液壓閥塊設(shè)計(jì)指南與實(shí)例

液壓閥塊設(shè)計(jì)基本準(zhǔn)則1 范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了液壓系統(tǒng)閥塊設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)遵循的基本準(zhǔn)則。2 術(shù)語(yǔ)、符號(hào)及定義閥塊閥塊是指用作油路的分、集和轉(zhuǎn)換的過(guò)渡塊體，或者用來(lái)安裝板式、插裝式等閥件的的基礎(chǔ)塊，在其上具有外接口和連通各外接口或閥件的流道，各流道依據(jù)所設(shè)計(jì)的原理實(shí)現(xiàn)正確的溝通。3 液壓閥塊的設(shè)計(jì)要求和步驟3.1 設(shè)計(jì)要求（1）可靠性高，確保孔道間不竄油；（2）結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間??；（3）油路簡(jiǎn)單，壓力損失?。唬?）易于加工，輔助工藝孔少；（5）便于布管；（6）各控制閥調(diào)節(jié)操作方便。3.2 設(shè)計(jì)步驟（1） 根據(jù)閥塊在系統(tǒng)中的布置和管路布局初步確定各外接油口在閥塊上的相對(duì)位置，并根據(jù)流量確定接頭規(guī)格；（2）根據(jù)閥組工作原理、系統(tǒng)布局、各閥本身特性和維護(hù)性能初步確定各控制閥在閥塊上的安裝位置；（3） 設(shè)計(jì)并反復(fù)優(yōu)化各外接口和閥件間的流道，使各流道依據(jù)所設(shè)計(jì)的原理實(shí)現(xiàn)正確、合理的溝通。4 液壓閥塊的設(shè)計(jì)要點(diǎn)4.1 閥塊的油口4.1.1設(shè)計(jì)閥塊時(shí)應(yīng)考慮系統(tǒng)管路走向，同時(shí)應(yīng)考慮扳手操作空間；對(duì)于位置相近且易接錯(cuò)的油口，應(yīng)盡量設(shè)計(jì)或選用不同通徑的管接頭和膠管以便于區(qū)分。圖1 SAB熨平板分集流塊4.1.2 閥塊上的各油口旁均應(yīng)標(biāo)注注油口標(biāo)識(shí)（例如：P、A、T、B、A1、A2、B1、B2、M1、M2），其中，板式閥安裝面的油口標(biāo)識(shí)僅在圖紙上體現(xiàn)，而用于與膠（鋼）管相連接的外接油口和測(cè)壓口旁則必須在閥塊體上打相應(yīng)鋼印，為保證安裝管接頭（或法蘭）后不將標(biāo)識(shí)覆蓋，鋼印距離相應(yīng)油口邊緣大于7mm（可在技術(shù)要求中注明），具體可見(jiàn)附錄A閥塊工程圖示例。4.1.3 閥塊上的外接油口、測(cè)壓口應(yīng)根據(jù)管接頭連接尺寸設(shè)計(jì)，沉孔外徑、深度和螺紋深度均應(yīng)留有合適的余量，避免安裝時(shí)干涉。具體可根據(jù)管接頭螺紋規(guī)格由表1確定，并按路機(jī)液壓閥塊管接頭螺紋用沉孔規(guī)格系列對(duì)沉孔外徑進(jìn)行圓整。圖2 油口尺寸示意圖表1 閥塊油口設(shè)計(jì)推薦尺寸管接頭螺紋d1管接頭止口外徑d7油口沉孔外徑d4油口沉孔深度a1油口螺紋深度b1形位公差WM1011415180.1M121.517181.5120.1M141.519201.5120.1M161.521.9231.5120.1M181.523.9252120.1M201.525.9272140.1M221.527282.5140.1M261.531.9332.5160.2M27232332.5160.2M33239.9412.5180.2M42249.9512.5200.2M48255562.5220.2G1/81415180.1G1/418.9201.5120.1G3/822232120.1G1/226.9282.5140.1G3/432332.5160.2G139.9412.5180.2G1-1/449.9512.5200.2G1-1/255562.5220.2表2 公制管接頭螺紋對(duì)應(yīng)沉孔規(guī)格（優(yōu)選系列）螺紋M101M121.5M141.5M161.5M181.5M201.5M221.5M261.5沉孔15（+0.4，0）20（+0.4，0）22（+0.4，0）24（+0.4，0）25（+0.4，0）28（+0.4，0）28（+0.4，0）34（+0.4，0）螺紋M272M332M422M482沉孔34（+0.4，0）42（+0.4，0）52（+0.4，0）56（+0.4，0）表3 英制管接頭螺紋對(duì)應(yīng)沉孔規(guī)格（優(yōu)選系列）螺紋G 1/8G 