REXROTH液壓系統(tǒng)-液壓閥塊淺談

液壓閥的基本結(jié)構(gòu)主要包括閥芯、閥體和驅(qū)動(dòng)閥芯在閥體內(nèi)做相對(duì)運(yùn)動(dòng)的操縱裝置。閥芯的主要形式有滑閥、錐閥和球閥；閥體上除有與閥芯配合的閥體孔或閥座孔外，還有外接油管的進(jìn)、出油口和泄油口；驅(qū)動(dòng)閥芯在閥體內(nèi)做相對(duì)運(yùn)動(dòng)的裝置可以是手調(diào)機(jī)構(gòu)，也可以是彈簧或電磁鐵，有些場(chǎng)合還采用液壓力驅(qū)動(dòng)。 
　　
在工作原理上，液壓閥是利用閥芯在閥體內(nèi)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)控制閥口的通斷及開(kāi)口的大小，以實(shí)現(xiàn)壓力、流量和方向控制。液壓閥工作時(shí)，所有閥的閥口大小、閥進(jìn)、出油口間的壓差以及通過(guò)閥的流量之間的關(guān)系都符合孔口流量公式(q＝KA·Δp m)，只是各種閥控制的參數(shù)各不相同而已。

一，液壓閥塊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 

按照結(jié)構(gòu)和用途劃分，液壓閥塊有條形塊、小板塊，蓋板、夾板、閥安裝底板、泵閥塊、邏輯閥塊、疊加閥塊、專用閥塊、集流排管和連接塊等多種形式。實(shí)際系統(tǒng)中的液壓閥塊是由閥塊體以及其上安裝的各種液壓閥、管接頭、附件等元件組成。 

1，閥塊體 

閥塊體是集成式液壓系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，它既是其它液壓元件的承裝載體，又是它們油路連通的通道體。閥塊體一般都采用長(zhǎng)方體外型，材料一般用鋁或可鍛鑄鐵。閥塊體上分布有與液壓閥有關(guān)的安裝孔、通油孔、連接螺釘孔、定位銷孔，以及公共油孔、連接孔等，為保證孔道正確連通而不發(fā)生干涉有時(shí)還要設(shè)置工藝孔。一般一個(gè)比較簡(jiǎn)單的閥塊體上至少有40-60個(gè)孔，稍微復(fù)雜一點(diǎn)的就有上百個(gè)，這些孔道構(gòu)成一個(gè)縱橫交錯(cuò)的孔系網(wǎng)絡(luò)。閥塊體上的孔道有光孔、階梯孔、螺紋孔等多種形式，一般均為直孔，便于在普通鉆床和數(shù)控機(jī)床上加工。有時(shí)出于特殊的連通要求設(shè)置成斜孔，但很少采用。 

2，液壓閥 

液壓閥一般為標(biāo)準(zhǔn)件，包括各類板式閥、插裝閥、疊加閥等，由連接螺釘安裝在閥塊體上，實(shí)現(xiàn)液壓回路的控制功能。 

3，管接頭 

管接頭用于外部管路與閥塊的連接。各種閥和閥塊體組成的液壓回路，要對(duì)液壓缸等執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，以及進(jìn)油、回油、泄油等，必須與外部管路連接才能實(shí)現(xiàn)。 

4，其它附件 

包括管道連接法蘭、工藝孔堵塞、油路密封圈等附件。 

二，液壓閥塊的布局原則 
閥塊體外表面是閥類元件的安裝基面，內(nèi)部是孔道的布置空間。閥塊的六個(gè)面構(gòu)成一個(gè)安裝面的集合。通常底面不安裝元件，而是作為與油箱或其它閥塊的疊加面。在工程實(shí)際中，出于安裝和操作方便的考慮，液壓閥的安裝角度通常采用直角。 

液壓閥塊上六個(gè)表面的功用(僅供參考)： 

1，頂面和底面 

液壓閥塊塊體的頂面和底面為疊加接合面，表面布有公用壓力油口P、公用回油口O、泄漏油口L、以及四個(gè)螺栓孔。 

2，前面、后面和右側(cè)面 

1），右側(cè)面：安裝經(jīng)常調(diào)整的元件，有壓力控制閥類，如溢流閥、減壓閥、順序閥等：流量控制閥類，如節(jié)流閥、調(diào)速閥等。 

2），前面：安裝方向閥類，如電磁換向閥、單向閥等；當(dāng)壓力閥類和流量閥類在右側(cè)面安裝不下時(shí)，應(yīng)安裝在前面，以便調(diào)整。 

