多功能測試台的閥塊設計

    科技專論

    作者：張輝

    【摘要】本文闡述了測試台的閥塊設計，其包括大閥塊即放置四種閥的集成體；小閥塊即對不同孔徑的溢流閥、減壓閥、換向閥及節流閥測試時所需要的過渡閥塊。

    【關鍵詞】閥塊設計；過渡閥塊

    在測試裝置的設計過程中，最重要的一個環節就是液壓閥塊的設計，但大閥塊油孔較多且為避免油路之間的幹涉又增加了較多的工藝油孔，導致液壓閥塊結構複雜。

    1、閥塊的設計原則

    首先，設計閥塊前，先要確定油路是否可集成。每個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；元件太少，集成意義不大，造成材料浪費。

    其次，在閥塊的設計中，油路應盡量簡捷，盡量減少深孔、斜孔和工藝孔。閥塊中孔徑要和流量相符合，特別應注意相貫通的孔徑必須保證有足夠的通流麵積，注意進油口的方向和位置，應與係統的總體布置及管道連接形式相匹配，並考慮安裝操作的工藝性，有垂直或水平安裝要求的元件，必須保證安裝後符合要求。

    最後，油路及各孔道的布置。首先根據係統的總體布置確定各油口的方位，互相溝通的元件應盡量置於互相垂直的相鄰麵上以簡化孔道布置，然後先走通主油路，再完成小通徑的油路和控製油路。

    2、大閥塊的設計

    首先考慮油路集成，以換向閥、溢流閥、減壓閥共用進油口、回油口，換向閥和節流閥共用回油口。考慮到各閥的進油口和回油口之間的尺寸不相等，其中減壓閥的進、回油孔之間的距離最小，為了達到油路集成的目的，根據最簡單的數學思路——勾股定理，以減壓閥的進油孔A、回油孔B之間的距離為基準，換向閥的P、T，溢流閥的A、B在大閥塊上不與減壓閥平行而是傾斜放置，即減壓閥的A、B間的距離作為直角三角形的一個直角邊，換向閥和溢流閥的進、回油口做斜邊。設計的開始也考慮過將節流閥也做傾斜放置，但這樣做集成的意義不大，並且相比於將節流閥與閥邊平行放置，傾斜放置的尺寸標注較麻煩，相應的給大閥塊的孔徑加工帶來不便。其次，采用這種傾斜放置的方式不僅實現了油路的集成，又給小閥塊的結構設計及加工帶來了方便。

    根據閥塊的設計原則中的孔道布置原則。考慮到油孔之間、工藝孔之間及兩者之間不能相互幹涉，要從幾個方麵總體考慮。由於閥塊內部管道較多所以液壓閥塊內的孔設計是要分層，進油管與回油管盡量不放在同一層，以免兩者相通。因此，分了三個層麵設計孔的布置。如果把各個閥的控油孔放在第一層，把進、回油孔，泄漏孔分別放在第二、第三層，在孔加工時就會出現多孔道相貫通。要想不出現幹涉必須把泄漏孔放在第一層，進、回油孔放在第二層，控油孔放在第三層。另外就是孔徑大小的設計，孔徑的大小與液壓元件的通徑有關。需要測試的閥類的最大通經隻有直徑是30mm，在檢測小通徑的閥時，需要把其它幾種具有大通徑的閥塊疊加起來，閥塊之間通過螺栓連接。由於大通徑的閥塊和小通徑的閥塊進出口的尺寸和位置都是不一樣的，所以直接把它們累加起來，閥口之間不能很好的對接，甚至是大閥塊把其上閥塊的進出口完全堵死而不通。曾考慮使小閥塊的底麵的進出口和大閥塊上麵的進出口的尺寸和位置完全一樣，而小閥塊上麵的進出口和要檢測的閥的進出口尺寸和位置一致，從側麵打孔實現上下孔徑對接，原理上可行，但實際上在加工閥塊的時候是相當麻煩的，比如溢流閥，它的進出口和外控口都在一條直線上，如果隻打一個側麵孔的話，那進出口和外控口就會被連通；如果打多個側麵孔使上下兩個麵上的各口相連通，又很難保證上下兩個麵上的各孔都在一條直線上。故通過從側麵上打孔的方法不好實施。現采用加大每一個大閥塊上麵的各孔孔徑的方法，小閥塊仍按要檢測閥孔的具體尺寸和位置來設計，這樣一來，上下兩閥塊的孔口就很容易對接了。

    在設計液壓閥塊時，對一些主要壓力點要留有測壓孔，在閥類性能測試中壓力測量中使用，並且以便以後使用過程中出現問題時進行檢查。