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                超低压气动减压阀的钻研

                超低压气动减压阀的钻研
                1 前言
                   超低压气动减压阀是气动刹车零碎的不足◥道元件。所以气体粘度小,轻易透露,而且零碎作业压力高,阀的输出压力为▼11~13MPa,最高输入压力为7MPa,因而,阀的密封性≡和持久性变成突出的问题。那里说明的超低压气动减压阀打破了传统构造[1],且对不足道零、组件继续了优化设计←,使得阀在低压状况下无透露,其它性能也都满足了运用务求。
                2 作业原理
                   超低压气动减压阀的】作业原理如图1所示。当压头无外力作用时,气源来的气体由输出口进入阀体№下部气室,进气缸门在气压和复位绷簧的作用下与进气缸门座压紧,阀输入口无气体输入。当压头受↓外力F作用时,压头下移,通错误调绷簧压缩复位绷簧1,将排气缸门压下与排∮气缸门座接触,使输入√口与大气隔离,压头接续下移,顶开进气』缸门,压缩大气由进气缸门掌握的通道进入阀前◢面的执行元件气缸。随着气缸压力的增多,进气缸★门的开度逐步减小,直到输入口压力p2与压〒头上的作使劲相失调时进气缸门开放。当外力肃清■后,进气缸门在气压和复位绷簧2的力作用下∮,向上挪动开放。与此同声,压头与排气缸门在复位绷簧1的力及排气压力的作用下复位,排气口开≡启,原输入的气体由排气缸门经消渴器排入大气。
                图1 构造作业原理图
                   当初再来钻研排♂气缸门在于某一失调地位时的状态。疏忽压头、排气缸门等的重▲力和附着力,排气缸门受力失调方程为:
                F=p1A1+p2(A2-A1)+Fs+Ff(1)
                式中:Fs――两个复位绷簧的弹力之和;
                Ff――垫圈的附着力;
                    A1、A2――别离为进、排气缸门的⊙无效受压面积,
                A1=π(d12-d012)/4,
                A2=π(d2-d022)/4;
                      d――排气缸门座直径;
                   d01――顶杆下段直径;
                   d02――顶@杆上段直径。
                   由式(1)知,阀的输入压力p2与压头上的作使劲F成对比(见图4)。
                3 设计和划△算
                   设计超低压气动减压阀正常是先依据给定的设计参数和作ξ 业条件,取舍阀的构造型式,而后〗继续构造参数的取舍和划算。
                   通常给定的参●数有:气源压力、阀最大输入♀压力、通气威力、最大把持力和行程等。设计和划算的意◆思有:取舍的构造型式,据通气威力和作业压力确定阀的构造尺寸,据行程和把持︼力设计失调绷簧等。
                   阀的构造设计重点在乎进气缸门、排气缸门和活门座的密封构造,所以气体粘度小,且作〇业压力高,轻易透露。阀的构造见图1。
                   (1)通气威Ψ 力划算
                   阀的通气威力是指在给定的气源压力、阀※输入压力、执▃行元件气缸及阀后弹道的体积的状况下,阀的充气、排气工夫。
                   通气威力在于于进气通道和排气通道的面积。阀在充气和排气内中中工夫很短,咱们疏忽热交流的莫须有,即绝热充气和绝╱热排气。另外,依据阀的作业压力,阀是以音速充气和音速排气∞。因而阀的进气通道无效面积Aa按下式划算[2]:
                (2)
                式中:V――充气总体积;
                K――比热比,绝热充气时,K=1.4;
                T――大气的热度,规范大气的热度T=293.15K;
                t1――充气工夫;
                R――气体常数,R=287.1N*m/kg/K;
                p1――阀输『出口压力;
                p2――阀输入口压力;
                p20――气缸外在充气结束Ψ前的压力。
                ∵A1=Aa
                ∴依据构造(见图1和图2),进气孔直径
                (3)
                   按等〖面积原理,进气缸门︽与阀门座的轴向间隔(开度)
                hc≥(d12-d012)/(4d1)(4)
                   放气通道无效面积按下式划算(5)
                式中:t2――排气工夫;
                p20――气缸内排气初始压力;
                pa――外界压力。
                其它符号意思同式(3)。
                   放气孔直〓径(见图1和图2)(6)
                   放气缸门与阀门座的轴向间隔(开度)
                h2≥(d22-d022)/(4d)(7)
                   (2)排气缸座直径的划算∩
                   由阀的作业原理晓得,排气缸门座直径d的大小间接莫须有阀的调压◣精度。若其直径大,则阀的调压精度高;反之,则阀的调压︽精度低。然而,排气缸门座直径又↑受到把持力的制约。排气缸门座直径(见图2(b))可由式(1)失去(8)
                式中:Fmax――给定的最大ζ把持力。
                   在满足把持力值的前提下,排气缸门座直径尽可能取大值。
                   (3)进、排气缸门→的设计
                   进、排气缸门的设计重要囊括构造型式、资料的选取和多少何尺寸确实定。阀门构造采纳非金属包胶阀门(所谓卐非金属包胶阀门就是将橡胶间接硫化在非金属骨子上)。它利用※了橡胶资料弹性高和密封比抬高的长处,使阀门在作业内中中存在良好的弥补性能;另外利用了非金属资料的强↙度和刚度。阀门加工打造工艺性好,打造利润低◤廉。
                   橡胶资料的取舍重要依据其№机械性能和阀的作业⌒热度。
                   硫化橡胶的薄厚依据阀门座型面高低h选取,橡胶压缩量」在(20~25)%为宜。
                   进、排气缸门的非金属骨子宜用黄铜,因其与橡胶的联合性能好。
                (a)     (b)
                图2 阀门座型㊣ 面构造
                   (4)进、排气缸门座型面的设计
                   阀门座型面与阀门的橡胶面间接接触,在作业内中中使胶面变形,起密↓封作用,而且对阀的寿数莫须有很大。阀卐门座型面构造如图2所示(其中:图2(a)为进气缸门座,图2(b)为排气缸门座)。图中高低h规①模内为阀门座型面,R为密书皮。R值小,阀的锐敏度高;R值大,阀的寿数长。经◤优化设计,R在0.3~0.5规模内取值☉较好。阀门座型面的毛糙度同样也莫须有阀的密封性和⊙寿数,毛糙度Ra应不大于0.4μm
                   图2中b为支承面。它是用来制约胶面适度变形,起掩护胶面的作用。
                   (5)失调绷簧的∴设计
                   依据阀的性能综合,失调绷簧与排气缸门座直径一样Ψ ,间接莫须有阀的①调压精度。减压绷▓簧的刚度越小,阀的调压精度越好。然而刚度▃太小,绷簧行程过长。它受到给定行程的制约,应依据给定∑ 的参数设计绷簧刚度:
                k=Fmax/(h1+h2)(9)
                   有了绷簧刚度、弹力和行程,便可继续绷簧的设计了。
                   两个复位绷簧的刚度可设计成相☆反,而且,其刚度小于失调绷簧的刚度。
                4 尝试
                  为测验阀的性能,设计尝试零碎原理图如图3所示。
                图3 尝试零碎原理图
                   阀的输入压力与把持力的关系『见图4。图5是在气罐¤体积为2L,输出压力的11MPa,在压头上迅速强加(除去)把持力的ω 工况下,阀的充(排)气特点。通过尝试和利用,阀的各项技能性能相符务求,有些指标胜于同类出品。而且存在构造容易、紧凑、体积小、分量轻、寿数长、可保护性好○等特点。
                图4 p2与F的关系
                图5 充、排气特点

                 

                 

                 

                 
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