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)過程中應(yīng)遵循的基本準(zhǔn)則。 2　 術(shù)語、符號(hào)及定義 閥塊 閥塊是指用作油路的分、集和轉(zhuǎn)換的過渡塊體，或者用來安裝板式、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?？椎篱g不竄油； （2）結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間??； （3）油路簡單，壓力損失?。? （4）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），具體可見附錄A閥塊工程圖示例。 4.1.3 閥塊上的外接油口、測壓口應(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 W M101 14 ≥15 ≤1 ≥8 0.1 M121.5 17 ≥18 ≤1.5 ≥12 0.1 M141.5 19 ≥20 ≤1.5 ≥12 0.1 M161.5 21.9 ≥23 ≤1.5 ≥12 0.1 M181.5 23.9 ≥25 ≤2 ≥12 0.1 M201.5 25.9 ≥27 ≤2 ≥14 0.1 M221.5 27 ≥28 ≤2.5 ≥14 0.1 M261.5 31.9 ≥33 ≤2.5 ≥16 0.2 M272 32 ≥33 ≤2.5 ≥16 0.2 M332 39.9 ≥41 ≤2.5 ≥18 0.2 M422 49.9 ≥51 ≤2.5 ≥20 0.2 M482 55 ≥56 ≤2.5 ≥22 0.2 G1/8 14 ≥15 ≤1 ≥8 0.1 G1/4 18.9 ≥20 ≤1.5 ≥12 0.1 G3/8 22 ≥23 ≤2 ≥12 0.1 G1/2 26.9 ≥28 ≤2.5 ≥14 0.1 G3/4 32 ≥33 ≤2.5 ≥16 0.2 G1 39.9 ≥41 ≤2.5 ≥18 0.2 G1-1/4 49.9 ≥51 ≤2.5 ≥20 0.2 G1-1/2 55 ≥56 ≤2.5 ≥22 0.2 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 M101 M121.5 M141.5 M161.5 M181.5 M201.5 M221.5 M261.5 沉孔 Φ15（+0.4，0） Φ20（+0.4，0） Φ22（+0.4，0） Φ24（+0.4，0） Φ25（+0.4，0） Φ28（+0.4，0） Φ28（+0.4，0） Φ34（+0.4，0） 螺紋 M272 M332 M422 M482 　 　 　 　 沉孔 Φ34（+0.4，0） Φ42（+0.4，0） Φ52（+0.4，0） Φ56（+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 1/8 G 1/4 G 3/8 G 1/2 G 3/4 G 1 G 1 1/4 G 1 1/2 沉孔 Φ15（+0.4，0）　 Φ22（+0.4，0） Φ24（+0.4，0） Φ28（+0.4，0） Φ34（+0.4，0） Φ42（+0.4，0） Φ52（+0.4，0） Φ56（+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)避免閥塊集成度過高，尤其應(yīng)避免在同一閥塊上集成過多的螺紋插裝閥，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，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 9157－1999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0.008～0.015mm。 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圖附在工程圖中。 附錄A：液壓閥塊工程圖示例