溢流節(jié)流閥圖形符號及閥芯受力平衡方程
林建平
發(fā)布于2022-11-07 18:02
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標簽:溢流節(jié)流閥
溢流節(jié)流閥由定差溢流閥與節(jié)流閥并聯(lián)而成。當負載壓力變化時,由于定差溢流閥的補償作用使節(jié)閥兩端壓差保持恒定,從而使通過節(jié)流閥的流量僅與其通流面積成正比,而與負載壓力無關(guān)。圖10-18 示為溢流節(jié)流閥工作原理圖。由圖可見,從液壓泵輸出的壓力油(壓力為p),一部分通過節(jié)流閥4 的閥口由出油口處流出,壓力降到p2,進入液壓缸1克服負載F而以速度v運動另一部分則通過溢流閥3的閥口溢回油箱。溢流閥上端的油腔與節(jié)流閥出口的壓力油(壓力為P2)相通,下端的油腔與節(jié)流閥入口的壓力油(壓力為p)相通。溢流節(jié)流閥由于有三個外接油口,因而又稱為三通型流量閥。圖10-18b、c分別為溢流節(jié)流閥
的詳細圖形符號和簡化圖形符號。

當忽略溢流閥閥芯自重及摩擦力時,溢流閥的閥芯受力平衡方程為
P2A K(xo δ x) F,=p1A1 p1A1 (10-31)
式中 k——溢流閥彈簧剛度;
X0———溢流閥彈簧預壓縮量;
δ———溢流閥開啟(x = 0)時閥芯位移
(即閥芯的封油長度);
x————閥口開口量;
Fs————溢流閥閥芯所受的穩(wěn)態(tài)液動力;
A、A1、A2————面積,如圖10-18a所示,閥芯面積
A=A1 A2。
設(shè)計時,使x0 δ>>x,若忽略穩(wěn)態(tài)液動力Fs,則有
P1-P2≈k(x0 δ)
A
即節(jié)流閥兩端壓力差P-P基本保持恒定。
在穩(wěn)態(tài)工況下,當負載力F發(fā)生變化,如負載力F增加時,使p升高,溢流閥閥芯受力平衡受到破壞,溢流閥閥芯向下運動,溢流閥口x將減小,PI隨即上升,使得節(jié)流閥兩端壓力差P1-P2保持不變。同理可分析負載力減小時的情況。
圖10-18a中2為安全閥。當負載壓力p超過其調(diào)定壓力時,安全閥將開啟。由于定差溢流閥的壓力補償作用,節(jié)流閥進出油口壓差仍基本保持恒定,因而通過節(jié)流閥的流量基本不變。但此時節(jié)流閥出油口流量中有一部分通過安全閥回油箱,因此進入執(zhí)行元件流量減小,其速度有所降低。
調(diào)速閥和溢流節(jié)流閥雖然都是通過壓力補償來保持節(jié)流閥兩端的壓差不變,但在性能和應用上有一定差別。調(diào)速閥常應用在液壓泵和溢流閥組成的定壓油源供油的節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中,它可以安裝在執(zhí)行元件的進油路、回油路或旁油路上。而溢流節(jié)流閥只用在進油路上,泵的供油壓力p,將隨負載壓力p2而改變,因此系統(tǒng)功率損失小、效率高、發(fā)熱量小,這是其最大優(yōu)點。此外,溢流節(jié)流閥本身具有溢流和安全功能,因而與調(diào)速閥不同,進油口處不必單獨設(shè)置溢流閥。但溢流節(jié)流閥中流過的流量比調(diào)速閥大(一般為系統(tǒng)的全部流量),閥芯運動時阻力較大,彈簧較硬,其結(jié)果是使節(jié)流閥前后壓差 △p加大(必須達到0.3~0.5 MPa)。因此,它的流量穩(wěn)定性稍差,一般用于速度穩(wěn)定性要求不太高而功率較大的系統(tǒng)。