液压阀组的设计与制造

1、液压阀组的设计与制造,液压阀组的设计就是将各种阀合理地放置到液压阀块各面上，并根据液压原理图，决定相关孔道的联通。这两项工作是交叉进行的，考虑阀放置位置时，就要考虑孔道相通问题，而在安排孔道相通情况时，又要变动阀的位置。液压阀组在设计时应合理布置孔道，尽量减少深孔，斜孔和工艺孔,特别注意相贯通的孔必须有足够的通流面积。液压阀组设计繁琐、费时且易出错，应做好以下几个步骤:,液压阀组设计的基本步骤,（油液流经块体内油道孔的压力损失与油道孔的孔径尺寸、形状以及光滑度有关。通油孔径过小，拐弯多、内表面粗糙，压力损失就较大；油道孔径过大，压力损失虽可减小，但会造成块体外形增大。）,液压原理图的审定 在设

2、计液压阀组原理图之前，要对原理图进行认真的审定，确保原理能满足工况需要，并对原理进行优化，尽量减少元件的数量。 元件的选择 在选用液压阀时，一定要看清其压力和流量范围，还要注意其压力和流量曲线，若选型过小往往会造成压力损失太大，使系统发热；若选型过大，则会造成经济上的浪费。液压阀有两种密封材料（丁腈橡胶、氟橡胶）可选。要根据实际使用的介质来选择。在选定元件时有条件最好对阀做性能试验。,液压阀组设计的基本步骤,阀块材料的选择 工作压力小于6.3Mpa时，液压阀块可以采用铸铁HT200(加工性能好，尤其对深孔加工更有利，但强度不好)；工作压力6.3Mpa，21Mpa时，液压阀块可以选用铝合金锻件；

3、工作压力21MPa时，液压阀块可以选用锻钢。 设计 图纸设计时，应注意阀组的装配图纸和阀块的图纸布局应一致，防止装配时出错，在校验的时候也容易检查。 将需要检修的元件及关键元件，应放在液压阀块的上面或外侧，以便于拆装。液压阀块设计中要设置足够多的测压点，以供液压阀块调试时使用。对于重量20KG以上的阀块，应设置起吊螺钉孔。在满足使用要求的前提下，液压阀块的体积要尽量小。,液压阀组设计的基本步骤,液压集成块空间布局的基本原则,液压集成块上的各类结构、尺寸以及各类安装在液压集成块上的液压元件之间存在着空间位置关系，想要合理的确定这种空间位置关系，则要注意液压元件的阀底板在液压集成块上的摆放位置。,

4、液压集成块空间布局的基本原则,a.液压集成块块体的空间布局规划是根据液压系统原理图和布置图等的设计要求和设计人员的设计经验进行的； b.安装于液压集成块上的液压元件的尺寸不能相互干涉； c.阀块的几何尺寸注意考虑安装在阀块上的各元件的外形尺寸，使各元件有足够的装配空间。液压元件之间的距离应大于5mm，换向阀上的电磁铁、压力阀的先导阀以及压力表等可适当延伸到集成块安装平面以外，这样可减小集成块的体积。但要注意外伸部分不要与其它零件相碰；,液压集成块空间布局的基本原则,d.在布局时，应考虑阀体的安装方向是否合理，应该使阀芯处于水平方向，防止阀芯的自重影响阀的灵敏度，特别是换向阀一定要水平布置； e

5、.阀口公共油口的形状和位置尺寸要根据系统的设计要求来定。而确定阀块上各元件的安装参数则应尽可能考虑使需要连通的孔道最好正交，使它们直接连通，减少不必要的工艺孔；,液压集成块空间布局的基本原则,f.液压元件的布置应以在集成块上加工的孔最少为好。需要相互连通的孔，最好直接正交；若有困难，至少也应保证交半个孔以上，如图所示，否则，应钻垂直工艺孔进行连通。集成块加工完毕后，工艺孔应用丝堵封住；,孔道相交的正确方法,液压集成块空间布局的基本原则,g.不通孔道之间的最小壁厚h必须进行强度校核,孔道的最小壁厚,h.要注意液压元件在集成块上的固定螺孔不要与油道相碰，其最小壁厚也应进行强度校核； i.相通孔之间

6、的流通面积必须大于通流面积；,液压集成块空间布局的基本原则,j.元件布局要遵循优先级原则，元件布局优先级就是布元件的先后顺序。布元件的形式有多种方式：.流向顺序：从泵开始从油箱开始或从油缸马达开始； .结构顺序：孔系复杂者先布；.空间顺序：通径大、安装面面积大者先布；.关联顺序：孔系中的孔与其他孔相连次数多者先布。上述四种顺序所包含的集成块实现的信息量依次为：； k.如果两孔道干涉，若一个为出口孔，那么移动出口孔，否则移动与其他元件相关联的最少的元件；,液压集成块的孔道类型,1.液压集成块及其中孔道的功能结构特点和加工方式进行分类： 可划分为：公共油孔、阀块连接孔、工艺孔等。,2.按几何形状进

7、行分类： 可划分为：光孔、阶梯孔、螺纹孔等。,3.从单个孔的角度进行分类： 可以分为： A、典型孔 （1）螺纹孔（M），是多种液压元件安装时必须的； （2）销孔（D），在液压集成块加工时起定位作用； （3）直通油孔（O）； （4）阶梯油孔，这种孔由多个阶梯组成。如： 螺塞孔，由三个阶梯组成； 管接头孔，由三个阶梯组成； 密封圈槽孔，由两个阶梯组成；,液压集成块的孔道类型,B、异型孔 （1）球堵孔； （2）二通插装阀孔； （3）螺纹插装阀孔； （4）自定义异型孔； （5）混合孔；,C、成组孔 （1）板式连接； （2）法兰连接； （3）自定义安装孔；,液压集成块的孔道类型,4.从孔道内是否有油液进

