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顺序阀设计说明书样本

顺序阀设计及制造

摘要：

液压传动是一种传播模式，在一种封闭系统中，通过使用加压液体传播模式来传播运动和功率。

中压力液体，涉及液压油和其他合成液，具备高功率、稳定运动特点。

但由于液压系统粘度，在流阻损失过程中，不应当进行远距离传播和控制。

顺序阀是用2个或各种支路系统，依照电路压力来控制阀元件动作顺序执行。

阀门基本功能是为了控制各种执行元件动作顺序，依照其功能不同，有顺序阀、背压阀、卸荷阀和平衡阀。

本论文重要是依照设计任务规定和实际使用规定，设计单向顺序阀；设计内容涉及顺序阀总体构造设计、对顺序阀动态特性和静态特性进行分析、设计顺序阀零部件构造尺寸、选取零部件材料和进行工艺分析、对顺顺序阀其她特性进行计算校核；运用Autocad、UG软件绘制顺序阀零件图和装配图。

核心词：

液压传动；力控制；单向顺序阀；特性计算

SequenceValvesDesignandManufacture

Abstract：

Hydraulictransmissionisatransmissionmodeinaclosedsystem，byusingapressurizedliquidtransfermodetotransmitmotionandpower.Pressureinfluids，includinghydraulicoilsandothersyntheticfluids，hasthecharacteristicsofhighpower，stability.However，duetotheviscosityofthehydraulicsystem，inflowresistancelossintheprocess，shouldnotbetransmittedoveralongdistanceandcontrol.

Sequencevalveismadeof2ormorebranchsystem，basedonthepressurecontrolvalvecircuitrelayinorderofexecution.Thebasicfunctionofthevalveistocontrolmultiplecomponentsoftheactionsequence，accordingtothedifferentfunctionsandthereisbackpressurevalves，sequencevalves，unloadingvalvesandvalves.Thispapersmainisaccordingtodesigntaskrequirementsandactualusingrequirements，designone-wayordervalve；designcontentincludingordervalveofgeneralstructureofdesign，andonordervalveofdynamiccharacteristicsandstaticcharacteristicsforanalysis，anddesignordervalveofpartsofstructuresize，andselectpartsofmaterialandforprocessanalysis，andonShunordervalveofothercharacteristicsforcalculationcheck；usingAutocad，andUGsoftwaredrawsordervalveofpartsfigureandAssemblyfigure.

Keywords：

Hydraulictransmission，Forcecontrol，Orderone-wayvalve，Characteristiccalculation

第1章绪论

1.1前言

液压技术作为一门新兴应用学科，虽然历史较短，发展速度却非常惊人。

液压传动产品等在国民经济和国防建设中地位和作用十分重要。

它发展决定了机电产品性能提高。

它不但能最大限度满足机电产品实现功能多样化必要条件，也是完毕重大工程项目、重大技术装备基本保证，更是机电产品和重大工程项目和装备可靠性保证。

液压技术具备独特长处，具备功率重量比大，体积小，频响高，压力、流量可控性好，可柔性传送动力，易实现直线运动等长处，因而液压技术广泛用于国民经济各部门。

一种完整液压系统由五个某些构成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助无件和液压油。

动力元件作用是将原动机机械能转换成液体压力能，它向整个液压系统提供动力。

液压泵构造形式普通有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。

执行元件（如液压缸和液压马达）作用是将液体压力能转换为机械能，驱动负载作直线往复运动或回转运动。

控制元件（即各种液压阀）在液压系统中控制和调节液体压力、流量和方向。

辅助元件涉及油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、压力表、油位油温计等。

液压油是液压系统中传递能量工作介质，有各种矿物油、乳化液和合成型液压油等几大类。

液压阀功用是控制液压传动系统油流方向，压力和流量；实现执行元件设计动作以控制、实行整个液压系统及设备所有工作功能。

液压技术作为一门新兴应用学科，虽然历史较短，展速度却非常惊人。

液压设备能传递很大力或力矩，单位功率重量轻，构造尺寸小，在同等功率下，其重量尺寸仅为直流电机10%~20%左右；反映速度快、准、稳；又能在大范畴内以便地实现无级变速；易实现功率放大；易进行过载保护；能自动润滑，寿命长，制导致本较低。

