螺纹插装式差动溢流阀的研制

　　1 引言

　　螺纹插装阀是近几年来在液压领域发展起来的新技术,由于螺纹插装阀不带阀体,当插装阀装入具有标准阀孔的集成阀块时,阀块体既成为插装阀的公共阀体,又起连接管道的作用,因此,螺纹插装阀具有结构紧凑、安装方便、密封性好等优点,在工程机械、农业机械、汽车和其他车辆等领域获得广泛应用[1]。

　　溢流阀是通过阀口的溢流,调整系统工作压力近于恒定的压力控制阀。在液压系统中,溢流阀可起到稳压溢流、过载安全保护、卸载、背压、多级调压的作用,是液压系统中一种至关重要的压力控制阀。溢流阀按结构和工作原理不同,可分为直动式溢流阀和先导式溢流阀[2]。虽然直动式溢流阀具有结构简单、灵敏度高等优点,但压力受溢流量变化的影响较大,调压偏差大,高压时,要求调压弹簧具有很高的刚度。先导式溢流阀虽然克服了直动式溢流阀的缺点,但结构复杂,不适宜集成式安装。因此有必要研制一种工作性能好、安装简捷方便、适合于激光平地机液压控制装置使用的螺纹插装式溢流阀。

　　2 差动式溢流阀的结构及工作原理

　　差动式溢流阀的工作原理如图1所示。溢流阀封盖3与溢流阀外套4间采用管螺纹联接,与调整螺柱1间采用普通螺纹联接,调整螺柱1与溢流阀外套4间采用O形密封圈密封,避免了油液的外泄漏。溢流阀外套4与阀套8间采用螺纹联接,并用O形密封圈密封。阀芯8采用锥阀式结构,与阀套8采用线接触,故密封性好,无泄漏。为了避免阀芯8在运动过程中承受不平衡的径向力而产生液压卡紧现象,在其表面上加工了3条均压槽。阀芯6的中间为直径很小的细长孔,在工作过程中对阀芯的运动形成阻尼,利用该阻尼形成的压力差的反馈作用使阀芯运动稳定工作在平衡点附近,从而可避免阀芯产生振动,降低噪声,同时也防止了调压弹簧腔形成封闭油室而影响阀芯的运动。

　　但其直径也不能过小,否则会影响阀芯动作的速度。该溢流阀的调整压力由调整螺柱1调整,并由螺母2锁紧。当进口压力p1低于调压弹簧的设定压力时,阀芯6在弹簧力的作用下处于右端位置,阀口关闭。当阀的进口压力高于调压弹簧的设定压力时,阀芯6左移,阀口打开,溢流阀溢流,弹簧力随着开口量的增大而增大,直至与液压作用力相平衡。

　　如果忽略阀芯自重、作用在阀芯上的轴向稳态液动力和摩擦阻力,且不考虑油液的可压缩性,则阀芯的受力平衡方程式为:

　　式中p1--溢流阀的进口压力,Pa

　　p2--溢流阀的出口压力,通常与油箱连通,故可取p2=0