液压集成阀块设计及制造方法研究.pdf

液压集成阀块设计及制造 方法研究 禹阳华程度旺黄长发 三一汽车起重机械有限公 司 长沙4 1 0 6 0 0 摘要 阐述 了液压集成 阀块 的设计要点 、油 道通径及 材料 的选择 ，指 出 了阀块 机加工 需注意 的问题 ，举 例说明了阀块设计的具体过程 ，对液压集成阀块的设计与制造具有指导意义。 关键词液压集成阀块 ；设计 ；机加工 中图分类号 T H 1 3 7 ． 5 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 1 0 7 8 5 2 0 1 2 0 8 0 0 7 1 0 4 Ab s t r a c t T h e p a p e r p r e s e n t s k e y p o i n t s o f d e s i g n， a n d s e l e c t i o n o f o r i fi c e d i a me t e r a n d ma t e ri a l o f h y d r a u l i c v alv e b l o c k s ，a s we l l a s s p e c i fi c p r o b l e ms r e q u i r i n g h i g h a t t e n t i o n f o r ma c h i n i n g v a l v e b l o c k s ． I n a d d i t i o n，t h e p a p e r s h o ws d e t a i l e d pr o c e s s f o r de s i g n o f v a l v e bl o c k s．wh i c h g i v e s g u i da n c e t o de s i g n a n d ma n u f a c t u rin g of t h e hy d r a u l i c v alv e b l o c ks ． Ke y wo r d s h y d r a u l i c v a l v e b l o c k； d e s i g n；ma c h i n i n g 0 引言 集成化液压 系统 中的液压 元件采用集成化 配 置 ，须设计相应 的液压 阀块 ，将液压 阀集成在 阀 块上 ，这种阀块称 为液压集成 阀块。液压集 成阀 块在液压系统 中的地位越来越重要 ，其应用 范围 也越来越广泛。液压集成 阀块 的使用简化 了液压 系统的设计和安装 ，实现 了液压 系统 的集 成化 和 标准化 ，降 低 了制 造成 本 ，提 高 了系 统 的可 靠 性⋯。液压系统越复杂 ，液压集成 阀块设 计难度 也越大，如果设计考虑不周 ，就会造成制造 困难 、 成本提高 、维护繁 复等一 系列 问题。因此，有必 要对液压集成 阀块 的设计及制造进行研究 ，以提 高阀块的可靠性和经济性 。 1 液压集成 阀块设计要点 1 ． 1液压集成阀块设计原则 液压集成阀块设计与 管路设计是 相通 的，液 压集成阀块是集成 后的管路。液压集成 阀块 的设 计是根据液压原理 图的要求 ，将液压 阀和油 口合 理布置到液压集成 阀块 的相关位 置 ，并设计相关 孑 L 道 ，实现原理图要求 的通断关 系。这两项工作 是交叉进行的 放置液压 阀和油 口位置时 ，就要 考虑油道 的连通情况 ；安排 油道连通情况 时，也 要考虑液压 阀和油 口的位置。设计液压集成 阀块 前 ，要综合考虑相关元件的布局 1 对于需调节 的元件 ，设计 时要考虑其 调节是否方便 ，如溢 流 阀、调速阀、节 流阀等可调元件宜设 置在手柄 便 于操作 的位 置 ；2 对 于需经 常检修 的关键 元 组合 5 、组合 6的最大应力相对较小。地震荷载不 必校核刚度 ，应力满足要求即可。 本文提出的驶入式货架的计算模型和 A n s y s 建 模分析的方法 为货架 生产厂进行货架 的设计计算 提供 了依据 ，也为其他类型货架的 A n s y s 有限元分 析提供了参考。 参考文献 [ 1 ]张卫国 ． 驶入式货架的设计及其标准[ J ] ．物流技术与 应用 ，2 0 1 0 3 8 8 9 1 ． [ 2 ]翁迅，程国全，高青风 ．特种结构货架有限元分析 起重运输机械 2 0 1 2 8 [ J ] ． 