常用液压控制元件的结构设计.docx
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常用液压控制元件的结构设计
学号0961010702
年级09级机自
本科毕业论文
常用液压控制元件的结构设计
专业机械工程及自动化
姓名0961010702孙颖
指导教师郑军华
评阅人苑明海
二○一三年六月
中国常州
BACHELOR'SDEGREETHESIS
OFHOHAIUNIVERSITY
Thestructuraldesignofcommonhydrauliccontrolcomponents
College：
HohaiUniversity
Subject：
Bachelor’sDegreeThesis
Name：
Sunying
Directedby：
ZhengjunhuaProfessor
CHANGZHOUCHINA
学术声明：
郑重声明
本人呈交的毕业设计（论文），是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。
尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）的研究成果不包含他人享有著作权的内容。
对本设计（论文）所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。
本设计（论文）的知识产权归属于培养单位。
本人签名：
日期：
河海大学
本科毕业设计（论文）任务书
（理工科类）
一、毕业设计（论文）题目：
常用液压控制元件的结构设计
二、毕业设计（论文）工作内容（从综合运用知识、研究方案的设计、研究方法和手段的运用、应用文献资料、数据处理、图纸质量、技术或观点创新等方面详细说明）：
（一）设计对象：
本毕业设计要求学生对几种常见的液压控制元件进行拆装，完成结构分析；研究液压控制元件的结构特点及各个零部件的作用，如有必要可作适当的变型设计；最后在三维软件实现其三维造型，得到局部剖视的三维立体图
（二）主要任务：
1．熟悉液压控制元件的相关知识，了解液压控制元件的发展现状；
2.对已有的液压控制元件进行拆装，分析液压控制元件的结构特点；
3．用三维软件完成液压控制元件的三维造型；
4．用三维软件完成液压控制元件的虚拟装配。
三、进度安排：
第1～2周查阅文献资料，学习应用软件，完成外文资料翻译；
第3～5周完成前期的拆装及测量工作；
第6～8周完成各零部件的三维实体造型；
第9～11周完成各零部件的虚拟装配；
第12～14周撰写论文。
四、主要参考资料：
【1】液压传动．王积伟等．机械工业出版社．2008.1
【2】机械设计手册：
液压传动与控制．《机械设计手册》编委会．机械工业出版社．2007.3
【3】相关的三维软件参考书。
【4】其它的相关参考资料。
指导教师：
郑军华2012年06月17日
学生姓名：
孙颖专业年级：
机械工程及自动化2009级
系负责人审核意见（从实体是否符合专业培养目标、是否结合科研或工程实际、综合训练程度、内容难度及工作量等方面加以考核）：
系负责人：
，年月日
摘要
液压控制元件一般是指液压阀。
液压阀是一种用压力油操作的自动化元件，它受配压阀压力油的控制，通常与电磁配压阀组合使用，可用于远距离控制水电站油、气、水管路系统的通断，常用于夹紧、控制、润滑等油路。
有直动型与先导型之分，多用先导型。
本文主要介绍了几种常见液压阀的原理及结构分析。
结合一系列的造型图对液压阀的内部结构进行详细分析，其主要包括液控单向阀、单向节流截止阀、先导式溢流阀、先导式减压阀、先导式顺序阀、调速阀以及旁通式调速阀。
各种液压阀的三维实体造型的建立主要是在Solidworks2008上完成。
SolidWorks软件涉及航空航天、机车、食品、机械、国防、交通、模具、电子通讯、医疗器械、娱乐工业、日用品、消费品、离散制造等，Solidworks2008能够处理复杂的几何体、大型的装配体和错综复杂的工程图。
利用该软件完成几种液压阀零件的造型后再进行虚拟装配，以达到预期的要求。
关键词：
液压阀，SolidWorks三维造型，虚拟装配
ABSTRACT
Thehydrauliccontrolcomponentgenerallyreferstohydraulicvalve.Hydraulicvalveisaautomationcomponentoperatedbythepressureofoil.Itiscontrolledbythepressureoilofthematchedpressurevalve,whichisusuallyusedincombinationwithelectromagneticvalve.What’smore!
Hydraulicvalvecanalsobeusedforremotecontrolofhydropowerstationoil,gas,andwaterpipelinesystemoffandoftenbeappliedtotheclampingoil,controloilandlubricationoil.Hydraulicvalvedividedintotwocategories,direct-actingvalveandpilot-actingvalve,andthelatteroneismoreoftenused.
