多功能測(cè)試臺(tái)的閥塊設(shè)計(jì)

【摘要】本文闡述了測(cè)試臺(tái)的閥塊設(shè)計(jì)，其包括大閥塊即放置四種閥的集成體；小閥塊即對(duì)不同孔徑的溢流閥、減壓閥、換向閥及節(jié)流閥測(cè)試時(shí)所需要的過渡閥塊。

【關(guān)鍵詞】閥塊設(shè)計(jì)；過渡閥塊

在測(cè)試裝置的設(shè)計(jì)過程中，最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)就是液壓閥塊的設(shè)計(jì)，但大閥塊油孔較多且為避免油路之間的干涉又增加了較多的工藝油孔，導(dǎo)致液壓閥塊結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

1、閥塊的設(shè)計(jì)原則

首先，設(shè)計(jì)閥塊前，先要確定油路是否可集成。每個(gè)塊體上包括的元件數(shù)量應(yīng)適中，元件太多閥塊體積大，設(shè)計(jì)、加工困難；元件太少，集成意義不大，造成材料浪費(fèi)。

其次，在閥塊的設(shè)計(jì)中，油路應(yīng)盡量簡(jiǎn)捷，盡量減少深孔、斜孔和工藝孔。閥塊中孔徑要和流量相符合，特別應(yīng)注意相貫通的孔徑必須保證有足夠的通流面積，注意進(jìn)油口的方向和位置，應(yīng)與系統(tǒng)的總體布置及管道連接形式相匹配，并考慮安裝操作的工藝性，有垂直或水平安裝要求的元件，必須保證安裝后符合要求。

最后，油路及各孔道的布置。首先根據(jù)系統(tǒng)的總體布置確定各油口的方位，互相溝通的元件應(yīng)盡量置于互相垂直的相鄰面上以簡(jiǎn)化孔道布置，然后先走通主油路，再完成小通徑的油路和控制油路。

2、大閥塊的設(shè)計(jì)

首先考慮油路集成，以換向閥、溢流閥、減壓閥共用進(jìn)油口、回油口，換向閥和節(jié)流閥共用回油口。考慮到各閥的進(jìn)油口和回油口之間的尺寸不相等，其中減壓閥的進(jìn)、回油孔之間的距離最小，為了達(dá)到油路集成的目的，根據(jù)最簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)思路——勾股定理，以減壓閥的進(jìn)油孔A、回油孔B之間的距離為基準(zhǔn)，換向閥的P、T，溢流閥的A、B在大閥塊上不與減壓閥平行而是傾斜放置，即減壓閥的A、B間的距離作為直角三角形的一個(gè)直角邊，換向閥和溢流閥的進(jìn)、回油口做斜邊。設(shè)計(jì)的開始也考慮過將節(jié)流閥也做傾斜放置，但這樣做集成的意義不大，并且相比于將節(jié)流閥與閥邊平行放置，傾斜放置的尺寸標(biāo)注較麻煩，相應(yīng)的給大閥塊的孔徑加工帶來不便。其次，采用這種傾斜放置的方式不僅實(shí)現(xiàn)了油路的集成，又給小閥塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及加工帶來了方便。

根據(jù)閥塊的設(shè)計(jì)原則中的孔道布置原則?？紤]到油孔之間、工藝孔之間及兩者之間不能相互干涉，要從幾個(gè)方面總體考慮。由于閥塊內(nèi)部管道較多所以液壓閥塊內(nèi)的孔設(shè)計(jì)是要分層，進(jìn)油管與回油管盡量不放在同一層，以免兩者相通。因此，分了三個(gè)層面設(shè)計(jì)孔的布置。如果把各個(gè)閥的控油孔放在第一層，把進(jìn)、回油孔，泄漏孔分別放在第二、第三層，在孔加工時(shí)就會(huì)出現(xiàn)多孔道相貫通。要想不出現(xiàn)干涉必須把泄漏孔放在第一層，進(jìn)、回油孔放在第二層，控油孔放在第三層。另外就是孔徑大小的設(shè)計(jì)，孔徑的大小與液壓元件的通徑有關(guān)。需要測(cè)試的閥類的最大通經(jīng)只有直徑是30mm，在檢測(cè)小通徑的閥時(shí)，需要把其它幾種具有大通徑的閥塊疊加起來，閥塊之間通過螺栓連接。由于大通徑的閥塊和小通徑的閥塊進(jìn)出口的尺寸和位置都是不一樣的，所以直接把它們累加起來，閥口之間不能很好的對(duì)接，甚至是大閥塊把其上閥塊的進(jìn)出口完全堵死而不通。曾考慮使小閥塊的底面的進(jìn)出口和大閥塊上面的進(jìn)出口的尺寸和位置完全一樣，而小閥塊上面的進(jìn)出口和要檢測(cè)的閥的進(jìn)出口尺寸和位置一致，從側(cè)面打孔實(shí)現(xiàn)上下孔徑對(duì)接，原理上可行，但實(shí)際上在加工閥塊的時(shí)候是相當(dāng)麻煩的，比如溢流閥，它的進(jìn)出口和外控口都在一條直線上，如果只打一個(gè)側(cè)面孔的話，那么進(jìn)出口和外控口就會(huì)被連通；如果打多個(gè)側(cè)面孔使上下兩個(gè)面上的各口相連通，又很難保證上下兩個(gè)面上的各孔都在一條直線上。故通過從側(cè)面上打孔的方法不好實(shí)施?，F(xiàn)采用加大每一個(gè)大閥塊上面的各孔孔徑的方法，小閥塊仍按要檢測(cè)閥孔的具體尺寸和位置來設(shè)計(jì)，這樣一來，上下兩閥塊的孔口就很容易對(duì)接了。