起 重运输机械 ，2 0 04 6 3 6 3 8 [ 3 ]中国工程建设标准化协会 ． C E C S 2 3 1 9 9 O 钢货架结 构设计规范[ S ] ． [ 4 ]王新敏 ． A n s y s工程结构数值分析 [ M] ．北京人民 交通 出版社 ，2 0 0 7 ． 作 者 地 址 邮 编 收稿 日 期 许 晓润 北京市海淀 区学 院路 3 0号北京科技大学方兴 大 厦 7 1 6室 1 0 0 08 3 2 01 20308 71 件 ，设 计 时要 考虑 其拆装 是否 方便 ，如 比例 阀 、 换向阀等关键元件 ，宜设 置在 阀块的上方或外侧 ； 3 对于需与外界相连的元件 ，设计 时要考虑其维 修是否方便 ，如 阀块 的进 出油 口接 头等元件 ，宜 放置在便于管路布局 的位置 ；4 需合理选择液压 阀，设计时要考虑其是否节约空 间，尽量优先考 虑螺纹插装阀、叠加式板式 阀等 ；5 需合理布置 液压 阀，设计时要考虑其是否 留有 足够间距 ，如 并排 的多 联 板 式 阀等 要 保 证 其 有 足 够 的 间距 ； 6 要尽可能压缩阀块体积，设计时应尽可能使相 邻孔道之间 、相邻液压 阀之 间的间距压缩 至允许 的最小间距 。 1 ． 2 液压集成阀块设计思路 设计液压集成阀块的步骤 1 对液压原理 图 进行认真审核 ，确保其液压原理能 满足工况 的需 求；2 对液压原理进行优化 ，尽量减 少元件 的数 量 ；3 对液压原理进行分割 ，合理划分液压集成 阀块的设计 范围，确保阀块体积不过 于庞大 ，阀 块数量又较少。 另外 ，液压元 件 的选择也是液 压集成 阀块设 计的重要 环节 ，应依 据其流量和压力范 围以及流 量 一压力曲线 ，选择合适 的液压元件 。液压元件 选型过小 ，压 力损失较 大，系统发热 加剧 ；元件 选型过大 ，又会提高成本 ，造成不必要的浪费。 1 ． 3 液压集成阀块设计细节问题 液压集成 阀块设计 时既要 考虑各油道之 间的 关系 ，又要保证油道之 间不互 相干涉。为 了确保 阀块设计正确无误 ，设计时须注意 以下细节问题 1 阀块 内的油道宜分层设计 ，进油道与 回油 道尽量不要 布置在 同一层 内，以免二 者相通 ； 必要时，工作油 口 A、B口也分别放置在不 同 的层内。 2 各油道之间的通断关 系应明确 ，将相通与 不相通的油道区分开来 。 3 进 、出油 口及工作油 口的关 系和安装位置 应明确，孔道 的位置要 与液压元件上孑 L 的位置一 一 对应。 4 应保证油道间的壁厚 ，细长孔及高压油孔 间的壁厚不应小于 5 m m，其余各孔壁厚 不应小于 3 mm，以免油孔破 裂；同时注意孔尖不得与其他 油孔相通。 5 油道设计时要考虑其机加工是否方便 ，应 一 7 2 一 尽量避免或减少如细长孔 、斜孔和工艺孑 L 等油道。 6 尽可 能多地设 置 测压 点 ，以方便 阀块 的 调试 。 7 对设计好的阀块进行模拟装配，确保各元 件间已留有适当的间隙，以便于安装与维修 。 2 油道通径选择 液压集成阀块内的油道用于连通各相关元件 ， 以构成各种 功能 回路 。油 道通径 的大 小要适 中， 通径过小 、弯道 多、内表 面粗糙 ，压力损 失就较 大 ，系统容易发热 ；通径过 大，则会造 成 阀体体 积增大，安装空间不够。 由 Q 1 1, 得 d ／ 7 c 式中d为油道通径 ，mm；Q为通过 的最 大 流量 ，L ／ mi n ； 为油道中允许流速 ，m ／ s 。 阀块 内连通回油管油道 的通径按流速 2 ． 5～4 m ／ s 选择 ，连通高压 油管油道 的通径 按流速6～8 m ／ s 局部允许 1 0 m ／ s 选择。 3 材料选择 由于液压集成 阀块 工作时需要 承受 较高 的压 力 ，因此其材料的选择与一般 的零件有较大差别。 液压集成 阀块 的材料 可选用球 墨铸铁 、4 5号钢 、 锻钢或铝合金 。球 墨铸铁加工性能较好 ，特别有 利于深孔加工 ，但球 墨铸铁 内部会有 疏松 ，在压 力油作用下易发生渗漏 ，故不适用于 中高压场合 。 目前国内制作液压集成 阀块通常采用 4 5号钢 ，下 料后进行 调质热处 理 ，热处 理硬度一 般为 2 4 0～ 2 8 5 H B W，以保证足够 的强度 ，不 会 因压 力油 的 作用而发生渗漏 ，其适用于中高压场合。 