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KRACHT流量計內部構造圖:
閥芯結構優化設計
1 密封結構優化
在結構設計中,閥芯的密封可靠性是整個設計的關鍵。
1)密封材料的選擇
系統工作介質為航空液壓油,工作溫度為-10℃~180℃。選擇耐高溫、彈性良好、適于注射成型和機械加工的密封材料——氟橡膠FKM7108。
2)密封副優化設計
當忽略液壓力時,泄漏的主要原因可分為密封配合面粗糙或密封比壓小(密封配合面間隙大)。因此,改善密封性有兩種方法:①將表面粗糙度加工精度提高至Ra0.4~Ra0.8μm。增加周向波紋度,在密封力作用下實現迷宮密封。②提高密封面上的接觸壓力(即密封比壓),密封件產生彈性變形后輪廓峰變平,密封良好。
滿足零泄漏的要求不同,優化后的高可靠液控單向閥采用“錐形軟密封+Ⅰ型密封"的結構形式:錐形密封,即閥芯與殼體閥口的配合面為錐面,密封形式為錐面軟接觸;在閥芯錐面凹槽內滾壓粘接硫化FKM7108形成密封環,與閥口錐面形成密封副。通過橡膠的彈性復位趨勢實現可靠密封。
關閉過程中,錐形閥芯在彈簧力推動下,壓膠件與錐形閥口接觸。當閥芯被倒錐密封面限位后,密封件的壓縮量和密封比壓達到最大,閥芯被壓至最緊,達到關閉。
由于液控單向閥后端與作動器腔相通,閥關閉后作動器內的余壓與彈簧力疊加作用在閥芯上。作動器余壓越高,密封帶越靠近錐閥口小端,密封件的壓縮量和密封比壓也越大,反而提高了密封可靠性。
因此,該密封結構既避免了閥芯傷及密封圈,又提高了關閉狀態下的密封比壓和可靠性。
3.2 閥芯裝配結構優化
閥芯優化為分體式結構,此結構對閥芯和殼體加工的同軸度要求不高,便于閥芯安裝,使閥芯各處密封性能均能得到保證。
優化后的高可靠液控單向閥由殼體、擋塊、閥芯、密封圈、彈簧、螺釘組成,如圖4所示。閥芯采用自平衡結構實現高耐壓,伺服閥腔施加在閥芯上的雙向壓力可以相互抵消。分體式閥芯和整體集成化殼體結構,使該液控單向閥具有質量輕、結構緊湊等優點。其基本工作原理是,當控制壓力升高打開閥芯時,伺服閥腔與作動器腔相互聯通;當控制壓力下降時,閥芯關閉,作動器腔與伺服閥腔相互隔離。
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