Thisarticlemainlydescribestheprincipleandthestructureanalysisofseveralkindsofcommonhydraulicvalves，Combinedwiththemodelingofaseriesoffigurefordetailedanalysisoftheinternalstructureofhydraulicvalve.Thearticlemainlyincludeshydrauliccontrolone-wayvalve,one-waythrottlevalve,pilotoperatedreliefvalve,pilotoperatedpressurereducingvalve,pilotoperatedsequencevalve,regulatingvalveandtheoverflowthrottlevalve.
Allkindsofhydraulicvalvesofthethree-dimensionalentitymodelbasemainlyonSolidworks2008.SolidWorkssoftwareisrelatedtoaerospace,locomotive,food,machinery,defense,transportation,mold,electroniccommunications,medicalequipment,theentertainmentindustry,dailynecessities/consumer,discretemanufacturingandsoon,whichiscapabletocopewithcomplexgeometry,large-scaleassemblyandintricateengineeringdrawing.Usingthesoftwaretocompletethemodelingofseveralhydraulicvalvepartsandthefinishthehypothesizedassemblysoastoreachthegoalsetinadvance.
Keywords:
hydraulicvalve,Solidworksthreedimensionalmodeling,hypothesizedassembly.
摘要.............................................................................................................Ⅰ
ABSTRACT................................................................................................Ⅱ
第1章绪论................................................................................................1
1.1液压传动的发展...................................................................................................1
1.2液压系统的图形符号及工作原理.......................................................................1
1.3液压传动系统的组成部分...................................................................................2
第2章液压控制元件结构分析................................................................3
2.1概述.......................................................................................................................3
2.1.1液压阀的作用................................................................................................3
2.1.2液压阀的分类................................................................................................3
2.1.3液压阀的基本要求........................................................................................4
2.2方向控制阀..........................................................................................................5
2.3压力控制阀..........................................................................................................6
2.3.1先导式溢流阀...............................................................................................6
2.3.2先导式减压阀...............................................................................................9
2.3.3先导式顺序阀...............................................................................................10
2.4流量控制阀..........................................................................................................11
2.4.1调速阀...........................................................................................................11
2.4.2旁通式调速阀...............................................................................................12
第3章SolidWorks三维造型...............................................................15
3.1简介......................................................................................................................15
3.2常用液压阀的三维造型设计..............................................................................15
3.3先导式液压阀实体分析......................................................................................16
3.4先导式溢流阀零部件的三维造型......................................................................17
3.4.1先导阀芯的绘制...........................................................................................17
