2.4 初步电路结构框图

单片机用于产生逻辑控制信号；光电耦合器单向传输信号，实现输人端与输出端的电气隔离，增强电路内部抗干扰能力；三极管处于饱和状态，相当于开关。具体型号选择和电路参数见第6章。

3  单向阀设计

3.1  单向阀介绍文献综述

单向阀在一般液压系统中比较常见，用于控制油液的单向流动的，防止逆流。单向阀的阀芯按结构分为钢球式和锥阀式两种。钢球式单向阀简单，制造方便，但密封性较差，一般在小流量的场合使用。目前使用的单向阀大多数是锥阀式的。单向阀按进出口油流的方向可分为直通式和直角式两种，直通式单向阀的进出口在同一轴线上[7]。

本课题采用直通式单向阀，直接用螺纹连接，安装在驱动装置和喷管之间。对理想单向阀的选用,应该遵循以下几条原则:(1)单向阀的公称压力要与工作系统的压力相匹配；(2)单向阀全开时的阻力损失必须满足工艺设计要求,正常工作时,应能保证全开；(3)单向阀零部件(如阀芯、弹簧等)的抗挠强度和疲劳强度应满足要求；(4)选用的单向阀要满足成本低、体积小、重量轻等要求[8]。

单向阀设计的关键在于：能够在很小的流量下（比如在自然循环的起始流量下）也顺利的工作，并且在启闭的过程中不对回路管道产生大的冲击[9]。单向阀弹簧的刚度一般都不能太大，因为使阀开始工作的正向开启压力仅需0.03Mpa-0.05Mpa。单向阀的性能参数主要有：最小开启压力、流动时的压力损失、反向泄漏量等[10]。

3.2  单向阀外形设计

本课题单向阀的设计参照上海好施阀门有限公司的直通单向阀，以下是具体信息:

型号说明： 

① 系列代号：S型直通单向阀

② 公称通径：06、08、10、15、20、25、32 mm

③ 结构形式：A=管式、B=板式

④ 开启压力：0=不装弹簧、1=0.05Mpa、2=0.15Mpa、3=0.3Mpa、5=0.5Mpa

⑤ 连接螺纹：1=英制、2=公制

技术参数:工作压力：31.5MPa,温度范围：-30～+80℃。

图3.1 单向阀的外形尺寸示意图

    本课题所选型号为S08A/1，公称通径8mm,开启压力0.05Mpa,具体尺寸（单位mm）：M18×1，L=58,S=24,T=12。

图3.2 单向阀阀体的外形尺寸图

图3.3 阀芯尺寸图

3.3  弹簧的设计

弹簧是控制开启压力、关闭压差的关键零件，弹簧力取决于单向阀的开启压力和开闭过程中涂料对锥阀的作用力。弹簧力过大，可以使锥阀更紧地贴在阀体上，密封性会更好，但可能会出现锥阀无法开启的现象，或是达不到标准流量值；弹簧力过小，有利于开启，但可能阀关闭瞬间的弹簧预压缩力无法产生足够的密封比压，导致泄露。因此弹簧设计对单向阀性能的影响尤为重要，弹簧的精确设计，可以提高单向阀的开启、关闭压差等性能[21]。来!自~751论-文|网www.751com.cn

3.3.1  弹簧的设计计算

    已知条件：阀芯受压面积 ，弹簧的中径D=5mm，安装高度 mm,开启压力p1=0.05Mpa,最大压力p2=8Mpa,此时弹簧从安装高度压缩6mm。

1.选择材料

根据弹簧工作条件，选用弹簧用不锈钢丝YB（T）11，查GB/T1239.6-1992《圆柱螺旋弹簧设计计算》[11]的表2可知，材料切变模量 。根据GB1358的系列值取钢丝的直径d=1mm，查其附录D，得σb=1863N/mm2。旋绕比 ，满足下面表3.1的对应关系。另外，查图3.4得曲度系数K=1.3。