因而，世界各国均已广泛地应用在锻压机械、工程机械、机床工业、汽车工业、冶金工业、农业机械、船舶交通、铁道车辆和飞机、坦克、导弹、火箭、雷达等国防工业中。

液压传动设备普通由四大元件构成，即动力元件—液压泵；执行元件—液压缸和液压马达；控制元件—各种液压阀；辅助元件—油箱、蓄能器等。

液压阀功用是控制液压传动系统油流方向，压力和流量；实现执行元件设计动作以控制、实行整个液压系统及设备所有工作功能。

1.2液压技术发展历史

液压技术最早是19世纪末在西方发展起来。

国内从50年代后期开始起步。

当前各国都非常注重液压技术开发和应用。

总来看，美国在这一领域技术、产值在世界上处在领先地位，但面临西欧和日本激烈竞争。

从行业上看，一段时间里，主机制造商倾向于外购元件自行设计液压系统。

但由于技术日益复杂，使得用从各制造商购得元件建立具备稳定市场效益液压系统越来越困难。

设计人物正向元件制造商转移，由专业液压厂商提供成套系统，但只有大公司才干承担这项任务。

基于此，全球性跨国公司展开了竞争、合并。

大量资金用于技术开发和革新，较小公司承担不起这样开支，其中很大一某些被挤出市场。

国内通过40近年发展，液压行业已具备一定独立开发能力，能生产出一批技术先进、质量较好元件、系统和整机，随着国内加入WTO，向国际先进技术学习、与世界知名大公司合伙机会越来越多，液压技术在机械设备中发展速度日新月异[1]。

1.3国内液压阀技术发展概况

国内液压工业及液压阀制造，起始于第一种五年筹划（1953~1957年），期间，由于机床制造工业发展迫切需求，50年代初期，上海机床厂、天津液压件厂仿造了苏联各类低压泵、阀。

随后，以广州机床研究所为主，在引进消化国外中低压元件制造技术基本上，自行设计了公称压力为2.5MPa和6.3MPa中低压液压阀系统（简称广州型），并迅速投入大批量生产60年代初期，为适应液压工程机械从中低压向高压方向发展，以山西榆次液压件厂为主，引进了日本油研公司公称压力为21MPa中高压液压阀系列，以及所有加工技术和制造、实验设备，并据此发展、设计成国内中高压液压闪系统（简称榆次型）。

1968年，当时一机部组织关于单位，在公称压力21MPa液压阀基本上，设计了国内一套公称压力为31.5MPa高压阀系列，并投入批量生产。

为使产品实现原则化、通用化、系列化，国内于1973年再次构成“液压阀联合设计组”，在总结国产高压阀设计、生产经验基本上，借鉴了国外同类产品构造，性能、工艺特点，又增补了各种规格和新品种，并使国产阀安装连接尺寸初次符合国际原则。

并于1977年正式完毕了公称压力为31.MPa高压阀新系列设计。

1978年起，通过全系列图纸审查、试制、鉴定等工作，并在全国推广使用。

1982年，通过了全系列定型工作。

故上述产品简称为“82年联合设计型高压液压阀系列”。

为适应高压、大流量液压传动规定，济南铸锻研究所、上海704研究所和北京冶金液压机械厂等单位，自1976年开始，还引进、化和研制了二通插装阀（简称CV阀），并在80年代初期，完毕了自己系列。

二通插装阀作为不同于常规阀另一类液压阀类，也正在开拓着它使用范畴。

此外，随着组合机床在机械制造行业中广泛应用，1975年，大连组合机床研究引进、消化、吸取和研制了叠加式液压阀。

建国以来，国内液压行业及液压阀制造生产，从无到有，发展不久，获得了巨大成绩。

但与国外同类产品相比，品种和性能指标尚有较大差距。

为了提高国内液压行业综合素质，国家机械部制定了如下调节原则：

A类重点发展产品（涉及国产电液伺服阀、比例阀和数字控制阀以及引进、消化德国力士乐公司压力为21、35、63MPa，通径为6~32mm三大类液压阀和国内自行开发叠加阀、插装阀及GE系列阀等）；B类容许保存和过渡产品（涉及当前应用面广、市场需求最大，一潮流无代替产品；国内70年代、80年代开发，当前已成为主导产品，虽然技术上达不到国际80年代水平，但需要保存一段时间产品）。

