液壓閥組的設計與制造課件

1、 液壓閥組的設計就是將各種閥合理地放置到液壓閥塊各面上，并根據液壓原理圖，決定相關孔道的聯(lián)通。這兩項工作是交叉進行的，考慮閥放置位置時，就要考慮孔道相通問題，而在安排孔道相通情況時，又要變動閥的位置。液壓閥組在設計時應合理布置孔道，盡量減少深孔，斜孔和工藝孔,特別注意相貫通的孔必須有足夠的通流面積。液壓閥組設計繁瑣、費時且易出錯，應做好以下幾個步驟:液壓閥組設計的基本步驟液壓閥組設計的基本步驟 （油液流經塊體內油道孔的壓力損失與油道孔的孔徑尺寸、形狀以及光滑度有關。通油孔徑過小，拐彎多、內表面粗糙，壓力損失就較大；油道孔徑過大，壓力損失雖可減小，但會造成塊體外形增大。）液壓原理圖的審定液壓原理

2、圖的審定 在設計液壓閥組原理圖之前，要對原理圖進行認真的審定，確保原理能滿足工況需要，并對原理進行優(yōu)化，盡量減少元件的數量。元件的選擇元件的選擇 在選用液壓閥時，一定要看清其壓力和流量范圍，還要注意其壓力和流量曲線，若選型過小往往會造成壓力損失太大，使系統(tǒng)發(fā)熱；若選型過大，則會造成經濟上的浪費。液壓閥有兩種密封材料（丁腈橡膠、氟橡膠）可選。要根據實際使用的介質來選擇。在選定元件時有條件最好對閥做性能試驗。液壓閥組設計的基本步驟液壓閥組設計的基本步驟閥塊材料的選擇閥塊材料的選擇 工作壓力小于6.3Mpa時，液壓閥塊可以采用鑄鐵HT200(加工性能好，尤其對深孔加工更有利，但強度不好)；工作壓力6

3、.3Mpa，21Mpa時，液壓閥塊可以選用鋁合金鍛件；工作壓力21MPa時，液壓閥塊可以選用鍛鋼。 設計設計 圖紙設計時，應注意閥組的裝配圖紙和閥塊的圖紙布局應一致，防止裝配時出錯，在校驗的時候也容易檢查。 將需要檢修的元件及關鍵元件，應放在液壓閥塊的上面或外側，以便于拆裝。液壓閥塊設計中要設置足夠多的測壓點，以供液壓閥塊調試時使用。對于重量20KG以上的閥塊，應設置起吊螺釘孔。在滿足使用要求的前提下，液壓閥塊的體積要盡量小。 液壓閥組設計的基本步驟液壓閥組設計的基本步驟液壓集成塊空間布局的基本原則液壓集成塊空間布局的基本原則 液壓集成塊上的各類結構、尺寸以及各類安裝在液壓集成塊上的液壓元件之

4、間存在著空間位置關系，想要合理的確定這種空間位置關系，則要注意液壓元件的閥底板在液壓集成塊上的擺放位置。液壓集成塊空間布局的基本原則液壓集成塊空間布局的基本原則 a.液壓集成塊塊體的空間布局規(guī)劃是根據液壓系統(tǒng)原理圖和布置圖等的設計要求和設計人員的設計經驗進行的； b.安裝于液壓集成塊上的液壓元件的尺寸不能相互干涉； c.閥塊的幾何尺寸注意考慮安裝在閥塊上的各元件的外形尺寸，使各元件有足夠的裝配空間。液壓元件之間的距離應大于5mm，換向閥上的電磁鐵、壓力閥的先導閥以及壓力表等可適當延伸到集成塊安裝平面以外，這樣可減小集成塊的體積。但要注意外伸部分不要與其它零件相碰；液壓集成塊空間布局的基本原則液

5、壓集成塊空間布局的基本原則 d.在布局時，應考慮閥體的安裝方向是否合理，應該使閥芯處于水平方向，防止閥芯的自重影響閥的靈敏度，特別是換向閥一定要水平布置； e.閥口公共油口的形狀和位置尺寸要根據系統(tǒng)的設計要求來定。而確定閥塊上各元件的安裝參數則應盡可能考慮使需要連通的孔道最好正交，使它們直接連通，減少不必要的工藝孔； 液壓集成塊空間布局的基本原則液壓集成塊空間布局的基本原則 f.液壓元件的布置應以在集成塊上加工的孔最少為好。需要相互連通的孔，最好直接正交；若有困難，至少也應保證交半個孔以上，如圖所示，否則，應鉆垂直工藝孔進行連通。集成塊加工完畢后，工藝孔應用絲堵封??；孔道相交的正確方法孔道相交