3.4.2弹簧的绘制...................................................................................................18
3.4.3压力控制旋钮的绘制...................................................................................19
3.4.4上阀体的绘制...............................................................................................19
3.4.5下阀体的绘制...............................................................................................20
3.4.6其他零件的绘制...........................................................................................21
3.5先导式溢流阀的虚拟装配................................................................................22
3.5.1上阀体的装配.............................................................................................22
3.5.2下阀体的装配.............................................................................................23
3.5.3总体的装配.................................................................................................24
3.5.4装配体的局部剖制作.................................................................................24
第4章设计总结.....................................................................................26
致谢...........................................................................................................28
参考文献...................................................................................................29
第1章绪论
1.1液压传动的发展
液压传动和气压传动称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术。
1795年英国约瑟夫•布拉曼（JosephBraman,1749-1814），在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上第一台水压机。
1905年将工作介质水改为油,又进一步得到改善。
由于缺乏成熟的液压元件，一些通用机床到20世纪30年代才用上了液压传动。
20世纪60年代后，原子能技术、空间技术、计算机技术、微电子技术等的发展再次将液压技术推向前进，使它发展成为一门完整的自动化技术，在国民经济的各方面都得到了应用。
当前，液压技术在实现高压、高速、大功率、高效率、低噪声、经久耐用等方面都取得了重大的进展，在比例控制、伺服控制、数字控制等技术上也有了许多成就。
此外，在液压元件和液压系统的计算机辅助设计、计算机仿真和优化以及计算机控制等开发性研究方面，更日益显示出显著的成绩。
我国的液压工业开始于20世纪50年代，其产品最初只用于机床和锻压设备，后来才用到拖拉机和工程机械上。
自1964年从国外引进一些技术以来，我国的液压生产已从低压到高压形成系列，并在各种机械设备上得到了广泛的应用。
20世纪80年代起更加速了对国外先进液压产品和技术的有计划引进、消化和国产化工作，以确保我国的液压技术能在产品质量、经济效益、人才培养、研究开发等各个方面全方位地赶上世界水平。
1.2液压系统的图形符号及工作原理
图1-1所示为一台简化的机床工作台液压传动系统，从图中可以进一歩了解一般液压传动系统的基本功能和组成情况。
在图1-1（a）中，把换向阀手把扳到右端位置，液压泵山电动机〔图中未画出）带动旋转，油箱中的油通过过滤器2过滤后被吸人液压泵3，通过液压泵3向系统输送髙压液体，髙压液体通过节流阀5控制流量后冉通过换向阀6的通道进人液压缸7的左腔，推动活塞连同工作台8向右移动，同时，液压泵排出的高压液体通过节流阀5控制流量后剩余的液体通过溢流阀4排回油箱1。
液压缸7的右腔中的液体通过换向阀6的通道流回油箱1中。
如果把换向阀手把扳到左端位置，使换向阀处于图1-2（b）所示的状态，通过液压泵3向系统输送高压液体.高压液1本通过节流阀控制流量后再通过换向阀6的通道进人液压缸7的右腔，推动活塞连同工作台排出的油液通过节流阀5控制流量后，剩余的液体通过溢流阀4排回油箱1液压缸7的左腔中的液体通过换向阀6的通道流回油箱1中。
工作台的移动速度巾节流阀来调节，系统的压力是由溢流阀来调定的。
1.3液压传动系统的组成部分
液压传动装置主要由以下四大部分组成：
1）能源装置——把机械能转化成油液液压能的装置。
最常见的形式就是液压泵，它给液压系统提供压力油。
2）执行装置——把油液的液压能转化成机械能的装置。
它可以是作直线运动的液压缸，也可以是作旋转运动的液压马达。
3）控制调节装置——对系统中油液压力、流量或流动方向进行控制或调节装置。
例如溢流阀、节流阀、换向阀、开停阀等。
这些元件的不同组合形成了不同功能的液压系统。
4）辅助装置——上述部分以外的其他装置，例如邮箱、过滤器、油管等。
它们对保证系统正常工作也起重要作用。
第2章液压控制元件结构分析
2.1概述
2.1.1液压阀的作用
液压阀是用来控制液压系统中油液的流动方向或调节其压力和流量的，因此它可以分为方向阀、压力阀和流量阀三大类。
一个形状相同的发，可以因为作用机制的不同，而具有不同的功能。
压力阀和流量阀利用通流截面的节流作用控制着系统的压力和流量，而方向阀则利用流道的更换控制着油液的流动方向。
这就是说，尽管液压阀存在着各种各样不同的类型，它们之间还是保持着一些基本的共同点。
例如：
1）在结构上，所有的阀都由阀体、阀芯（座阀或滑阀）和驱使阀芯动作的元、部件（如弹簧、电磁铁）组成。
2）在工作原理上，所有阀的开口大小，阀进、出口间的压差以及流过阀的流量之间的关系都符合孔口流量公式，仅是各种阀控制的参数各不相同，在需要时各个流量公式同理运用。
2.1.2液压阀的分类
液压传动中用来控制液体压力﹑流量和方向的元件。
其中控制压力的称为压力控制阀，控制流量的称为流量控制阀，控制通﹑断和流向的称为方向控制阀。
（一）压力控制阀
按用途分为溢流阀﹑减压阀和顺序阀。
1、溢流阀：
能控制液压系统在达到调定压力时保持恒定状态。
用于过载保护的溢流阀称为安全阀。
当系统发生故障，压力升高到可能造成破坏的限定值时，阀口会打开而溢流，以保证系统的安全。
2、减压阀：
能控制分支回路得到比主回路油压低的稳定压力。
减压阀按它所控制的压力功能不同，又可分为定值减压阀（输出压力为恒定值）﹑定差减压阀（输入与输出压力差为定值）和定比减压阀（输入与输出压力间保持一定的比例）。
3、顺序阀：
能使一个执行元件（如液压缸﹑液压马达等）动作以后，再按顺序使其他执行元件动作。
油泵产生的压力先推动液压缸1运动，同时通过顺序阀的进油口作用在面积A上，当液压缸1运动完全成后，压力升高，作用在面积A的向上推力大於弹簧的调定值后，阀芯上升使进油口与出油口相通，使液压缸2运动。
（二）
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