C类限制发展和逐渐裁减产品。

（指水平低，性能差，耗能耗材产品，不符合原则落后产品，不符合原则老产品，详细指国内50、60年代设计广州型中低压系列，及与之相仿初期产品。

1.4顺序阀简介

1.4.1顺序阀工作原理

顺序阀是依托气路中压力作用而控制执行元件按顺序动作压力控制阀，如图1-1所示，它依照弹簧预压缩量来控制其启动压力。

当输入压力达到或超过启动压力时，顶开弹簧，于是到A才有输出；反之A无输出。

图1-1顺序阀工作原理

（a）关闭状态；（b）启动状态

顺序阀普通很少单独使用，往往与单向阀配合在一起，构成单向顺序阀。

图1-2所示为单向JI匝序阀工作原理图。

当压缩空气由左端进入阀腔后，作用于活塞3上气压力超过压缩弹簧3上力时，将活塞顶起，压缩空气从经A输出，见图1-2（a），此时单向阀4在压差力及弹簧力作用下处在关闭状态。

反向流动时，输入侧变成排气口，输出侧压力将顶开单向阀4由O口排气，见图1-2（b）。

调节旋钮就可变化单向顺序阀启动压力，以便在不同启动压力下，控制执行元件顺序动作。

图1-2单向顺序阀工作原理图

（a）关闭状态；（b）启动状态

1.4.2顺序阀作用

顺序阀基本功能是控制各种执行元件顺序动作，依照其功能不同，分别称为顺序阀、背压阀、卸荷阀和平衡阀。

顺序阀性能与单向顺序阀基本相似，但由于功能不同，对顺序阀尚有其特殊规定：

1、为了使执行元件准的确现顺序动作，规定顺序阀调压精度高，偏差小；

2、为了顺序动作精确性，规定阀关闭时内泄漏量小；

3、对于单向顺序阀，规定反向压力损失及正向压力损失值均应较小。

顺序阀重要作用有：

（1）控制各种元件顺序动作；

（2）用于保压回路；

（3）防止因自重引起油缸活塞自由下落而做平衡阀用；

（4）用外控顺序阀做卸荷阀，使泵卸荷；

（5）用内控顺序阀作背压阀。

顺序阀是液压系统中自动控制元件，其弹簧压力调定应高于前一执行元件所需压力，但应低于溢流阀调定压力。

除作卸荷阀用之外，顺序阀出油口必要接系统，推动负载进行工作，而泄漏油口一定单独接回油箱，不能与出油口相通。

当顺序阀作平衡阀使用时，必要具备良好密封性能，不能产生内部泄漏。

1.5毕业设计任务

作为工科类院校，特别是机械专业，液压技术是一门必不可少课程，但由于学科自身内容复杂，本次设计将重点对顺序阀某些进行加工与设计，重要研究对象为顺序阀。

在进行加工同步，对顺序阀某些零件进行工艺分析。

最后，针对顺序阀理论研究进行讨论，内容涉及顺序阀工作原理、构造特点、型号阐明、应用状况以及各种阀比较等。

1.6溢流阀、减压阀、顺序阀比较

溢流阀、减压阀、顺序阀三者相似点：

三种阀都是压力控制阀，她们工作原理基本相似，都是以压力油控制压力来使阀口启闭。

不同点：

1、控制压力：

减压阀是出口压力控制，保证出口压力为定值；溢流阀是进口压力控制，保证进口压力为定值；顺序阀可用进口压力控制，也可用外部压力控制。

2、不工作时阀口状态：

减压阀阀口常开；溢流阀阀口常闭；顺序阀阀口常闭。

3、工作时阀口状态：

减压阀阀口关小；溢流阀阀口启动；顺序阀阀口启动。

4、泄油口：

减压阀有单独泄油口；顺序阀普通有单独泄油口；溢流阀弹簧腔泄露油经阀体内流道内泄至出口[1]。

1.7顺序阀设计内容和基本规定

设计参数：

本设计为单向顺序阀。

工作介质：

液压油，

额定工作压力：

16MPa。

工作环境温度：

-40℃～+80℃。

接口“M22×1.5。

系统管路通径：

15mm。

1.8本章小结

本站重要是论文前言某些；对液压技术进行了一种简朴简介，简介了液压救赎发张历史，已经液压技术发展状况；并简朴简介了顺序阀，阐明了顺序阀工作原理；给出设计任务规定，以及设计顺序阀内容和基本参数。