6、的正確方法 液壓集成塊空間布局的基本原則液壓集成塊空間布局的基本原則 g.不通孔道之間的最小壁厚h必須進行強度校核孔道的最小壁厚孔道的最小壁厚 h.要注意液壓元件在集成塊上的固定螺孔不要與油道相碰，其最小壁厚也應進行強度校核； i.相通孔之間的流通面積必須大于通流面積； 液壓集成塊空間布局的基本原則液壓集成塊空間布局的基本原則 j.元件布局要遵循優(yōu)先級原則，元件布局優(yōu)先級就是布元件的先后順序。布元件的形式有多種方式：.流向順序：從泵開始從油箱開始或從油缸馬達開始； .結構順序：孔系復雜者先布；.空間順序：通徑大、安裝面面積大者先布；.關聯(lián)順序：孔系中的孔與其他孔相連次數多者先布。上述四種順序所

7、包含的集成塊實現的信息量依次為：； k.如果兩孔道干涉，若一個為出口孔，那么移動出口孔，否則移動與其他元件相關聯(lián)的最少的元件；液壓集成塊的孔道類型液壓集成塊的孔道類型 1.液壓集成塊及其中孔道的功能結構特點和加工方式進行分類： 可劃分為：公共油孔、閥塊連接孔、工藝孔等。 2.按幾何形狀進行分類： 可劃分為：光孔、階梯孔、螺紋孔等。 3.從單個孔的角度進行分類： 可以分為： A、典型孔 （1）螺紋孔（M），是多種液壓元件安裝時必須的； （2）銷孔（D），在液壓集成塊加工時起定位作用； （3）直通油孔（O）； （4）階梯油孔，這種孔由多個階梯組成。如： 螺塞孔，由三個階梯組成； 管接頭孔，由三個階

8、梯組成； 密封圈槽孔，由兩個階梯組成；液壓集成塊的孔道類型液壓集成塊的孔道類型 B、異型孔 （1）球堵孔； （2）二通插裝閥孔； （3）螺紋插裝閥孔； （4）自定義異型孔； （5）混合孔； C、成組孔 （1）板式連接； （2）法蘭連接； （3）自定義安裝孔； 液壓集成塊的孔道類型液壓集成塊的孔道類型 4.從孔道內是否有油液進行分類： 可劃分為介質孔和非介質孔液壓集成塊的孔道類型液壓集成塊的孔道類型 復雜孔道復雜孔道液壓集成塊的孔道聯(lián)通設計液壓集成塊的孔道聯(lián)通設計 1. 1.確定孔道直徑及通油孔面積確定孔道直徑及通油孔面積 集成塊上的孔道分為三類：第一類是通油孔孔道，其中包括管路管通上下面的公共

9、孔道，安裝液壓閥的三個側面上直接與閥的油孔相通的孔道，另一側面安裝管接頭的孔道，不直接與閥的油孔相通的中間孔道即工藝孔四種；第二類是連接孔，其中包括固定液壓閥的定位銷孔和螺釘孔（螺孔），成摞連接各集成塊的螺栓孔（光孔）；第三類是質量在20kg以上的集成塊的起吊螺釘孔。液壓集成塊的孔道聯(lián)通設計液壓集成塊的孔道聯(lián)通設計 a. a.通油孔道的直徑通油孔道的直徑 與閥的油孔相通孔道的直徑，應與液壓閥的油孔直徑相同。與管接頭相連接的孔道，其直徑一般應按通過的流量與允許流速確定，如公式 d= vq4vq4 其中：q通過的最大流量 v孔道中允許流速 d孔道內徑 但孔口需接管接頭螺紋小徑鉆孔并攻絲，工藝孔應用

10、螺塞或球漲堵死。 公共孔道中，壓力油孔和回油孔的直徑可以類比同壓力等級的系列集成塊中的孔道直徑確定，也可以通過上式計算得到；泄油孔的直徑一般由經驗確定，例如對于低、中壓系統(tǒng)，當q=25L/min時，可取6mm，當q=63L/min時，可取10mm。液壓集成塊的孔道聯(lián)通設計液壓集成塊的孔道聯(lián)通設計 b. b.連接孔的直徑連接孔的直徑 固定液壓閥的定位銷孔的直徑和螺釘孔（螺孔）的直徑應與所選定的液壓閥的定位銷直徑及配合要求與螺釘孔的螺紋直徑相同。 連接集成塊組的螺栓規(guī)格可類比相同壓力等級的系列集成塊的連接螺栓的確定，也可以通過強度計算得到。單個螺栓的螺紋小徑d的計算公式，如公式 vq4vq4 其中