3），后面：安裝方向閥類等不調(diào)整的元件。 

3，左側(cè)面 

左側(cè)面設(shè)有連接執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出油口，外測(cè)壓點(diǎn)以及其他輔助油口，如蓄能器油孔、接備用壓力繼電器油孔等。 

液壓閥塊塊體的空間布局規(guī)劃是根據(jù)液壓系統(tǒng)原理圖和布置圖等的設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行的。經(jīng)常性的原則如下： 

1），安裝于液壓閥塊上的液壓元件的尺寸不得相互干涉。 

2），閥塊的幾何尺寸主要考慮安裝在閥塊上的各元件的外型尺寸，使各元件之間有足夠的裝配空間。液壓元件之問(wèn)的距離應(yīng)大于5mm，換向閥上的電磁鐵、壓力閥上的先導(dǎo)閥以及壓力表等可適當(dāng)延伸到閥塊安裝平面以外，這樣可減小閥塊的體積。但要注意外伸部分不要與其他零件相碰。 

3），在布局時(shí)，應(yīng)考慮閥體的安裝方向是否合理，應(yīng)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。 

4），閥塊公共油孔的形狀和位置尺寸要根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求來(lái)確定。而確定閥塊上各元件的安裝參數(shù)則應(yīng)盡可能考慮使需要連通的孔道*好正交，使它們直接連通，減少不必要的工藝孔。 

5），由于每個(gè)元件都有兩個(gè)以上的通油孔道，這些孔道又要與其它元件的孔道以及閥塊體上的公共油孔相連通，有時(shí)直接連通是不可能的，為此必須設(shè)計(jì)必要的工藝孔。閥塊的孔道設(shè)計(jì)就是確定孔道連通時(shí)所需增加工藝孔的數(shù)量、工藝孔的類型和位置尺寸以及閥塊上孔道的孔徑和孔深。 

6），不通孔道之間的*小壁厚必須進(jìn)行強(qiáng)度校核。 

7），要注意液壓元件在閥塊上的固定螺孔不要與油道相碰，其*小壁厚也應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度校核等等。 

根據(jù)以上原則，液壓閥塊布局的優(yōu)化方法如下： 

a), 如果在液壓閥塊某面上的液壓元件的數(shù)量不超過(guò)4個(gè)，則分別布置液壓元件在4個(gè)角附近，不一定在角上．這樣可以保證在兩個(gè)邊附近進(jìn)行工藝孔設(shè)計(jì)。 

b), 如果在液壓閥塊某面上的液壓元件的數(shù)量不超過(guò)8個(gè)，則除了分別布置液壓元件在4個(gè)角附近以外，其它液壓元件可根據(jù)情況分別布置在4個(gè)邊附近。這樣可以保證在一個(gè)到兩個(gè)邊附近進(jìn)行工藝孔設(shè)計(jì)。 

c), 如果液壓閥塊某面上的液壓元件的數(shù)量超過(guò)8個(gè)以上，可以考慮使用智能方法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。 

由于一般情況下，液壓閥塊包含的液壓元件總和不會(huì)超過(guò)10個(gè)以上，所以分配到各個(gè)面上的液壓元件數(shù)量不會(huì)超過(guò)lO個(gè)，一般在3到5個(gè)左右。 

由于在一般液壓閥塊設(shè)計(jì)中很少涉及到大量的液壓元件布置，所以根據(jù)前兩條的規(guī)則可以滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求。 

三，液壓閥塊的設(shè)計(jì)思路 
集成塊單元回路圖實(shí)質(zhì)上是液壓系統(tǒng)原理的一個(gè)等效轉(zhuǎn)換，它是設(shè)計(jì)塊式集成液壓控制裝置的基礎(chǔ)，也是設(shè)計(jì)集成塊的依據(jù)。閥塊圖紙上要有相應(yīng)的原理圖，原理圖除反映油路的連通性外，還要標(biāo)出所用元件的規(guī)格型號(hào)、油口的名稱及孔徑，以便液壓閥塊的設(shè)計(jì)。 

設(shè)計(jì)閥塊前．首先要讀通原理圖，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(shù)量應(yīng)適中。閥塊體尺寸應(yīng)考慮兩個(gè)側(cè)面所安裝的元件類型及外形尺寸，以及保證塊體內(nèi)油道孔間的*小允許壁厚的原則下，力求結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕。