液压阀块设计经验-★★★★

液压阀块设计规范液压阀块的设计大多属于非标设计,需要根据不同的工况和使用要求进行针对性设计,设计阀块时大致分为以下几步:选材、设计、加工与热处理、去毛刺与清洗、表面防锈处理、试验。1、选材：不同的材料决定了不同的压力等级，首先根据使用压力进行合理选材，一般来说遵循以下原则：工作压力P6.3MPa时，液压阀块可以采用铸铁HT20一40。采用铸铁件可以进行大批量铸造，减少工时，提高效率，特别适用于标准化阀块。6.3MPa≤P21MPa时，液压阀块可以选用铝合金锻件、20号锻钢或者Q235；低碳钢焊接性能好，特别适合与非标的硬管（使用中很多阀块需要和硬管进行焊接）进行焊接。P≥21MPa时，液压阀块可以选用35号锻钢。锻打后直接机加工或者机加工后调质处理HB200-240（一般高压的阀块，往往探伤、机加工与热处理循环进行）。常用液压阀阀体材料选用表材料常用工况适用介质类别材料牌号代号PN/Mpat/℃灰铸铁HT200Z≤1.6≤200水、蒸汽、油类等HT250氨≤2.5氨≥-40可锻铸铁KT30-6KT30-8K≤2.5300氨≥-40球墨铸铁QT400-18QT400-15Q≤4.0≤350高硅铸铁NSTSi-1SG≤0.6≤120硝酸等腐蚀介质优质碳素钢ZG200、ZG250、WCA、WCB、WCCC≤16.0≤425水、蒸汽、油类等氨、氮氢气等A3、10、20、25、35≤32.0≤200铬钼合金钢12CrMo、WC615CrMoZG20CrMoIP5410540蒸汽类Cr5MoZGCr5Mo≤16.0≤550油类铬钼钒合金钢12Cr1MoV15Cr1MoVZG12Cr1MoVZG15Cr1MoVWC9VP5714570蒸汽类镍、铬、钛耐酸钢1Cr18Ni9TiZG1Cr18Ni9TiP≤6.3≤200硝酸等腐蚀介质-100～-196乙烯等低温介质≤600高温蒸汽、气体等镍铬钼钛耐酸钢1Cr18Ni12Mo2TiZG1Cr18Ni12Mo2TiR≤20.0≤200尿素、醋酸等优质锰钒钢16Mn15MnVI≤16.0≤450水、蒸汽、油品类铜合金HSi80-3T≤4.0≤250水、蒸汽、气体类2、阀块的设计与加工设计阀块时阀块最初的厚度定为最大通径的5倍，然后根据具体设计逐步才缩小；设计通道时应合理布置孔道，尽量减少深孔、斜孔和工艺孔，先安排大流量通道，最后是先导油通道，各孔道之间的安全壁厚不得小于3～5mm，还应考虑钻头在允许范围内的偏斜，适当加大相邻孔道的间距；通道内液压油流速不能高于12m/s，回油通道要比是进油通道大20-40%；阀块进油口，工作口，控制口要加工测压口；各阀口要刻印标号；对于质量较大的阀块必须有起吊螺钉口。阀体设计的一般规定:1.阀块体的外形一般为矩形六面体。2.阀块体材料宜采用35钢锻件或连铸坯件。3.阀块体的最大边长宜不大于600mm，所包含的二通插装阀插件数量宜不大于8。4.当液压回路所含的插件多于8个时，应分解成数个阀块体，各阀块体之间用螺栓相互连接，结合面处的连接孔道用O型密封圈予以密封，组成整体的阀块组。连接螺栓的矩形性能应不低于12.9级。5.设计阀块体的主级孔道时应考虑尽可能减小流阻损失及加工方便。6.主级孔道的直径按公式(1)估算选取：maxv61.4QD式中：D-孔道直径，mm;Q-孔道内可能流过的最大工作流量，L/min;vmax-孔道允许的最大工作液流速，m/s。一般，对于压力孔道，vmax不大于6m/s;对于回油孔道，vmax不大于3m/s。按公式(1)估算出的孔道直径应园整至标准的通径值。7.当主级孔道与多个插件贯通时，为减小贯通处的局部流阻损失，宜采用与插件孔偏贯通的方法(使主级孔道的中心线与插件孔的中心线偏移)。一般使主级孔道中心线与插件孔孔壁相切。同时也可以加大孔道通径，加大的通径应不超过GB2877的规定。8.为改善深孔工艺性，设计时可考虑增大孔径或采用两端钻孔对接的方法。9.