液压集成阀块的设计.pdf

第 2 9卷第 9期 2 O O 8年 9月 煤矿机械 C o a l Mi n e Ma c h i n e r v v 0 1 ． 2 9 № ． 9 S 印 ． 2 008 液压集成阀块的设计 王春梅 ，周仕强 ，夏红梅 ，陈爱瑞 1 ． 贵州师范大学，贵阳 5 5 0 0 1 4 ；2 ． 中国水利水电工程第九工程局，贵阳 5 5 0 13 0 2 ；3 ． 石家庄链轮总厂，石家庄 o 5 0 o 3 D 摘要 针对液压泵计算机辅助测试 系统的油路走向 ， 对 电磁溢流阀、 插装式单向阀的安装进 行了集成化设计， 主要设计了集成阀块的尺寸、 油道孔、 材料、 精度等参数。减少了 液压泵测试系统 中的联接管路 ， 提高集成化程度， 便于系统维护和管理。 关键词集成阀块 ；阀块表 面的功用；参数设计 中图分类号 T H 1 3 7 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 3 ． 0 7 9 4 2 0 0 8 0 9 0 0 4 O 一 0 2 De s i g n o f Hy d r a u l i c Pr e s s u r e I n t e g r a t i o n Va l v e Bl o c k WA N GC h u n m e i ， Z H O U S h i q i a n 。 X I AH o n g m e f ， C H E NA i r u i 1 ． G u i z h o u N o r m a l U n i v e r s i t y ， G u i y a n g 5 5 0 0 1 4 ， C h i n a ； 2． T h e Nin t h E n g i n e e r i n g B u r e a u ， C hina S i n o h y d r o E n g i n e e r i n g B u r e a u ，G u i y a n g 5 5 0 0 0 2，C h i n a ； 3 ． S hi j i a z h u a n g S p r o c k e t G e n e r a l F a c t o r y ， S hi j i a z h u a n g 0 5 0 0 3 1 ， C hina Ab s t r a c t a t d i r e c t i o n o f o i l c i r c u i t o f h y d r a u l i c p u mp c o mp u t e r a i d e d t e s t s y s t e m，t a k e i n t e g r a t i o n d e s i g n t o i n s t a l l a t i o n o f e l e c t r o ma g n e ti c rel i e f v a l v e a nd c a r t r i d g e u n i d i r e c t i o n a l v alv e ，mo s t l y ，d e s i gn ￡ h e s i z e ，o i l wa y h o l e，ma t e rial，a c c u r a c y p a r a me t e r ．Dec rea s e p i p e l i n e l i n k i n t he h y d r a u l i c p um p t e s t s y s t e m ，i mp rov e i n t e g r a t i o n d e gr e e，e a s y t o s y s t e m ma i n t e n an c e an d ma na g e me n t ． Ke y wo r d s i n t e g r a t i o n v alv e b l o c k；s u r f a c e f u n c t i o n o f v alv e b l oc k；p a r a me t e r d e s i g n 1 阀块 6 个表面的功用 液压阀块共有 6个表面 见 图 1 。 图 1阀的 6个面 1 ． 左侧 面2 ． 顶 面3 ． 后侧面4 ． 右侧 面5 ， 底 面6 ． 前侧 面 1 顶面和底面 阀块 的顶面和底面为叠积结合 面， 表面布有公 用压力油孔 P 、 公用回油孔 0 、 泄漏油孔 L及 4个螺 栓孔 。 2 前面、 后面和右侧面 右侧面 安装经常调整的元件 ， 有压力控制阀如 溢流阀、 减压阀、 顺序阀等 ， 流量控制阀类如节流阀、 调速阀等。 前侧面 安装方向 阀类 ， 如电磁换向阀、 单向阀 等； 当压力 阀类和流量阀类在右侧面安装不下时 ， 应 安装在前侧面， 以便调整。 后侧面 安装方 向阀类等不调整的元件。 3 左侧面 左侧 面设有连接执行机构的输 出油 口， 外侧压 点及其他辅助油 口， 如蓄能器油孔 、 接备用压力继电 器油孔等。 2 阀块的设计 2 ． 1 阀块尺 寸 的确定 阀块体尺寸应考虑 3 个侧面所安装的元件类型 及外形尺寸 ， 以及保证块件 内油道孔 间的最小允许 厚壁的原则下， 力求结构紧凑、 体积小、 质量轻。 