第2章顺序阀设计方案选取

2.1顺序阀分类

依照控制压力来源不同，它有内控式和外控式之分。

直动式顺序阀是一种运用压力控制使各种执行元件按先后实现顺序动作压力阀。

如果将顺序阀上盖或下盖旋转90°安装，则顺序阀又可以由内控外泄变换为内控内泄、外控内泄、外控外泄等三种型式。

直动式顺序阀合用于油液稳定和低压场合。

除此之外尚有助推顺序阀，卸荷阀。

卸荷阀重要用途：

1、蓄能器系统中泵自动卸荷及加载；

2、高低压泵组合中大流量低压泵卸荷。

顺序阀与单向顺序阀相比较，相似是它们检测和控制都是阀进口压力，并且处在常闭状态；不同是顺序阀出口视详细工作不同可以直接接回油箱，也可以接二次油路，前者弹簧腔泄露油为内泄，后者为外泄。

2.2顺序阀构造比较

1、内控内泄型安装在液压系统回油路，出口接油箱，由调压弹簧保证阀进口压力，即回油背压为调定值，因而又称为平衡阀或背压阀。

此时阀芯受力平衡，阀芯稳定在某一位置，弹簧腔泄漏油内引至阀出口。

2、外控内泄型用于双泵供油回路，阀进口旁接在低压大流量泵出口，控制活塞压力油引至高压小流量泵出口（外控）。

当高压小流量泵出口压力不不大于阀调定压力时，阀口全开使低压大流量泵经此阀卸荷回油箱，故又称为卸荷阀。

因阀出口直接接回油箱，因而阀弹簧腔泄漏油内引到阀出口（内泄）。

3、外控外泄型安装在液压系统某一支路做液压开关，即外控压力低于阀调定压力时，阀口关闭；当外控压力不不大于阀调定压力时，阀口全开使液流顺利通过。

因阀出口油液去工作、压力不等于零，因而弹簧腔泄漏油须单独引回油箱（外泄）。

2.3本次设计顺序阀构造选取

由任务书可知，本次设计顺序阀选取单向顺序阀，重要作用是用来控制液压回路流通先后顺序，相称于一种液压回路液压压力调定开关，且为了保证弹簧腔内干净，不影响调压弹簧性能，选取外泄型顺序阀。

