14 d2=1.8±0.08d5=9d9（） d6=12（）壓縮率：Emax=(1-)×100%=19.1%Emin=(1-)×100%=6.2%6.2彈簧設(shè)計(jì)6.2.1、2942ZB6-048閥門彈簧設(shè)計(jì)計(jì)算(1)計(jì)算彈簧最大工作載荷彈簧絲直徑d=0.7mm , 彈簧中徑D2=16.5-0.

7、7=15.8mmC=D2/d=15.8/0.7=22.57曲度系數(shù):K=+=1.06剛度j=2.6/14.5=0.18N/mm=×j=0.18*19.5=3.51N(2)彈簧強(qiáng)度校驗(yàn):材料:琴鋼絲 由鋼絲材料可知:許用抗拉強(qiáng)度b為2206MPa,其許用剪切應(yīng)力為:=0.5b=1103 MPamax=K*=436.6 Mpa從以上計(jì)算看出設(shè)計(jì)的彈簧能滿足使用要求.6.2.2、2942ZB6-033回位彈簧設(shè)計(jì)計(jì)算(1)計(jì)算彈簧最大工作載荷彈簧絲直徑d=1.0mm , 彈簧中徑D2=10.5+1=11.5mmC=D2/d=11.5/1=11.5曲度系數(shù):K=+=1.12剛度j=20/15=1.33N/mm