11、：P 塊體內部最大受壓面上的推力，N n 螺栓個數 單個螺栓的材料許用應力，Pa 螺栓直徑確定后，其螺栓孔（光孔）的直徑也就隨之而定 c. c.起吊螺釘孔的直徑起吊螺釘孔的直徑. . 單個集成塊質量在單個集成塊質量在20kg20kg以上時，以上時，應按照質量和強度確定螺釘孔的直徑。應按照質量和強度確定螺釘孔的直徑。 液壓集成塊的孔道聯(lián)通設計液壓集成塊的孔道聯(lián)通設計 vq4vq4 其中：d 壓力油孔道直徑（其計算方法見d= ） n 安全系數(孔道內最高工作壓力P 7 MPa，n=8；717.5，6；17.5，4) P 孔道內最高工作壓力，MPa 油路板材料抗拉強度，MPa 壓力油孔間壁厚，m d

12、. d.油孔間的壁厚及其校核油孔間的壁厚及其校核 通油孔間的最小壁厚的推薦值不小于5mm，當系統(tǒng)壓力高于6.3MPa時，或空間壁厚較小時，應進行強度較核，以防止系統(tǒng)在使用中被擊穿?？组g壁厚可按式進行強度較核，但因考慮到集成塊體上的孔大，多而細長，鉆孔加工時可能會偏斜，實際壁厚應在計算基礎上適當大一些。 液壓集成塊二維圖紙的布置液壓集成塊二維圖紙的布置 * *螺紋插裝閥的集成閥塊螺紋插裝閥的集成閥塊 * *一般的集成閥塊一般的集成閥塊液壓集成塊的制造液壓集成塊的制造1.機械加工所需的設備 加工液壓閥塊所需的主要設備有銑床、鉆床、數控鉆銑床，加工中心以及平面磨床等設備。銑床是用來加工閥塊外形的，鉆

13、床和數控鉆銑床是用來加工閥塊的孔道和螺紋孔的，數控鉆銑床和加工中心是用來加工二通插裝閥的安裝孔道和螺紋插裝閥的插孔，平面磨床是用來磨削閥塊的六個外表面。液壓集成塊的制造液壓集成塊的制造2.加工所需的刀具 加工液壓閥塊所需的刀具有刨刀、銑刀、鉆頭、鏜刀、成形鉆頭、成形鉸刀以及絲錐等。加工螺紋插裝閥的孔道需要專用的成形鉆頭和成形鉸刀，螺紋插裝閥孔需要專用刀具。液壓集成塊的制造液壓集成塊的制造3.液壓集成塊的加工工藝 a.加工前處理加工前處理 加工閥塊的材料須要保證內部組織致密，不得有夾層、砂眼等缺陷，加工前應對毛坯探傷。鑄鐵塊或較大的鋼材塊在加工前應進行時效處理和預處理。 b.下料下料 一般每邊至

14、少留2mm以上的加工余量。 c.c.銑外形銑外形 銑削閥塊六面，每邊留0.2-0.4mm余量。d.d.粗磨粗磨 磨閥塊六面，每邊留磨閥塊六面，每邊留0.05-0.08mm0.05-0.08mm粗磨量，保證粗磨量，保證兩對應面平行度小于兩對應面平行度小于0.03mm0.03mm，兩相鄰面垂直度小于，兩相鄰面垂直度小于0.05mm.0.05mm.液壓集成塊的制造液壓集成塊的制造 e.劃線劃線 根據圖樣劃線，沖中心孔（有條件的可數控鉆床上直接用中心鉆完成） f.鉆孔鉆孔 鉆各孔，表面粗糙度Ra=12.5um。需攻螺紋，可攻螺紋。其加工順序的規(guī)則： 二孔直徑相同，在同一平面上交叉可任意鉆孔； 二孔直徑相同，在同一平面上相交先鉆深孔，后鉆淺孔； 二孔直徑不同，在同一平面上交叉先鉆小孔，后鉆大孔； 二孔直徑不同，在同一平面上相交先鉆大孔，后鉆小孔； 二孔直徑相同，不在同一平面上相切，相切量大于直徑的1/4時，先鉆一孔，當鉆另一孔與該孔鉆穿時，應換端銑刀加工到第一孔直徑深度，再換鉆頭加