4 机加工的要求 液压 集成 阀块 的机加 工通 常包 括铣 、粗磨 、 钳 、画线 、钻 、车 、镗 、精磨 、镀镍 工 艺。集 成 阀块上的液压阀有板式阀 、盖板式插装 阀及螺纹 插装 阀等，具体 工艺会 有所 区别 1 对 于板式 阀，其油 口配合面 的孔 应钻光孔 、不倒角 ，固定 阀的螺钉 孔需倒 角 至底径 ；2 对 于盖 板式插 装 阀，其腔孔应镗孔 、倒角 ，螺钉孔需倒角至底径 ； 起重运输机械 2 0 1 2 8 3 对于螺纹插装阀，其腔孔应先钻小孔 ，然后用 复合刀具加工成型孔 ，最后攻丝。 液压集成 阀块机加 工须遵 循 以下 技术要 求 1 严格控制钻孔深度 ，孔深不包括钻尖深度 ，钻 孔 的漂移量小于孔深的 1 ／ 2 0 0；2严格控制孔 的 形 位 公 差 ，各 孔 与 其 对 应 面 的 垂 直 度 不 大 于 0 ． 0 5 m m，位置度误差不大于 0 ． 2 mm；3 严格控 制阀块表面粗糙度 ，阀块精磨后 ，不允许 留有划 线痕迹和样冲孔 ；4 严格控制阀块 的清洁度 ，阀 块机加工完成后 ，应 彻底 清除阀块 内的铁屑及 毛 刺 ；5 加工后的阀块成品需做防锈处理，外表 面 镀镍 ，镀层厚 0 ． 0 2 5 0 ． 0 3 m m。 液压集成 阀块机加工工艺 中，最复杂 的工艺 就是钻孔 ，钻孔 应谨慎 ， 不 能出错。钻 孔前应仔 细看阀块 图纸及工 艺技术要求 ，钻孔 的先后顺序 是 先钻细长孔 ，再钻细孔 ，最后钻大孔 。 1 钻半通孔时 ，宜先钻小孔 ，再钻 大孔 ，以 防钻花折断或钻孔偏移。 如图 1 ，宜先钻 小孔 6 6 m m，再 钻大孔 3 0 m m，可有效保护钻花 ，钻孔也不会产生偏移 。 i } 图 1 半通孑 L 示意图 2 钻复合孔 时，宜从 小孔 到大孔依次钻孔 ， 最 后攻 丝 。 如图 2 ，加工顺 序如下 先钻 小孔 4, 1 o m m， 接着依次钻孔 4 ,2 2 m m、钻螺纹孔的底孔 、锪平沉 头孔 5／ l q r ／ l ，最后攻丝 M2 7 2 。 3 钻孔前 ，需磨钻尖至合适角度。 阀块钻孔时 ，钻尖角度原则 上为 1 0 8 。 。但 钻 阀块时为防止钻尖与其他孔贯通 ，需磨钻尖 ，钻 尖角度应大于 1 2 0 。 ，对于 4, 2 5 mm以上大孔 ，钻尖 角度还可更大些。 起重运输机械 2 0 1 2 8 ， ／ ／／／／／／／／／／／入 封 f I ／ ／ ∥ 6 2 8 3l 。 一 一 一4 6 图2 复合孔示意图 如图 3 ，钻 4, 1 8 m m孔时钻尖角度为 1 2 0 。 。 图 3 钻尖示意图 S 设计 实例 以三一某大 吨位起重机 回转系统 为例 ，介绍 如何设计液压集成 阀块。图 4为三一某大吨位起 重机回转液压原理图。 油 1 ．闭式泵2 ．插装阀3 ．梭阀4 ．液控换向阀 5 ．电磁换向阀6 ．电磁球阀7 ．单向阀 8 ．液压油箱9 ． 反 比例减压阀1 0 ．马达 图 4 液压原理 图 图 4中有 6个液压 阀，需设一个液压集成 阀 一 73 块。为使 阀块体积尽可能小 ，宜 多采 用螺纹插装 阀、盖板阀等。遵 循该原则 ，插 装 阀宜采 用盖板 阀，梭阀、液控换 向阀以及单 向阀宜采用螺纹插 装阀，电磁换 向阀、电磁球 阀以及反 比例减压 阀 宜采用板式阀。由于该 阀块的进油 口为控制油源 ， 流量不大，孑 L 道通径取 4 , 6 I Y l m。采用 P R O ／ E软件 设计该阀块 ，图5为液压集成阀块效果图，图6为 液压集成阀块装配效果图。 图 6 液压集成 阀块装配效果 图 6 结束语 本文 系统介绍 了液 压集成 阀块 的设 计要 点 、 油道通径 的选择以及材料 的选用 ，重 点介绍 了对 机加工 的要求 ，并给 出液压 集成 阀块设 计 实例 ， 对液压集成阀块的设计与制造具有指导意义。 参考文献 [ 1 ]杨宾峰，宁李谱 ． 液压阀设计方法的研究[ J ] ． 河南科 技学院学报 ，2 0 0 8 2 9 91 0 2 ． [ 2 ]董敏，张恒臻，姚德民．液压阀块的设计、制造与调 试要点[ J ] ．液压与气动 ，1 9 9 4 2 6 8 ． [ 3 ]罗亮 ． P R O ／ E配合件设计在液压阀块设计 中的应用 [ J ] ． 流体传动与控制 ，2 0 0 9 1 4 7 4 9 ． [ 4 ]马金英 ．液压阀块的设计[ J ] ．起重运输机械，2 0 0 5 1 O 1 4，1 5 ． 