纯水溢流阀主要结构参数的设计

　　0前言

　　纯水液压具有环境友好、安全和清洁等优点，在食品、造纸、冶金等工业领域具有广泛的应用前景。随着材料科学和现代加工技术的发展，纯水液压技术已成为国内外液压界研究热点，并在煤矿液压支护系统中已显示良好的应用前景。本文在充分考虑水介质特殊的理化性能的基础上，再从材料、密封形式、新型结构等方面入手，提出了解决纯水溢流阀关键技术问题的具体措施，并对纯水溢流阀主要结构参数进行了设计，具有重要的学术价值和实用意义。

　　1纯水溢流阀设计的关健技术问题

　　由于水的特殊理化性能，决定了纯水液压滋流阀需要解决以下难题。

　　1)气蚀问题

　　当管道内的压力低于水的汽化压力时，水发生汽化，产生气饱。这些气泡流经高压区时，发生溃灭，产生很高的冲击压力，诱发气蚀破坏。纯水液压溢流阀工作时，阀口处的压力降和水流速很高，气蚀严重，制约阀的寿命。

　　2)拉丝侵蚀和泄漏问题

　　由于水的钻度低(为液压油的1/40-1/50)，润滑性差，高速流体将对配合面产生很强的冲刷作用，久而久之会在零件表面形成一条条丝状凹槽，破坏工作表面。当高速流体中携带污染颗粒时，其破坏作用大大加剧。其次在相同的缝隙和压力差条件下，水压阀的泄漏量大于油压阀。为减小泄漏，必须减少配合间隙，这就势必要提高配合面的加工精度。

　　3)压力冲击、振动和噪声

　　水的密度比油大10%，弹性模量比油大50%，使得水的压力冲击比矿物油大，易产生水锤现象。加上水的钻度低，钻性阻尼小以及气蚀的作用，使得纯水溢流阀中振动、噪声问题十分突出。

　　4)腐蚀问题

　　由于水(特别是海水)有较强的腐蚀性，因此材料本身不仅要有较强的耐腐蚀性能，而且不同材料组合使用时要有较好的防电偶腐蚀能力。当腐蚀与磨损同时存在时，它们相互促进，使零件加速失效。

　　5)设计理论和设计方法

　　由于水的特殊理化性能，因而纯水溢流阀节流口处的流量系数、流量一压力特性、气蚀特性等与油压滋流阀完全不同。因此，必须在理论分析和试验研究的基础上，建立适合水介质特点的设计理论和方法，以指导纯水溢流阀的设讯

　　2解决关键技术问题的对策

　　要解决这些问题，其中最突出的方法是采用新的工程材料和新的结构形式。

　　2.1新型工程材料的应用

　　新型工程材料在纯水溢流阀中的应用成为传动研究的一个亮点，主要有以下材料。

　　1)工程陶瓷

　　陶瓷用在纯水液压元件中的优势是耐高温、耐腐蚀、耐磨、耐气蚀。陶瓷材料的耐冲击性能差，而纯水液压系统中的振动与冲击要比油压系统大，这在一定程度上限制了陶瓷在纯水液压系统中的应用。要对陶瓷进行一定的增韧处理外，还要对陶瓷零件的耐磨性、抗腐蚀性、抗冲击性、耐疲劳性能进行充分的试验研究，筛选合适的配对材料副，设计合理的摩擦副结构。