組合液壓閥塊在臂校動正工裝的設(shè)計和應(yīng)用

張斐朗

（廣西柳工機(jī)械股份有限公司，廣西 柳州 545007）

公司的規(guī)劃涉及到結(jié)構(gòu)件廠動臂專機(jī)的應(yīng)用與驗證。在專機(jī)工作時，采用動臂橫梁圓搭不刮平面、橫梁不鏜孔的工藝方案。通過對制造過程的現(xiàn)場調(diào)研，多年來，制造過程中校正工序所采用的傳統(tǒng)工藝，校正工裝利用液壓工裝上的液壓油缸單獨動作，以達(dá)到撐開動臂板內(nèi)側(cè)，校正動臂內(nèi)當(dāng)尺寸的目的。工裝只能實現(xiàn)同時撐開動臂內(nèi)當(dāng)，和同時夾緊兩塊動臂的動作，這僅僅保證了動臂板內(nèi)當(dāng)?shù)某叽?，并不能保證動臂上兩動臂板以動臂橫梁為分中的要求。如果要進(jìn)行動臂專機(jī)的應(yīng)用，只能改進(jìn)校正的工藝方案，解決動臂內(nèi)當(dāng)分中的技術(shù)難題。

要利用現(xiàn)有工裝解決動臂內(nèi)當(dāng)分中難題，經(jīng)分析，可以通過改進(jìn)液壓系統(tǒng)，實現(xiàn)內(nèi)當(dāng)分中。由于改進(jìn)中使用的液壓原件較復(fù)雜，所以考慮設(shè)計組織液壓閥塊，將各增加的液壓元件集于一身，實現(xiàn)原液壓工裝的單動和聯(lián)動的改進(jìn)，同時也節(jié)省了工裝的工作空間，提高了校正的效率，保證了校正的品質(zhì)，符合專機(jī)的工藝要求。

1 改進(jìn)的設(shè)計理念

1.1 現(xiàn)狀調(diào)查

通過對動臂制造過程的調(diào)查，當(dāng)動臂完成拼焊工序后，內(nèi)當(dāng)實際上并不以橫梁為分中。改進(jìn)前的校正工裝，是以一側(cè)動臂板的外形尺寸作為基準(zhǔn)，通過驅(qū)動液壓油缸實行對另一動臂板的校正，這樣來保證內(nèi)當(dāng)?shù)某叽?。通過這個工藝方案校正出來的動臂，雖然內(nèi)當(dāng)尺寸是保證了，但是還沒有保證以橫梁為分中，沒有達(dá)到專機(jī)加工的要求。改進(jìn)前的工裝如圖1。

圖1 改進(jìn)前在用的動臂校正液壓工裝

1.2 系統(tǒng)設(shè)計方案

結(jié)構(gòu)件廠的動臂打孔加工，計劃大規(guī)模應(yīng)用動臂專機(jī)，這要求對動臂專機(jī)進(jìn)行驗證；動臂專機(jī)工作時，采用動臂橫梁圓搭不刮平面、橫梁不鏜孔的工藝方案。這個工藝方案就要求動臂在上打孔專機(jī)前，要求以橫梁分中，兩動臂板內(nèi)當(dāng)達(dá)到尺寸要求。

這就要求動臂在拼焊好后，必須保證動臂橫梁分中。在動臂的加工工序中，將存在一系列的改進(jìn)。其中，在動臂校正的工序中，要求實現(xiàn)動臂板校正后，以橫梁為基準(zhǔn)，兩動臂板開當(dāng)分中，所以校正工裝要能實現(xiàn)每塊動臂板以橫梁為基準(zhǔn)單獨校正。

但在目前的加工情況中，校正工裝只能實現(xiàn)同時撐開動臂內(nèi)當(dāng)，和同時夾緊兩塊動臂的動作，并不能滿足橫梁不鏜孔的工藝方案的要求。因此，要對該工裝進(jìn)行改進(jìn)，以達(dá)到兩動臂板分開調(diào)節(jié)的目的。

目前在用的校正工裝，是通過液壓油缸來撐開或夾緊動臂，從而達(dá)到校直動臂板和保證內(nèi)當(dāng)尺寸的工藝要求的。4 組油缸由8個油缸組成，兩兩聯(lián)動。

改進(jìn)后的液壓系統(tǒng)，既能實現(xiàn)8個油缸兩兩聯(lián)動，又能實現(xiàn)8個油缸分別單動。在資深液壓專家的指點下，我們就原有的液壓缸設(shè)計了新的液壓系統(tǒng)（如圖2）。

圖2 改進(jìn)的液壓校正工裝系統(tǒng)圖方案

原系統(tǒng)由一個換向閥控制兩個油缸同時動作來矯形，矯形結(jié)果很不理想。根據(jù)分廠不大變的要求，又分別增加了兩個換向閥，可以分別控制每個油缸實現(xiàn)獨立動作，完成動臂的矯形工作，并相應(yīng)增加單向閥和溢流閥。