1/4G 3/8G 1/2G 3/4G 1G 1 1/4G 1 1/2沉孔15（+0.4，0）22（+0.4，0）24（+0.4，0）28（+0.4，0）34（+0.4，0）42（+0.4，0）52（+0.4，0）56（+0.4，0）4.2 閥塊與閥件的連接4.2.1 合理選擇各控制閥的結(jié)構(gòu)形式，同時(shí)應(yīng)避免閥塊集成度過(guò)高，尤其應(yīng)避免在同一閥塊上集成過(guò)多的螺紋插裝閥，否則會(huì)使閥塊工藝孔成倍增加，油路曲折，壓力損失高，同時(shí)造成加工、檢驗(yàn)和排故困難；但是對(duì)于功能相關(guān)，油路并聯(lián)的板式閥組應(yīng)盡量集成，以便簡(jiǎn)化系統(tǒng)管路。 圖3 老瀝攤主閥塊 圖4 SAP大臂、料斗閥組4.2.2 閥塊上采用的板式液壓控制閥安裝面應(yīng)按廠家樣本提供的尺寸設(shè)計(jì)，其表面加工質(zhì)量應(yīng)符合圖5所示要求，另可參考標(biāo)準(zhǔn)“ISO 4401 Hydraulic fluid power - Four-port directional control valves - Mounting surfaces”或“GB/T 2514液壓傳動(dòng) 四油口方向控制閥安裝面”的相關(guān)規(guī)定。圖5 板式閥安裝面加工質(zhì)量要求4.2.3 閥塊上采用的螺紋插裝閥安裝孔應(yīng)按廠家樣本提供的尺寸設(shè)計(jì)，盡量選用和其他品牌型號(hào)通用性強(qiáng)和有現(xiàn)有加工刀具的插件。4.3 閥塊的孔道4.3.1 設(shè)計(jì)閥塊體的孔道時(shí)應(yīng)考慮盡可能減小流阻損失及加工方便，其孔徑大小按公式（1）算出后取整： (1)式中：D孔道直徑，mm；Q孔道內(nèi)液流最大工作流量，L/min；孔道內(nèi)液流速度，m/s一般工作管路推薦流速為8m/s，回油管路推薦流速為4m/s。4.3.2 閥塊的孔深數(shù)值是指從孔道所在視圖表面計(jì)算并包括鉆尖的深度。4.3.3 為便于去毛刺和避免污染物沉積，相交孔的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)采用圖6所示的T形結(jié)構(gòu)，其中一個(gè)孔的孔深為該孔端面到與之相通孔道的軸線位置，不得采用圖7所示的十字形結(jié)構(gòu)。圖6 T形相交孔結(jié)構(gòu)圖7 十字形相交孔結(jié)構(gòu)4.3.4 應(yīng)避免采用傾斜孔道，必須采用斜孔時(shí)，孔道的傾斜角度宜不超過(guò)35，并須保證孔口的密封良好。4.4 閥塊孔道間的最小壁厚4.4.1 為防止系統(tǒng)使用中被擊穿，閥塊中間兩兩相鄰（相交或平行）孔道（含安裝螺紋孔）之間的最小壁厚應(yīng)不小于4mm。但在受布局和結(jié)構(gòu)限制，且孔道所受壓力小于6.3MPa時(shí)，孔道之間的最小壁厚可不小于3mm。4.4.2 孔間壁厚可按公式（2）進(jìn)行校核，考慮到集成閥塊上的油孔細(xì)而長(zhǎng)，鉆孔加工時(shí)可能會(huì)鉆偏，實(shí)際壁厚應(yīng)在計(jì)算基礎(chǔ)上適當(dāng)取大一些。 （2）式中 ：孔間壁厚；P孔道最高工作壓力；d壓力油孔道直徑；n安全系數(shù)；閥塊材料抗拉強(qiáng)度。4.5 閥塊的孔深為避免鉆頭損壞，通常鉆孔深度不宜超過(guò)孔徑的25倍。4.6 閥塊的工藝孔4.6.1 工藝孔道應(yīng)采用螺塞、法蘭等可拆方式封堵，以便孔道的清理、清洗和檢查。在位置不允許時(shí)，對(duì)直徑不大于12 mm 的孔道，允許采用球漲式堵頭封堵，球漲式堵頭的安裝尺寸應(yīng)符合“JB/T 91571999液壓氣動(dòng)用球漲式堵頭安裝尺寸”的規(guī)定。4.6.2 建議閥塊的工藝孔口部堵頭不凸出安裝面表面。圖8 SAB熨平板伸縮閥4.7 閥塊的表面處理閥塊表面鍍鎳，鍍鎳層厚度0.0080.015mm。4.8 閥塊的安裝板當(dāng)閥塊從背面安裝固定時(shí)，安裝板螺釘孔建議采用圖9（b）所示結(jié)構(gòu)，以便于裝配，同時(shí)，因圖9（a）所示安裝板折彎邊高度必須大于螺釘長(zhǎng)度，采用圖9（b）所示安裝板可節(jié)省空間。（a）（b）圖9 閥塊安裝板 4.9 閥塊工程圖對(duì)于不能用剖視圖清晰表示內(nèi)部孔道相交狀況的復(fù)雜閥塊，應(yīng)用孔系表注明各孔的相交狀況（詳見(jiàn)附錄A），以便于閥塊檢驗(yàn)。同時(shí)，建議將閥塊的工作原理圖和三維軸測(cè)圖附在工程圖中。附錄A：液壓閥塊工程圖示例