8、行分类： 可划分为介质孔和非介质孔,液压集成块的孔道类型,复杂孔道,液压集成块的孔道联通设计,1.确定孔道直径及通油孔面积 集成块上的孔道分为三类：第一类是通油孔孔道，其中包括管路管通上下面的公共孔道，安装液压阀的三个侧面上直接与阀的油孔相通的孔道，另一侧面安装管接头的孔道，不直接与阀的油孔相通的中间孔道即工艺孔四种；第二类是连接孔，其中包括固定液压阀的定位销孔和螺钉孔（螺孔），成摞连接各集成块的螺栓孔（光孔）；第三类是质量在20kg以上的集成块的起吊螺钉孔。,液压集成块的孔道联通设计,a.通油孔道的直径 与阀的油孔相通孔道的直径，应与液压阀的油孔直径相同。与管接头相连接的孔道，其直径一般应按

9、通过的流量与允许流速确定，如公式 d=,其中：q通过的最大流量 v孔道中允许流速 d孔道内径 但孔口需接管接头螺纹小径钻孔并攻丝，工艺孔应用螺塞或球涨堵死。 公共孔道中，压力油孔和回油孔的直径可以类比同压力等级的系列集成块中的孔道直径确定，也可以通过上式计算得到；泄油孔的直径一般由经验确定，例如对于低、中压系统，当q=25L/min时，可取6mm，当q=63L/min时，可取10mm。,液压集成块的孔道联通设计,b.连接孔的直径 固定液压阀的定位销孔的直径和螺钉孔（螺孔）的直径应与所选定的液压阀的定位销直径及配合要求与螺钉孔的螺纹直径相同。 连接集成块组的螺栓规格可类比相同压力等级的系列集成块

10、的连接螺栓的确定，也可以通过强度计算得到。单个螺栓的螺纹小径d的计算公式，如公式,其中：P 块体内部最大受压面上的推力，N n 螺栓个数 单个螺栓的材料许用应力，Pa 螺栓直径确定后，其螺栓孔（光孔）的直径也就随之而定,c.起吊螺钉孔的直径. 单个集成块质量在20kg以上时，应按照质量和强度确定螺钉孔的直径。,液压集成块的孔道联通设计,其中：d 压力油孔道直径（其计算方法见d= ） n 安全系数(孔道内最高工作压力P 7 MPa，n=8；717.5，6；17.5，4) P 孔道内最高工作压力，MPa 油路板材料抗拉强度，MPa 压力油孔间壁厚，m,d.油孔间的壁厚及其校核,通油孔间的最小壁厚的

11、推荐值不小于5mm，当系统压力高于6.3MPa时，或空间壁厚较小时，应进行强度较核，以防止系统在使用中被击穿。孔间壁厚可按式进行强度较核，但因考虑到集成块体上的孔大，多而细长，钻孔加工时可能会偏斜，实际壁厚应在计算基础上适当大一些。,液压集成块二维图纸的布置,*螺纹插装阀的集成阀块,*一般的集成阀块,液压集成块的制造,1.机械加工所需的设备 加工液压阀块所需的主要设备有铣床、钻床、数控钻铣床，加工中心以及平面磨床等设备。铣床是用来加工阀块外形的，钻床和数控钻铣床是用来加工阀块的孔道和螺纹孔的，数控钻铣床和加工中心是用来加工二通插装阀的安装孔道和螺纹插装阀的插孔，平面磨床是用来磨削阀块的六个外表

12、面。,液压集成块的制造,2.加工所需的刀具 加工液压阀块所需的刀具有刨刀、铣刀、钻头、镗刀、成形钻头、成形铰刀以及丝锥等。加工螺纹插装阀的孔道需要专用的成形钻头和成形铰刀，螺纹插装阀孔需要专用刀具。,液压集成块的制造,3.液压集成块的加工工艺 a.加工前处理 加工阀块的材料须要保证内部组织致密，不得有夹层、砂眼等缺陷，加工前应对毛坯探伤。铸铁块或较大的钢材块在加工前应进行时效处理和预处理。 b.下料 一般每边至少留2mm以上的加工余量。 c.铣外形 铣削阀块六面，每边留0.2-0.4mm余量。 d.粗磨 磨阀块六面，每边留0.05-0.08mm粗磨量，保证两对应面平行度小于0.03mm，两相邻面垂直度小于0.05mm.,液压集成块的制造,e.划线 根据图样划线，冲中心孔（有条件的可数控钻床上直接用中心钻完成） f.钻孔 钻各孔，表面粗糙度Ra=12.5um。需攻螺纹，可攻螺纹。其加工顺序的规则： 二孔直径相同，在同一平面上交叉可任意钻孔； 二孔直径相同，在同一平面上相交先钻深孔，后钻浅孔； 二孔直径不同，在同一平面上交叉先钻小孔，后钻大孔； 二孔直径不同，在同一平面上相交先钻大孔，后钻小孔； 二孔直径相同，不在同一平面上相切，相切量大于直径的1/4时，先钻一孔，当钻另一孔与该孔钻穿时，应换端铣刀加工到第一孔直径深度，再换钻头加工；,液压集成块的制造,二孔直径