综上所述，本次设计选取单向顺序阀构造为外控外泄型。

构造图如图2-1所示[2]。

图2-1单向顺序阀构造示意图

顺序阀重要用于控制各种执行元件顺序动作，也可以用作背压阀、平衡阀或卸荷阀等。

顺序阀也有直动式和先导式之分，依照控制方式不同，有内控式和外控式之分；依照泄油方式，有内泄式和外泄式两种。

内控式顺序阀启动，取决于进油压力与否达到阀设定压力，而外控式顺序阈启动，则仅决定于控制压力大小。

顺序阀构造与溢流阀相似，其差别在于：

顺序阀出口接负载油路，而溢流阀出口则接回油箱，因而顺序阀弹簧腔泄漏油和先导控制油必要外泄，而溢流阀则既可内泄也可外泄。

再者，溢流阀进口压力是限定，而顺序阀启动后其进口压力取决于负载。

直动式顺序阀构造简朴，动作敏捷，但弹簧刚度较大，使得调压偏差大且限制了压力提高，调压范畴普通不大于8MPa，较高压力时宜采用先导式顺序阀。

其先导控制油必要经L口外泄。

采用先导控制后，主阀弹簧刚度可大大减小，主阀芯面积大大增长，启闭特性明显提高，工作压力也可大大提高。

其局限性是当阀进口压力因负载压力增长而增大时，将使通过先导阀流量随之增大，引起多余功率损失和油液发热。

顺序阀重要性能和溢流阀相似。

此外，为了精确地使执行元件实现顺序动作，规定阀调压偏差小；当阀关闭时，为避免引起误动作，各密封部位内泄漏应尽量小。

顺序阀在液压系统中应用重要有如下几点。

1、控制各种执行元件顺序动作；

2、与单向阀构成平衡阀，保持垂直放置液压缸不因自重而下落；

3、用外控顺序阀可在双泵供油系统中，当系统所需流量较小时，使大流量泵卸荷；

4、用内控顺序阀接在液压缸回油路上，产生背压，以使活塞运动速度稳定。

2.4本章小结

本章重要是在选取设计顺序阀总体构造方案；先简介了顺序阀分类及其特点；比较了各种顺序阀构造特点，分析各种不同构造顺序阀不同合用条件；最后依照本次设计规定和实际使用状况，选取本次设计顺序阀构造为外控外泄型单向顺序阀。

第3章单向顺序阀总体构造设计

3.1单向顺序阀重要性能

3.1.1静态特性

1、压力调节范畴

定义：

调压弹簧在规定范畴内调节时，系统压力平稳（压力无突跳及迟滞现象）上升或下降最大和最小调定压力差值。

2、启闭特性

定义：

单向顺序阀从启动到闭合全过程被控压力

与通过单向顺序阀溢流量

之间关系。

普通用单向顺序阀处在额定流量、额定压力

时，开始溢流启动压力

和停止溢流闭合压力

分别与

比例来表达。

启动压力比：

闭合压力比：

两者越大及越接近，单向顺序阀启闭特性越好。

普通规定：

启动压力比应不不大于

，闭合压力比应不不大于

，其静态特性较好。

3、卸荷压力：

当单向顺序阀作卸荷阀用时，额定流量下进、出油口压力差称为卸荷压力。

4、最大容许流量和最小稳定流量：

单向顺序阀在最大容许流量（即额定流量）下工作时应无噪声。

3.1.2动态特性

1、压力超调量：

最大峰值压力与调定压力差值；

2、响应时间：

指从起始稳定压力与最后稳态压力之差

上升届时

间；

3、过渡过程时间：

指从调定压力到最后稳态压力时间；

4、升压时间：

指单向顺序阀自卸荷压力上升至稳定调定压力所需时间；

5、卸荷时间：

指卸荷信号发出后由稳态压力状态到卸荷压力状态所需时间。

3.2单向顺序阀构造特点

单向阀是流体只能沿进水口流动，出水口介质却无法回流装置。

单向阀有直通式和直角式两种。

直通式单向阀用螺纹连接安装在管路上。

直角式单向阀有螺纹连接、板式连接和法兰连接三种形式。

液控单向阀也称闭锁阀或保压阀，它与单向阀相似，用以防止油液反向流动。

但在液压回路中需要油流反向流动时又可运用控制油压，打开单向阀，使油流在两个方向都可流动。

液控单向阀采用锥形阀芯，因而密封性能好。

在规定封闭油路时，可用此阀作为油路单向锁紧而起保压作用。

液控单向阀控制油泄漏方式有内泄式和外泄式二种。

在油流反向出口无背压油路中可用内泄式；否则需用外泄式，以减少控制油压力。

单向阀是气流只能一种方向流动而不能反向流动方向控制阀。

其工作原理与液压单向阀同样。

压缩空气从P口进入，克服弹簧力和摩擦力使单向阀阀口启动，压缩空气从P流至A；当P口无压缩空气时，在弹簧力和A口（腔）余气力作用下；阀口处在关闭状态，使从A至P气流不通。

单向阀应用于不容许气流反向流动场合，如空压机向气罐充气时，在空压机与气罐之间设立一单向阀，当空压机停止工作时，可防止气罐中压缩空气回流到空压机。

单向阀还常与节流阀、顺序阀等组合成单向节流阀、单向顺序阀使用。

3.3顺序阀设计原则

1液压阀块设计原则

液压阀块油路要符合液压系统原理图是设计首要原则。

设计阀块前，先要拟定哪一某些油路可以集成。

每个块体上涉及元件数量应适中，元件太多阀块体积大，设计、加工困难；元件太少，集成意义不大，导致材料挥霍。

在阀块设计中，油路应尽量简捷，尽量减少深孔、斜孔和工艺孔。

阀块中孔径要和流量相匹配，特别应注意相贯通孔必要保证有足够通流面积，注意进出油口方向和位置，应与系统总体布置及管道连接形式相匹配，并考虑安装操作工艺性，有垂直或水平安装规定元件，必要保证安装后符合规定。

