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利用三爪卡盘原理设计新型节流阀

利用三爪卡盘原理设计新型节流阀利用三爪卡盘原理设计新型节流阀控制阀的创新设计 ——利用三爪卡盘原理设计新型节流阀学院: 机械工程学院班级: 机械班组员: 指导老师: 控制阀的创新设计 ——利用三爪卡盘原理设计新型节流阀摘要:在机械制造工程中，常常用三爪自动定心卡盘来安装工件。本文将利用三爪卡盘的结构原理，设计一种新型的节流阀。因为薄壁孔的优良特性，此节流阀的孔口采用薄壁孔，而且使孔口尽量为圆孔，来增大水力直径，通流能力大。关键词:节流阀、三爪卡盘、薄壁孔在机械制造工程中，常常用三爪自动定心卡盘来安装工...

利用三爪卡盘原理设计新型节流阀控制阀的创新设计 ——利用三爪卡盘原理设计新型节流阀学院: 机械工程学院班级: 机械班组员: 指导老师: 控制阀的创新设计 ——利用三爪卡盘原理设计新型节流阀摘要:在机械制造工程中，常常用三爪自动定心卡盘来安装工件。本文将利用三爪卡盘的结构原理，设计一种新型的节流阀。因为薄壁孔的优良特性，此节流阀的孔口采用薄壁孔，而且使孔口尽量为圆孔，来增大水力直径，通流能力大。关键词:节流阀、三爪卡盘、薄壁孔在机械制造工程中，常常用三爪自动定心卡盘来安装工件。三爪自定心卡盘采用平面螺纹结构,当用卡盘扳手装动小锥齿轮时，大锥齿轮也随之转动，在大锥齿轮背面平面螺纹的作用下，使三个卡爪同时向心移动或退出,以夹紧或松开工件。且对工件实现自动定心。短圆柱型卡盘通过过渡盘与机床主轴相连接，短圆锥型卡盘可直接安装到机床主轴上，并具有悬伸短，刚性强，定心精度高，安装方便等特点如图1所示。图1 本文设计的节流阀就是基于上述三爪卡盘的一些原理，进行设计的。因为在孔口流量中，我们知道，薄壁孔口由于流程短，只有 1 局部损失，流量对油温不敏感，因而流量稳定，适合做节流器。但，薄壁孔的加工工艺性差，加工困难，因此实际应用较多的是短孔。本文将采用一种新型节流阀，弥补此缺陷。 (1) 节流阀的工作原理根据流量通用公式可知，改变节流口过流面积，则可调节进入到液压系统中的流量。如图5.35a所示，具有螺旋曲线开口的阀心与阀套上的窗口相配合，构成了具有一定截面形状的节流孔，转动手轮可使阀心上的螺旋曲线相对于阀套窗口升高或降低，从而调节节流口面积的大小，实现对流量的控制。 (2)节流阀的流量稳定性分析: 2 压差 ,p 压差 ,p的影响即负载变化的影响。节流阀的通流面积调整好后，若负载发生变化，执行元件工作压力随之变化，与执行元件相连的节流阀前后压差,p发生变化，则通过阀的流量q也随之变化，即流量不稳定。薄壁孔, 值最小，故负载变化对薄壁孔流量的影响也最小。综上所述，薄壁孔式截流口流量特性最好，而且，目前轴向三 3 角槽式节流口的最小稳定流量为30 ~ 50 mL/min，而薄壁孔式节流口则可低达10 ~ 15 mL/min(因流道短和水力半径大，减小了污染物附着的可能性)。 (3) 节流阀口的结构形式由上述可见只要改变节流口的通流面积大小，便可达到对流量的控制。节流口的形式很多，常用的节流口形式如图5.36所示。本文采用的节流阀口形式为薄壁圆孔，其孔的大小调节类似三爪卡盘的夹紧与放松，如图2所示，用小锥齿轮转动带动大锥齿轮转动，进而使三个节流阀片向心或背离移动，阀口也随之变大变小。 4 图2 其阀口三个叶片为扇形，角度都为120?，叶片作用边缘削薄，使其能类似薄壁孔口，将三个叶片安装到大锥齿轮的背面上，大锥齿轮背面有平面螺纹，三个叶片可以沿着平面螺纹转动，三个叶片向心或背离移动就调节了节流口面积的大小，从而实现了对输出流量的控制。三个叶片的样式如图3所示。叶片的外沿背面有与大锥齿轮背面的平面螺纹相配合的螺纹。 5 图3 小结: 我们组在刚开始做这个课题的时候只是由于一个突然而来的灵感而动手做的，完全没有去想过它的应用以及它可行性，不过在做完后，我们才发现它的一些应用价值和它的一些不足之处，在此我们加以小小的总结。由于它应用的是三爪卡盘的自定心原理，所以它有十分严格和精确的对中性，这就可以把它的节流口看成严格的薄壁小孔，通过它的液压油是呈紊流状态，相对于其它节流阀来说，它大大减小了沿程压力损失和局部压力损失，同时它也在很大程度上减小了阀口的强烈冲击和噪声现象，也大大减小了液压油的温升，延长了液压油的使用寿命。这样，这种节流阀可用于高速系统中，龙其是在航空方面，它既缩小体积和质量、减小了噪声，同时也不用再去添加额外的液压油冷 6 却系统了，这可是一个不小的改进吧～另外，这种阀是通过螺旋副来调节节流口的大小的，故它可以可根据需要进行十分精确的调节阀口的通流面积来控制流量，如果和计算机联网，组成一个闭环反馈系统，它就可以实现在线动态调节阀口流量了，这就大大的提高了它的反应速度和准确性，这在很多场合是可以用到的，因此，它也具有良好的经济效益。然而，它也有些许美中不足之处。首先它的三块扇形薄片，因为它要承受住一定的压力，所以它要有一定程度的结构强度和耐腐蚀性，同时它的加工也会有一定的难度。其次是它的三块夹角为120度的扇形薄片之间的密封性不太理想。通过螺纹调节使薄片向外移动从而扩大节流口面积，但是从严格的说，随着薄片向外移动，它的节流口已不是严格的圆孔了，因为三块薄片之间会有缝隙，从而会有液压油泄漏，而且最小流量在理论上不能为零，这都是需要加以改进的地方。因为这课题我们做得比较匆忙，也就没有充裕的时间再去研究和改进了。参考文献 : [1 ] 姜继海宋锦春高常识.液压与气压传动.北京:高等教育出版社,2002 [2 ] 章华友晏泽荣.球阀设计与选用 .北京:北京科学技术出版 ,1994. [3 ] 贾铭新.液压传动与控制[M] .北京:国防工业出版社,2001. 7

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