设计时应尽量避免在阀块体内设置复杂连接的控制孔道和三维斜孔，应充分利用控制盖板内的控制孔道，或采用先导控制块等专用的控制孔道连接体。先导孔道的直径应与GB2877的规定一致。若因工艺需要而减小先导孔道的直径时，应作验算，确认不至影响对主级阀的控制要求。10.应避免采用倾斜孔道。必须倾斜时，孔道的倾斜角度应不超过35°，并须保证孔口的密封良好。对主级斜孔，应在有关视图上标注出因斜孔加工而造成的椭园孔口的长轴尺寸。11.当较小孔道孔径不大于25mm时，两相邻孔道孔壁之间的距离应不小于5mm;较小孔道孔径大于25mm时，两相邻孔道孔壁之间的距离应不小于10mm。12.为避免污染物的沉积，对于相通的孔道，孔深一般应到与之相通的孔道的中心线为止。13.主级孔道的外接油口一般采用法兰连接。对于通径为25mm以下的较小油口，也可采用螺纹连接。先导孔道的外接油口宜采用螺纹连接。14.工艺孔道应采用螺塞、法兰等可拆方式封堵，以便孔道的清理、清洗和检查。螺塞的螺纹应符合GB2878的规定。在位置不允许时，对直径不大于12mm的孔道，允许采用球涨式堵头封堵。15.主级孔道和主要的先导孔道上应设置必要的检测口，以便检测液压回路的工作参数。检测口一般应安装具快速连接功能的测压接头。16.阀块体的所有外接油口、检测口均应有油口标记，油口标记应与液压原理图上的相应标记一致。17.应在阀块体的醒目部位，预留铭牌安装位置。18.阀块体应有吊装结构，一般采用吊环螺钉。19.采用锻件毛坯时，应经正火处理以消除残余内应力。必要时应进行无损探伤以检查其内部质量。20.棱边倒角2×45°，阀体较小时则倒角1.5×45°。21.各油道孔口应保持尖边，勿倒角，但应去尽毛刺。各管接头螺纹孔口倒角深度应不大于螺距的二分之一。22.去毛刺、飞边，认真清除孔道内切屑、杂质，并清洗干净。23.在各油口旁打上相应的油口标记钢印，钢印距孔口不小于6mm(以不影响O型密封圈的密封性能为准)。24.当阀块体表面采用化学镀镍处理时，镀层厚0.008～0.012mm。25.加工完毕后的阀块体应有防锈、防尘等防护措施，表面应封盖，并存放于清洁干燥的场所阀块设计完成后进行加工，其加工工艺大致如下：(1)加工前处理。加工阀块的材料需要保证内部组织致密，不得有夹层、沙眼等缺陷，加工前应对毛坯探伤。铸铁块和较大的钢材块在加工前应进行时效处理和预处理。(2)下料。一般每边至少留2mm以上加工余量。(3)铣外形。铣削阀块6面，每边留0.2-0.4mm粗磨量。(4)粗磨。粗磨阀块6面，每边留0.05～0.08mm精磨量，保证每对对应面平行度小于0.03mm，两相邻面垂直度小于0.05mm。(5)划线。有条件的可在数控钻床上直接用中心钻完成。(6)钻孔。各孔表面精糙度为Ra12.5。(7)精磨。磨削阀块6面，各表面磨至粗糙度Ra0.4um。阀块加工时必须严格控制形位公差以满足使用要求，形位公差值参考如下：阀块6个面相互之间的垂直度公差为0.05mm；相对面的平行度公差为0.03mm；各面的平面度公差为0.02mm；螺纹与其贴合面之间垂直度公差0.05mm；所有孔与所在端面垂直度的允差为如0.05mm3、去毛刺与清洗为了保证液压系统的清洁度，阀块必须进行去毛刺。目前很多厂家仍然采用毛刷进行人工去毛刺，也有采用甲烷爆破法去毛刺的。阀块去毛刺完成后需通过内窥镜检验，以确保毛刺清理完毕。最后对阀块进行清洗。清除附着在阀块表面的各种颗粒污染物、腐蚀物、油脂等。4、表面防锈处理为了确保阀块在使用中不会过早的生锈，必须进行防锈处理。阀块的内部油道可采用酸洗磷化，外表面防锈处理工艺主要有发蓝、镀镉、镀锌、镀镍等表面处理。5、保压试验根据设计要求对阀块进行保压试验。不同的系统工作压力，其阀块的安全系数不相同：工作压力小于16MPa,试验压力为1.5倍工作压力小于25MPa,试验压力为1.25倍工作压力小于31MPa,试验压力为1.15倍试验保压时间为5～10min，各密封面、各接头处不得有泄漏现象。