液压阀块共有六个表面，其各表面功用如下：

（1）顶面和底面：

阀块顶面和底面为叠积接合面，表面布有公用压力油孔、公用回油孔、泄漏油孔及四个螺栓孔；

（2）右侧面：

右侧面安装经常调节元件，有压力控制阀类如溢流阀、减压阀、顺序阀等，流量控制阀类如节流阀、调速阀等；

（3）前侧面：

安装方向阀类，如电磁换向阀、单向阀等；当压力阀类和流量阀类在右侧面安装不下时，应安装在前侧面，以便调节；

（4）后侧面：

安装方向阀类等不调节元件；

（5）左侧面：

左侧面设有连接执行机构输出油口，外测压点及其她辅助油口，如蓄能器油孔用压力继电器油孔等。

2、阀块尺寸拟定

阀块体尺寸应考虑三个侧面所安装元件类型及外形尺寸，以及保证块体内油道孔间最小容许壁厚原则下，力求构造紧凑、体积小、重量轻。

阀块体在X坐标方向长度X，重要依照换向阀阀孔布局以及连接螺钉孔和外形尺寸拟定；在Y坐标方向宽度Y，则依照压力阀类、流量控制阀类阀孔布局以及连接螺钉和外形尺寸拟定；在z坐标方向高度H，应按块体所安装元件高度来拟定。

各种单元回路块高度H可以相等，也可不相等。

若依照每个单元回路块实际需要拟定高度H，固然可以节约材料，但会导致高度尺寸不统一，使设计、制造、安装不便。

高度H可取成几种固定尺寸或所有取成一致。

3、尺寸标注

设计阀块时，阀一组尺寸应自成一体，其安装面上标出基准螺钉孔位置，别的有关尺寸以基准螺钉孔为原则。

此外，该视图上还应标出所装元件油口代号，同步标出油口大小和深度，便于孔道加工和校验。

阀块应设计装配图，保证所装元件、管件、密封件安装后互不干涉。

装配图上要标注100外形尺寸。

4、孔道设计

阀块体内油道孔，用以联系各个控制元件，构成单元回路及液压控制系统。

油液流经块体内油道孔压力损失与块体油道孔孔径尺寸、形状以及光滑度关于。

通油道孔过小、拐弯多、内表面粗糙，压力损失就较大；油道孔径过大，压力损失虽可减小，但会导致块体外形增大。

因此，设计块体内油道孔时，应尽量缩短油道长度，减少拐弯，合理拟定油道孔通流截面积。

在布置阀块孔道时，一方面依照系统总体布置拟定各油口方位，互相沟通元件应尽量置于两个互相垂直相邻面上，以简化孔道布置。

块体内油道孔径拟定可按下式计算：

由Q=Fv=-x-d得，取=2.5～5m／s（系统压力大、管路短、油液粘度低时取大值、反之取小值），吸油管道取0.5—1.5m／s，回油管道取1．5—2m／s。

油道孔间最小壁厚拟定可由△=pd／2计算。

材料许用应力，MPa。

阀块体内设有公用压力油孔P、公用回油孔0、公用泄漏油孔L以及四个螺栓孔，用以联系各个单元回路，从而构成所需要液压控制系统。

公用压力油孔P：

孔P是z坐标方向通孔，油泵输出油液经调压后进入公用压力油孔P，作为供应各个单元回路压力油共用油源。

公用回油孔0：

孔0是z坐标方向通孔，各单元回路回油均通过公用回油孔0流回油箱。

3.4单向顺序阀设计规定

依照任务书规定以及顺序阀工作特性，初步选定本次设计单向顺序阀性能规定如下：

1、压力pe=16

。

2、流量Qe=60L/min