加油槍閥門機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析

馬遠(yuǎn)洋 彭沛 薛濤 曾鳴

摘? 要：加油槍閥門機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，操作輕松、可靠，可以在大流量、高壓力下加注燃油。希望通過文章的研究，可以為相關(guān)人士提供一定的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：加油槍;主閥芯;泄壓閥芯;彈簧

中圖分類號：U473.8? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）29-0096-02

Abstract： The valve mechanism of the refueling gun has the advantages of simple structure， easy and reliable operation， and can be filled with fuel under large flow and high pressure. In the hope that through the study of the article， we can provide some reference for the relevant people.

Keywords： refueling gun; main spool; pressure relief spool; mechanical spring

引言

目前，加油槍結(jié)構(gòu)相對單一，當(dāng)槍體內(nèi)壓力較大時(shí)，閥芯開啟會(huì)比較困難;并且閥芯頻繁來回運(yùn)動(dòng)，會(huì)造成閥芯磨損。因此，在原有閥門結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種新型加油槍閥門機(jī)構(gòu)，達(dá)到操作輕便，使用方便的目的。

1 機(jī)構(gòu)組成

新型加油槍閥門機(jī)構(gòu)主要由主閥門，泄壓閥芯等部件串聯(lián)在部件9主軸上、以及閥體、手柄等部件構(gòu)成，如圖1所示。

1、閥體;2、壓墊;3、大密封墊;4、主閥芯;5、活塞環(huán);6、大O型圈;7、封蓋;8、手柄;9、主軸;10、彈簧;11、小O封圈;12、泄壓閥芯;13、小密封墊;14、軸套;15、銷軸

2 工作原理

使用時(shí)，燃油進(jìn)入閥體，再通過主閥芯上的充液孔充滿整個(gè)閥芯;搬動(dòng)手柄，帶動(dòng)主軸及主軸上銷軸的向后移動(dòng)，首先銷軸作用在軸套上，克服彈簧的彈力及燃油在泄壓閥芯上的壓力，使泄壓芯及裝在泄壓閥芯上的小密封圈向后移動(dòng)，從而使小密封圈和主閥芯接觸斜面分離，此時(shí)液體通過小密封圈與主閥芯之間的縫隙，再通過主閥芯上的溢流孔流出槍體（如圖2所示）;當(dāng)槍體內(nèi)壓力比較大時(shí)，此過程可以對槍體內(nèi)壓力進(jìn)行泄壓，減少主閥芯開啟壓力，同進(jìn)可以實(shí)現(xiàn)小流量加注液體;繼續(xù)搬動(dòng)手柄，銷軸繼續(xù)向后移動(dòng)作進(jìn)而用在主閥芯前側(cè)，帶動(dòng)主閥芯向后移動(dòng)，則大密封墊和閥體分離，閥體內(nèi)的液體通過大密封墊和閥體之間的縫隙流出槍體，實(shí)現(xiàn)正常加注燃油（如圖3所示）;通過控制手柄的開啟位移大小進(jìn)而控制大密封墊和閥體之間的間隙大小，實(shí)現(xiàn)加油量大小調(diào)節(jié)。在泄壓閥芯和主軸之間、封蓋和主軸之間裝有小O封圈，實(shí)現(xiàn)主軸和泄壓閥芯、封蓋之間相對往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)對壓力燃油的密封;主閥芯后部裝有活塞環(huán)，減小主閥芯往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)和閥體之間的摩擦。

3 設(shè)計(jì)分析

3.1 彈簧受力分析

根據(jù)人機(jī)工程條件，手掌操作最佳作用力約10N，假設(shè)加油槍在無壓力燃油注入狀態(tài)下，閥門開啟到最大開度時(shí)，操作力為20N，根據(jù)杠桿原理，計(jì)算作用在主閥上的彈簧彈力。將模型簡化如圖4所示。

在圖4中，O為固定支點(diǎn)，A為閥芯作用點(diǎn)，B為操作作用點(diǎn)，F(xiàn)1為主閥上彈簧作用，F(xiàn)2為手柄操作力，取F2最小為5N，最大為20N，L1=33mm，L2=134mm。

據(jù)估算，彈簧受循環(huán)載荷作用次數(shù)在1×103-1×106范圍內(nèi)，因此選用Ⅱ類彈簧，彈簧工作極限載荷為：pj=1.25p2=101.5N，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊新版第二卷表7.1-10 圓柱螺旋壓縮彈簧的導(dǎo)致及參數(shù)，彈簧選型如下：

3.2 加注燃油時(shí)最大操作力計(jì)算

由于主閥開啟時(shí)（如圖3），采用二級順序開啟的方式，首先打開主閥芯上的泄壓閥芯（如圖2），此時(shí)主閥芯內(nèi)充滿了壓力油，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，主閥可開啟最大壓力為0.75MPa，當(dāng)開啟泄壓閥芯時(shí)，首先克服作用在泄壓閥芯的油的壓力，泄壓閥芯有效受力面積S=150.67mm2，則打開泄壓閥芯所需的作用力為彈簧壓力和燃油液壓力之和：F3=F1+SP=133.30N。

根據(jù)圖2中的簡化模型，計(jì)算加油時(shí)操作手柄需要的最大開啟壓力：

4 試驗(yàn)

新型加油槍閥門機(jī)構(gòu)應(yīng)用于加油槍進(jìn)行性能試驗(yàn)，其試驗(yàn)記錄表如下：

5 結(jié)束語

通過對加油槍閥門機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析，應(yīng)用于新型加油槍表明：可大流量、壓力較高條件下加注燃油，操作輕松，使用方便，可靠等特點(diǎn)，具有推廣價(jià)值。

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