在設(shè)計(jì)液壓閥塊時(shí)，對(duì)一些主要壓力點(diǎn)要留有測(cè)壓孔，在閥類性能測(cè)試中壓力測(cè)量中使用，并且以便以后使用過程中出現(xiàn)問題時(shí)進(jìn)行檢查。

3、小閥塊的設(shè)計(jì)

液壓閥塊上孔的位置要與液壓元件的孔完全對(duì)應(yīng)，當(dāng)不對(duì)應(yīng)時(shí)，還需要設(shè)計(jì)過渡閥塊。在檢測(cè)小通徑的閥時(shí)，需要把其它幾種具有大通徑的閥塊疊加起來，閥塊之間通過螺栓連接。如常用減壓閥有10mm、25mm、30mm三種通徑。由于大閥塊上的孔徑設(shè)計(jì)為32mm，如果對(duì)25mm通徑的減壓閥進(jìn)行測(cè)試，由于液壓元件的孔與液壓閥塊上孔的位置不對(duì)應(yīng)，就需要設(shè)計(jì)過渡閥塊，使閥塊上面的尺寸與液壓元件對(duì)應(yīng)，下面的尺寸與其下面的閥塊對(duì)應(yīng)。

對(duì)于小閥塊的設(shè)計(jì)以25通徑的減壓閥為例。25通徑減壓閥進(jìn)、出油孔之間的距離要比32通徑減壓閥進(jìn)、出油孔之間的距離小，并且控油口的位置也不同，所以不可能直接對(duì)接。為使小閥塊的底面的進(jìn)出口和大閥塊上面的進(jìn)出口的尺寸和位置完全一樣，而小閥塊上面的進(jìn)出口和要檢測(cè)的閥的進(jìn)出口尺寸和位置一致，通過在小閥塊的側(cè)面打孔，使小閥塊上下兩面上的進(jìn)出口通過從側(cè)面上打的孔相連通。

在大閥塊的設(shè)計(jì)中，換向閥、溢流閥采用相對(duì)于減壓閥傾斜放置，這樣就簡(jiǎn)化了小閥塊的設(shè)計(jì)和加工。并且由于大閥塊上換向閥、溢流閥、減壓閥的孔徑尺寸是按照液壓元件尺寸設(shè)計(jì)，所以在對(duì)32通徑的閥類測(cè)試時(shí)無需加小閥塊，可直接放在d大閥臺(tái)進(jìn)行。既而省去了32通徑換向閥、30通徑減壓閥、30通徑溢流閥的閥塊設(shè)計(jì)。

為了保證測(cè)試過程的密封性，同時(shí)也防止漏油，在設(shè)計(jì)小閥塊的過程中在閥塊底面的進(jìn)、回油孔處要開密封槽，放入相應(yīng)的O型密封圈。

4、結(jié)束語

液壓閥塊的投入使用對(duì)液壓系統(tǒng)的集成有了質(zhì)的飛躍，同時(shí)簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的安裝，增加系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。液壓閥塊得到了液壓領(lǐng)域的廣泛推廣與應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)液壓生產(chǎn)廠家已經(jīng)設(shè)計(jì)、制造出用于各種液壓系統(tǒng)的液壓閥塊，并且漸趨形成定型化，標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品。

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[3]方桂花.《液壓傳動(dòng)》.北京：地震出版社，2002：1-10

作者簡(jiǎn)介

張 輝，男，1985.3年出生，山東濟(jì)南人，2006年畢業(yè)于內(nèi)蒙古科技大學(xué)，本科，山東鋼鐵股份有限公司濟(jì)鋼分公司寬厚板廠綜合管理辦公室副主任，工程師，主要負(fù)責(zé)煉鋼及軋鋼設(shè)備的使用性研究與開發(fā)。