液压阀块设计指南与实例

液压阀块设计基本准则

1 范围

本标准规定了液压系统阀块设计过程中应遵循的基本准则。

2 术语、符号及定义

阀块

阀块是指用作油路的分、集和转换的过渡块体，或者用来安装板式、插装式等阀件的的基础块，在其上具有外接口和连通各外接口或阀件的流道，各流道依据所设计的原理实现正确的沟通。

3 液压阀块的设计要求和步骤

3.1 设计要求

（1）可靠性高，确保孔道间不窜油；

（2）结构紧凑，占用空间小；

（3）油路简单，压力损失小；

（4）易于加工，辅助工艺孔少；

（5）便于布管；

（6）各控制阀调节操作方便。

3.2 设计步骤

（1）根据阀块在系统中的布置和管路布局初步确定各外接油口在阀块上的相对位置，并根据流量确定接头规格；

（2）根据阀组工作原理、系统布局、各阀本身特性和维护性能初步确定各控制阀在阀块上的安装位置；

（3）设计并反复优化各外接口和阀件间的流道，使各流道依据所设计的原理实现正确、合理的沟通。

4 液压阀块的设计要点

4.1 阀块的油口

4.1.1设计阀块时应考虑系统管路走向，同时应考虑扳手操作空间；对于位置相近且易接错的油口，应尽量设计或选用不同通径的管接头和胶管以便于区分。

图1 SAB熨平板分集流块

4.1.2 阀块上的各油口旁均应标注注油口标识（例如：P、A、T、B、A1、A2、B1、B2、M1、M2……），其中，板式阀安装面的油口标识仅在图纸上体现，而用于与胶（钢）管相连接的外接油口和测压口旁则必须在阀块体上打相应钢印，为保证安装管接头（或法兰）后不将标识覆盖，钢印距离相应油口边缘大于7mm（可在技术要求中注明），具体可见附录A阀块工程图示例。

4.1.3 阀块上的外接油口、测压口应根据管接头连接尺寸设计，沉孔外径、深度和螺纹深度均应留有合适的余量，避免安装时干涉。具体可根据管接头螺纹规格由表1确定，并按《路机液压阀块管接头螺纹用沉孔规格系列》对沉孔外径进行圆整。

图2 油口尺寸示意图

表1 阀块油口设计推荐尺寸

表2 公制管接头螺纹对应沉孔规格（优选系列）

表3 英制管接头螺纹对应沉孔规格（优选系列）

4.2 阀块与阀件的连接

4.2.1 合理选择各控制阀的结构形式，同时应避免阀块集成度过高，尤其应避免在同一阀块上集成过多的螺纹插装阀，否则会使阀块工艺孔成倍增加，油路曲折，压力损失高，同时造成加工、检验和排故困难；但是对于功能相关，油路并联的板式阀组应尽量集成，以便简化系统管路。

图3 老沥摊主阀块

图4 SAP 大臂、料斗阀组

4.2.2 阀块上采用的板式液压控制阀安装面应按厂家样本提供的尺寸设计，其表面加工质量应符合图5所示要求，另可参考标准“ISO 4401 Hydraulic fluid power - Four-port directional control valves - Mounting surfaces ”或“GB/T 2514液压传动 四油口方向控制阀安装面”的相关规定。

图5 板式阀安装面加工质量要求

4.2.3 阀块上采用的螺纹插装阀安装孔应按厂家样本提供的尺寸设计，尽量选用和其他品牌型号通用性强和有现有加工刀具的插件。 4.3 阀块的孔道

4.3.1 设计阀块体的孔道时应考虑尽可能减小流阻损失及加工方便，其孔径大小按公式（1）算出后取整：

max

61

.4V Q

D ≥ (1) 式中：

D ──孔道直径，mm ；

Q ──孔道内液流最大工作流量，L/min ；

m ax V ──孔道内液流速度，m/s

一般工作管路推荐流速为8m/s ，回油管路推荐流速为4m/s 。

4.3.2 阀块的孔深数值是指从孔道所在视图表面计算并包括钻尖的深度。

4.3.3 为便于去毛刺和避免污染物沉积，相交孔的结构形式应采用图6所示的T 形结构，其中一个孔的孔深为该孔端面到与之相通孔道的轴线位置，不得采用图7所示的十字形结构。

图6 T 形相交孔结构

图7 十字形相交孔结构

4.3.4 应避免采用倾斜孔道，必须采用斜孔时，孔道的倾斜角度宜不超过35°，并须保证孔口的密封良好。

4.4 阀块孔道间的最小壁厚

4.4.1 为防止系统使用中被击穿，阀块中间两两相邻（相交或平行）孔道（含安装螺纹孔）之间的最小壁厚应不小于4mm 。但在受布局和结构限制，且孔道所受压力小于时，孔道之间的最小壁厚可不小于3mm 。 4.4.2 孔间壁厚可按公式（2）进行校核，考虑到集成阀块上的油孔细而长，钻孔加工时可能会钻偏，实际壁厚应在计算基础上适当取大一些。

b

pdn

σδ2≥

（2） 式中 ：

δ──孔间壁厚；

P──孔道最高工作压力；

d──压力油孔道直径；

n──安全系数；

σ──阀块材料抗拉强度。

b

4.5 阀块的孔深

为避免钻头损坏，通常钻孔深度不宜超过孔径的25倍。

4.6 阀块的工艺孔

4.6.1 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。在位置不允许时，对直径不大于12 mm 的孔道，允许采用球涨式堵头封堵，球涨式堵头的安装尺寸应符合“JB/T 9157－1999液压气动用球涨式堵头安装尺寸”的规定。

4.6.2 建议阀块的工艺孔口部堵头不凸出安装面表面。

图8 SAB熨平板伸缩阀

4.7 阀块的表面处理

阀块表面镀镍，镀镍层厚度～0.015mm。

4.8 阀块的安装板

当阀块从背面安装固定时，安装板螺钉孔建议采用图9（b）所示结构，以便于装配，同时，因图9（a）所示安装板折弯边高度必须大于螺钉长度，采用图9（b）所示安装板可节省空间。

（a）

（b）

图9 阀块安装板

4.9 阀块工程图

对于不能用剖视图清晰表示内部孔道相交状况的复杂阀块，应用孔系表注明各孔的相交状况（详见附录A），以便于阀块检验。同时，建议将阀块的工作原理图和三维轴测图附在工程图中。

附录A：液压阀块工程图示例