1.3 改進(jìn)方案設(shè)計

該系統(tǒng)利用了原系統(tǒng)的8 只油缸，總共增加了12個手動換向閥、16個單向閥和16個溢流閥的液壓元件。為保證各油路的液壓油的單向流向以及系統(tǒng)油壓的保持，實現(xiàn)壓力可調(diào)工作狀態(tài)，增加單向閥和溢流閥。每組油缸又由3個手動換向閥、4個單向閥和4個溢流閥組成，可實現(xiàn)兩只油缸的分別單獨動作和兩只油缸的聯(lián)合動作。由于系統(tǒng)設(shè)計的要求，所以這四組油缸形成了四個獨立的工作站。

1.4 三維工裝建模

在設(shè)計過程中，采用了目前比較先進(jìn)的設(shè)計軟件PRO/E 三維數(shù)模。當(dāng)各部件的數(shù)模都已經(jīng)建好，需將其裝配，組成一套完整的數(shù)模工裝。PRO/E 軟件提供了豐富的裝配設(shè)計功能，各零件的裝配條件可根據(jù)零件間的配合關(guān)系來確定，設(shè)計裝配完成后，還可以檢查各部件之間的干涉情況，提高工裝設(shè)計質(zhì)量和效率。

1.5 液壓閥塊的設(shè)計

以上設(shè)計的系統(tǒng)管路多且復(fù)雜，為節(jié)約管路空間，故設(shè)計將以上液壓元件集中于一體的閥塊上。在專家的指導(dǎo)下，決定設(shè)計兩個組合閥塊，來實現(xiàn)各元件的互通，以及關(guān)聯(lián)達(dá)到系統(tǒng)油路的要求。

設(shè)計時以系統(tǒng)圖中管路交點作為閥塊設(shè)計中的管路匯合交點，盡量將元件緊湊地布置于閥體上，其各油路不能干涉。所設(shè)計的閥塊如圖3 所示。

又如，此條油道中，K、L、M、N 口連接4個單向閥的其中一口，達(dá)到要求，R 口也如上條油路一樣，用螺塞封閉。上、下兩閥塊的連接處S，采用平面密封連接，加O 形圈密封。

圖3 液壓閥塊設(shè)計原理

由于要實現(xiàn)系統(tǒng)的液壓功能，導(dǎo)致閥塊內(nèi)部的管路多而復(fù)雜，因此在設(shè)計過程中，采用了先進(jìn)三維Pro/E 數(shù)模軟件，直觀、立體地表現(xiàn)了設(shè)計實體，優(yōu)化了設(shè)計過程，給設(shè)計提供了良好的平臺。如圖4 所示，就是所設(shè)計的兩個組合閥塊。

圖4 液壓元件安裝位置設(shè)計

圖4 中所示的管路，只為其中的一條管路，上部的A、B、C 這3個口是連接3個手動換向閥的，均為進(jìn)油口，總進(jìn)油口是左側(cè)的P 口，分配到A、B、C 這3個口。

根據(jù)系統(tǒng)要求，進(jìn)油路要有溢流閥控制，D、E 口正是溢流的連接口?？紤]到油路加工時采用鉆孔加工來實現(xiàn)，則存在將管路在單一方向上打通的情況，采用在管路的終端加裝螺塞堵頭的方式來封閉管路，如圖中F、G、H、I 口，螺塞采用錐螺紋密封，在安裝時在螺紋處涂厭氧膠，防止漏油。

安裝好的閥塊工作站的數(shù)模，工作站將12個手動換向閥、16個單向閥和16個溢流閥等液壓元件集成于一體，使各元件互通達(dá)到系統(tǒng)要求，且又不互相干涉，達(dá)到了設(shè)計的目的。

2 改進(jìn)措施的實施

根據(jù)之前設(shè)計好的液壓系統(tǒng)圖，布置好工作站及油箱，采用裝載機(jī)上通用的油管進(jìn)行系統(tǒng)連接。由于加工管路只能用在閥塊上，且采用鉆深孔的方式，部分管路的孔要求用螺塞堵頭堵死，螺塞螺牙上涂厭氧膠，以保證密封，對于閥塊鉆深孔的深度加工也有較高要求，才能保證各管路的順利連通。

試驗系統(tǒng)方案總圖如圖5。

經(jīng)試驗，所設(shè)計的閥塊能實現(xiàn)系統(tǒng)要求的油缸單動與聯(lián)動的管路功能。所校正出來的動臂的兩動臂板內(nèi)當(dāng)。以橫梁為分中，尺寸位于公差范圍內(nèi)，保證了動臂加工的品質(zhì)，減輕了勞動強(qiáng)度。此類改進(jìn)，對提高動臂的加工品質(zhì)有較大的幫助，值得在同類產(chǎn)品的加工環(huán)節(jié)中推廣。

圖5 試驗總圖

3 結(jié)束語

閥塊的設(shè)計，充分利用原有的動臂校正工裝，將11個液壓元件集于一身，最終解決動臂校正工裝的單動和聯(lián)動的問題，能夠提高動臂校正工裝的工作效率和校正的品質(zhì)，保證動臂以橫梁分中，為專機(jī)的工藝驗證打下基礎(chǔ)。此閥塊的成功研制，節(jié)約了動臂校正工裝的現(xiàn)場空間，優(yōu)化了動臂校正工裝，使原動臂工裝增加了多種工作方式。

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