液壓系統中閥塊的設計與制造
液壓閥塊在液壓系統中的重要性已被越來(lái)越多的人們所認識,其應用范圍也越來(lái)越廣泛。液壓閥塊的使用不僅能簡(jiǎn)化液壓系統的設計和安裝,而且便于實(shí)現液壓系統的集成化和標準化,有利于降低制造成本,提高精度和可靠性。
然而,隨著(zhù)液壓系統復雜程度的提高,越來(lái)越增加了液壓閥塊的設計、制造和調試的難度,若設計考慮不周,就會(huì )造成制造工藝復雜、加工成本提高、原材料浪費、使用維護麻煩等等一系列的問(wèn)題。1.1設計原則。液壓閥塊的油路符合液壓系統原理圖是設計的首要原則。
設計閥塊前,首先要讀懂原理圖,然后確定哪一部分油路可以集成。每個(gè)塊體上包括的元件數量應適中,元件太多閥塊體積大,設計、加工困難,用料可能浪費:元件太少,集成意義不大,也造成材料浪費。
在閥塊的設計中,油路應盡量簡(jiǎn)捷,盡量減少深孔、斜孔和工藝孔。閥塊中孔徑要和流量相匹配,特別應注意相貫通的孔必須保證有足夠的通流面積,注意進(jìn)出油口的方向和位置,應與系統的總體布置及管道連接形式相匹配,并考慮安裝操作的表1耐壓試驗對照表小于24Mpa時(shí)小于315Mpa時(shí)按315Mpa試驗工藝性,有垂直或水平安裝要求的元件,必須保證安裝后符合要求。對于工作中須調節的元件,設計時(shí)要考慮其操作和觀(guān)察的方便性,如溢流閥、調速閥等可調元件應設置在調節手柄便于操作的位置。須要經(jīng)常檢修的元件及關(guān)鍵元件如比例閥、司服閥等應處于閥塊的上方或外側,以便于拆裝。另外,閥塊設計中要設置足夠數量的測壓點(diǎn),以供閥塊調試用。對于重量30kg以上的閥塊,應設置起吊螺釘孔。但在滿(mǎn)足使用要求的前提下,閥塊的體積要盡量小。
2尺寸標注。設計閥塊時(shí),閥的一組尺寸應自成一體,其安裝面上標出基準螺釘孔的位置,其余相關(guān)的尺寸以基準螺釘孔為標準。另外,該視圖上還應標出所裝元件油口代號,同時(shí)標出油口的大小和深度。這樣便于孔道的加工和校驗。
閥塊應設計裝配圖,保證所裝的元件、管件、密封件安裝后互不干涉。裝配圖上要標注外形尺寸。
孔道部置。在部置閥塊孔道時(shí),首先根據系統的總體部置確定各油口的方位,互相溝通的元件應盡量置于互相垂直的相鄰面上以簡(jiǎn)化孔道部置,然后先走通主油路,再完成小通徑的油路和控制油路。另夕卜,在孔道的部置中除油路連接正確外,還應考慮美觀(guān)。
采用深孔流道時(shí),必須考慮鉆頭的長(cháng)度及鉆孔時(shí)發(fā)生偏斜的可能,一般長(cháng)徑比應小于10.所有孔距的確定應保證其壁厚有足夠的強度,對于中高壓系統而言,采用鑄鐵塊的壁厚應大于5mm,采用鋼材的應大于或等于3mm,如果是深孔,還應考慮鉆頭在允許范圍內的偏斜,應適當加大孔距。另外,還應校驗元件的安裝螺釘孔是否與其它孔道貫通。
加工精度。液壓閥塊上安裝閥、法蘭的表面粗糙度應達到Ra=0. 4末端管接頭的密封面的表面粗糙度應達到Ra=3.2另外,安裝管接頭的螺孔與其外貼合面之間的垂直度允差至少應為8級。
閥塊上所有螺孔應有加工精度要求,一般選7H,螺紋式插裝閥的安裝孔的加工精度應附合產(chǎn)品樣本的要求,插裝閥安裝孔的粗糙度為Ra=0.8,此外,還要有尺寸公差和形位公差要求。型溝槽的表面粗糙度Ra=3.2,一般流道的表面粗糙度為Ra= 15材料選擇。制造閥塊多采用鋼林A3鋼和35鋼,高壓閥塊最好采用35鍛鋼,一般的閥塊采用A3鋼即可,在用氣割從板材上載制閥塊材料時(shí),應留有足夠的加工余量,最好將閥塊的毛坯進(jìn)行鍛造后再加工。