作 者 禹阳华 地 址 三一汽车起重机械有限公 司 邮 编 4 1 0 6 0 0 收稿 日期 2 0 1 2 0 3 0 8 全 自由门架内燃叉车升降测 速方法研究 胡浩王茂兵 安 徽合 力股份 有 限公 司 合 肥2 3 0 6 0 1 摘要采用光电定位测试叉车货叉带动试块升降行程和控制器计时原理，对装配全 自由二级 、三级门架 的叉车满载时最大起升速度 、最大下降速度进行测算。针对全 自由门架的特点 ，对全自由门架在前起升液压缸 、 后起升液压缸不同丁作状态下的叉车满载升降速度进行分段测试。结果表明该试验方法合理、可靠 。满足全 自 由门架内燃叉车升降测速的要求。 关键词内燃叉车；全 自由门架 ；升降速度；测算方法 中图分类号 T H 2 4 2 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 1 0 7 8 5 2 0 1 2 0 80 0 7 4 0 3 Ab s t r a c t T h e m3 x i mu m l i f t i n g a n d f a l l i n g s p e e d s a r e wo r k e d o u t f o r f u l 1 ． 1 o a d for k l i f t t r u c k e q u i p p e d w i t h f u l l f r e e d o u b l e ．． s t a g e a n d t r i p l e ． ． s t a g e ma s t s b y u s i n g p h o t o e l e c t r i c p o s i t i o n i n g t o me a s u r e t h e l i f t i n g t r a v e l o f t h e f o r k l i ft t r u c k a n d u s i n g c o n t r o l l e r t o t i me ． C o n s i d e rin g t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f f u l l fle e ma s t s 。 s e c t i o n al t e s t i n g i s p e r f o r me d f o r t h e l i f t i n g a n d f all i n g s p e e d s o f f u l l y ． 1 o a d e d f o r k l i f t t ruc k u n d e r d i f f e r e n t w o r k i n g c o n d i t i o n s o f f r o n t a n d r e a r l i f t i n g h y d r a u l i c c y l i n d e r s o f me f u l l f r e e ma s t s ． T h e r e s u l t s s h o w t h a t t h e t e s t i n g me t h o d i s p r o p e r a n d r e l i a b l e ， a n d c a n me e t v e r t i c a l s p e e d me a s u r e - me nt r e q ui r e me n t s by t he f o r k l i ft t r uc k wi t h f u l l f r e e ma s t s ． Ke y wo r d s i n t e r n al c o mb u s t i o n f o r k l i f t t r u c k；f u l l f r e e ma s t ；v e r t i c a l s p e e d；me a s u ri n g me t h o d 内燃叉车满载升降速度是衡量叉车整车质量 的一个重要指标。全 自由门架结构 的特殊性 以及 最大起升高度范 围的多样性 ，使传统基 本型 门架 一 7 4 一 的叉车升降测速方法不适 于全 自由门架升降速度 的测试。本文介绍一种全 自由门架叉 车升降测速 的方 法 。 起重运输机械 2 0 1 2 l 8