第6章 阀块的设计
6.1 概述
液压阀块在液压系统中的重要性已被越来越多的人们所认识，其应用范围也越来越广泛。液压阀块的使用不仅能简化液压系统的设计和安装，而且便于实现液压系统的集成化和标准化，有利于降低制造成本，提高精度和可靠性。因此，液压集成块是液压系统无管化连接方式的一种常用方法，液压元件由散装改为集成化，使之具有以下优点：
（1）元件距离近，油道短，压力损失小，效率高； （2）无管子引起的振动及噪音，泄漏小，系统稳定性好；
（3）节省大量的管路、接头和密封件。结构紧凑，占有空间小，可使系统减轻重量，降低成本；
（4） 安装、调试、使用、维护方便。
然而，随着液压系统复杂程度的提高，也增加了液压阀块的设计、制造和调试的难度，若设计考虑不周，就会造成制造工艺复杂、加工成本提高、原材料浪费、使用维护烦琐等一系列问题。
6.2 阀块的设计原则
集成块的阀体是安装各种液压元件，并且其内部按照液压系统原理图的要求能实现各个元件之间油道连通的复杂功能块，是集成设计的关键，有如下几条注意点：
[3]
（1）集成块的尺寸是考虑了其正面所安装叠加阀的类型，外形尺寸，以及保证板内油路孔与叠加阀的油路孔相对应的原则下，应该力求结构紧凑，体积小，重量轻。
（2）在集成块设计时，板内的油路应尽量简捷，尽量减少深孔、斜孔，尽量缩短油路长度，减少拐弯，板中的孔径要与叠加阀的孔径和通过的流量相匹配，特别要注意相关通的孔要有足够的通流面积。
（3）板块设计时，应注意进出油口的方向和位置，应与系统的总体布置及管道连接的形式匹配，并考虑安装操作便利。
w
（4）对于工作中须要调节的元件，设计时要考虑其操作和观察的方便性，如溢流阀、调速阀等可调元件应设置在调节手柄便于操作的位置。需要经常检修的元件及关键元件如比例阀、伺服阀等应处于阀块的上方或外侧，以便于拆装。
（5）重量较大的阀块，应设置起吊螺钉孔。
（6）根据经验，一般集成块管道通径和阀或外联管道的尺寸相对应，等于或小于阀口通径，最小壁厚≥5mm。
在设计过程中，首先分清油路的串并联关系，液压元件与主油路是串联的则主油路需要通过该元件；待完成主油路的设计后再考虑并联元件。在进行内部结构设计时，首先应确定贯穿所有阀体的压力油孔，回油孔及泄油孔的位置，元件油道的布置以他们为准则。在布置元件位置时，不仅考虑阀体的安装面的尺寸，还应该注意元件的外形尺寸，以防止元件间或元件与其它设备之间的干涉。
6.3 阀块的设计
6.3.1集成回路的选择
在设计阀块之前，要将整个系统划分成几个集成回路，确定要将那些基本回路集成在一起，每个块体上包括的元件数量应适中,元件太多阀块体积大，设计、加工困难；元件太少，集成意义不大，造成材料浪费。
本系统分为3个集成回路，需要3个集成阀块，包括主泵出口阀块，控制泵出口阀块和主分配阀块。这里主要对主泵出口阀块进行了结构设计，它的液压原理如图6-1所示。
w
图6-1 主泵出口阀块的原理图
6.3.2阀块油道设计及三维模型
根据主泵出口阀块的原理图，初步设计了阀块的管道布置。
在布置阀块孔道时，首先根据系统的总体布置确定各油口的方位，互相沟通的元件应尽量置于互相垂直的相邻面上以简化孔道布置，然后先走通主 油路，再完成小通径的油路和控制油路。采用深孔流道时，必须考虑钻头的长度及钻孔时发生偏斜的可能，一般长径比应小于10mm。所有孔距的确定应保证其壁厚有足够的强度，对于中高压系统而言，采用铸铁块的壁厚应大于5mm，采用钢材的应大于或等于3mm，如果是深孔，还应考虑钻头在允许范围内的偏斜，应适当加大孔距。另外，还应校验元件的安装螺钉孔是否与其它孔道贯通。设计的初步管道如图6-2所示。
图6-2 主泵出口阀块的初步管道图
最后利用pro/e进行三维建模，如图6-3所示，同时用Solidworks装配了阀块上的阀体，如图6-4所示。这样不仅可以简化CAD图纸的绘制，而且可以检验油道的布置及油道之间的连通是否符合设计要求，检查阀体之间是否存在干涉，这在阀体的设计中十分重要。
6.3.3阀块选材及安装
本系统工作压力为25MPa，属于高压，选用45号钢。用气割从板材上裁制阀块材料时，应留有足够的加工余量，将阀块的毛坯进行锻造后再加工。
阀块安装：在集成阀块底面加工四个螺纹孔，将阀固定在底板上，再将底板安装在油箱上，这样拆卸十分方便。
w
相关推荐：
loading