2液壓閥塊的加工制造1預處理。加工閥塊的材料須要保證內部組織致密,不得有夾層、沙眼等缺陷,必要時(shí)應對毛坯探傷。鑄鐵塊和較大的鋼材塊在加工前應進(jìn)行時(shí)效處理和預處理。
22機加工。銑、刨閥塊毛坯等粗加工后,進(jìn)行鉗工劃線(xiàn),應留出最后精磨的余量。
閥塊的表面粗糙度一定要達到設計要求,尤其是液壓閥、法蘭、管接頭的安裝面上不得有劃線(xiàn)痕跡和其它缺陷,否則會(huì )造成滲漏。
23去毛刺。閥塊的機加工完成后,必須要倒棱、去,閥塊中所有的流道、尤其是相貫流道的交叉處必徹底清除毛刺,這與整個(gè)液壓系統的可靠性息息相關(guān),切不可忽視。
24清洗。閥塊進(jìn)入裝配前必須徹底清洗、吹風(fēng),最好設置專(zhuān)用的清洗設備,清洗液宜采用防銹清洗液,亦可采用煤油或機油。沖洗時(shí)最好有一定的壓力,所有流道特別是盲孔必須清洗干凈,不得留有任何鐵屑、污垢和雜物。
清洗后的閥塊應馬上進(jìn)入裝配,否則應涂上防銹油,并將油口蓋住,防止銹蝕和再次污染。
25裝配。閥塊裝配前應再次校對孔道的連通情況是否與原理圖相符,校對所有待裝的元件及零部件,保證所裝配的元件、密封件及其它部件均為合格品。
液壓閥安裝螺栓的強度和精度等級必須符合該閥的使用要求,并應采用測力扳手擰緊,擰緊力矩的大小應符合生產(chǎn)廠(chǎng)的要求,過(guò)緊和過(guò)松都會(huì )影響系統的密封效果。
閥塊上的螺堵應加厭氧膠助封,使用厭氧膠前必須對結合面清除油垢,加膠擰緊,24小時(shí)后才能通油。
3液壓閥塊的調試液壓閥塊調試前應先進(jìn)行10~20(min)的回路沖洗,沖洗時(shí)就不斷切換閥塊上的電磁換向閥,使油流能沖洗到閥塊所有通道。若閥塊上有比例閥和伺服閥,應先改裝沖洗板,以防損壞精密元件。
閥塊調試包括耐壓試驗和功能試驗。試驗時(shí)可采用系統本身的油源也可采用專(zhuān)用試驗臺。
3.1耐壓試驗。液壓閥塊的試驗壓力根據系統的工作壓力Ps來(lái)選取,如表1所示耐壓試驗中應逐級升壓,達到試驗壓力后保壓5~有的連接面不得有滲漏??紤]到組成試驗臺或液壓系統的元件為常規元件,故試驗壓力一般不超過(guò)315MPa耐壓試驗中如果發(fā)現液壓閥與閥塊的結合面上有滲漏現象,應查明滲漏原因,針對問(wèn)題合理處理,不應采用在結合面上加涂密封膠的方法來(lái)堵滲漏。
耐壓試驗時(shí),閥塊回路中壓力閥的調壓彈簧應調到最松,節流閥應調到最大。做完耐壓試驗后,應將閥塊上的溢流閥及安全閥調到系統的設定壓力。
3.2功能試驗。閥塊上的每一回路的每個(gè)閥都應對照液壓系統原理進(jìn)行功能試驗。
首先將所試回路的P、T、A、B、X、Y油口連通,其余回路的油口暫時(shí)用螺堵或悶蓋法蘭堵住。一般情況下接溢流閥加載,假如回路中有比例閥、調速閥、節流閥,則應接液壓缸或液壓馬達做試驗。將閥塊上P口的壓力調到工作壓力后,試驗回路的動(dòng)作功能,要求各元件的動(dòng)作準確可靠。將閥塊上的壓力閥及壓力繼電器調到系統設定壓力的位置并鎖定,對于減壓閥要求其在外負荷變化時(shí),超調值應符合標準。閥塊上的電磁閥中位機能應正確,換相靈敏,動(dòng)作可靠,并要多次(5次以上)重復試驗。
調節閥塊上的調速閥、節流閥、比例及伺服閥等,觀(guān)察輸出流量應隨輸入信號改變。調試中遇到故障時(shí),不要急于拆檢,要先從原理分析,列出引起故障的各種因素,從主到次逐一檢查,并可借助于測壓接頭檢測關(guān)鍵點(diǎn)的實(shí)際壓力。
功能試驗后,要及時(shí)把外露的油口堵住,防止臟物侵入。