如 图 2 ， 块体在 坐标方向的长度 ， 主要 根据 换 向阀的阀孔 P ， O， A， B， K， L 的布局以及联接螺 钉孔和外形尺寸确定 ； 在 l ， 坐标方 向的宽度 Y ， 则根 据压力阀类、 流量控 制阀类 的阀孔布局 以及联接螺 钉和外形尺寸确定 ； 在 z坐标方 向的高度 日， 应按 块体所安装元件 的高度来确定 。各种单元 回路块的 高度 日可以相等 ， 也可以不相等。若根据每个单元 回路块的实际需要确定 高度 ， 固然可 以省材料 ， 但会造成高度尺寸不统一， 使设计制造和安装不便。 高度 日可以取几种固定尺寸或全部取成一致 。 图 2 阀块 尺寸确 定示意图 2 ． 2阀块 内的油道 孔设计 阀块体 内的油道孔 ， 可以联系各个控制元件 ， 构 - - 4 0--- 维普资讯 第 2 9 卷第 9 期 液压集成阀块的设计王春梅 ， 等 ’ V o 1 ． 2 9 N o ． 9 成单元回路及液压控制系统 。油液流经块体内油道 孔的压力损失与块体 的油道孔的孔径尺寸 、 形状 以 及光滑度 有关。通油道孔 过小 ， 拐道多 ， 内表 面粗 糙 ， 压力损失就较大。油道孔径过大 ， 压力损失可减 小， 但会造成块体形状增大。所 以， 设计块体 内油道 时， 应尽量缩短油道长度 ， 减小拐弯 ， 合理确定油道 孔 的通截面积。 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 2 个互相垂直的相邻面上， 以简化孔道布置。然后， 先 走通主 回路 ， 再完成小通径的油路和控制油路 。 块体 内油道孔径的确定 由 QA v d ， 得油道孔径 d √ 4 ．6 √ 罟 式中 9 流经油道孔 的流量 ， L ／ m i n ； 油道孔 中允许速度 ， n d s 。 对于压力油孔 ， 取 2 ． 5 5 n ds 系统压力高 ， 管路短 ， 油液黏度低 时取大值 ， 反之取小值 。吸油 管道取 0 ． 51 ． 5 n d s ， 回油管道取 1 ． 5 2 n d s 。 油道孔壁厚 2 [ ] 3 式 中 p 最大工作压力 ， MP a ； [ ] 块体材料 的许用应力 ， MP a ； 块体材料的抗拉强度 ， M P a ； n安全系数 。 对于钢管 P7 MP a ， 取 ／7 , 8 ； P1 7 ． 5 MP a ， 取 ／7 , 4 。 阀体内设有公共压力油孔 P 、 公共 回油孔 0、 公 共泄漏油孔 L及 4个螺栓孔 ， 用以联 系各个单元 回 路， 从而构成所需要的液压控制系统。 1 压力油孔 P 孔 P是 z坐标方向通孔 ， 油泵 输出的油液经调压后进人公共压力油孔 P作为各个 单元 回路压力的共用油源。 2 公共 回油孔 0孔 0是 z坐标 方向通孔 ， 各单元 回路的回油均经过公用 回油孔 0流 回油箱。 3 公共泄漏油孔 L 孔 L是 z坐标方向通孔 ， 单元回路 中， 凡是带有外泄漏 的元件 减压阀类 、 顺 序阀类以及换向阀类 的外泄漏孔 ， 均与块体的公用 泄漏油孔 L连通。 公用孔的 坐标 、 、 置． 与换 向阀的阀孔 P 、 0、 L的位置有关 。 公用压力油孔 P ， 公用 回油孔 0的坐标 Y Y 。 ， 主要与溢流阀的进、 出口位置有关 ， 应使 P 、 Q与溢 流阀进、 出油 口连通方便 ， 公用孔在阀块体上的坐标 位置及孔径应保持不变 。 螺栓孔是位 于块体 4个角上 的 4个沿 z坐标 方 向的通孔 ， 用以把 中间阀块 固定在底座与上盖之 间构成液压控制系统。 油道孔及其他辅助油孔包括与元件相连通的油 道孔 、 输出油孔 、 测压点 、 辅助油孔及 固定元件螺钉 孔管。 2 ． 3材料设计 阀块 的材料可选用球墨铸 铁， Q 2 3 5一A， 3 5钢， 4 5 钢或铝合 金。原则 上选球墨铸 铁为好 。因为它 的加工性能较好 ， 尤其对 深f L I 工更有利。但球墨 铸铁内部不要有疏松 ， 以防止压力油作用下发生渗 漏 ， 故不适用于高压场合 ， 一般阀块采用 3 5钢。 2 ． 4 精度设计 阀块上安 装 阀， 其 法 兰 的表 面粗糙 度应 达 到 R 0 ． 8 ， 末端管接头的密封面 的粗糙度应达到 尺 。 3 ． 2 。末端接头 的螺孔 与其 外贴合 面之间的垂直 度允许差至少应为 8 级。所有螺孔均有加工精度要 求 ， 一般选 7 H。阀块上的 0形密封圈沟槽 的表面粗 糙度 R 3 ． 2 ， 一般 油道孔 的内表 面粗糙度 R 1 2 ． 5 ， 插装阀安装孔 的粗糙度 R 。 0 ． 8 。还要有尺 寸公差和形位公差要求 ， 阀块上结合表面不能有划 痕 ， 要有去毛刺 、 清洗等技术要求 。 3 设 计结 果 由以上的设计思路得出所需要的阀块尺寸。集 成阀块的设计使液压系统的安装布局更加合理， 维 护更加方便 ， 运行更加可靠 。减少了液压泵测试系 统中的联接管路 ， 提高集成化程度 ， 便于系统维护和 管理 。 参考文献 [ 1 ] 陈启松． 液压传动与控制手册[ K ] ． 上海 上海科学技术出版社， 2 O O 6． [ 2 ] 张平格 ． 液压传动与控制 [ M] ． 北京 冶金_工1l 出版社 ， 2 O O 4 ． 作者简 介王春梅 1 9 8 1 一 ， 重庆垫江 人 ， 讲师 ， 硕 士学位 ， 2 O O 7 年毕业于河北工程 大学液压传动 与控制专业 ， 现在贵 州师范 大学机 电学 院从事教学 与科研工作 ， 发表论 文 5篇 ． 一 41 一 收稿 日期 2 0 0 8 ． 0 4 - 0 7 维普资讯