SolidWorks液壓閥塊特征設(shè)計(jì)(一)

2013-07-25 by:廣州SW培訓(xùn)中心來源:仿真在線

第3章液壓閥塊特征設(shè)計(jì)

3.1液壓閥塊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)

3.1.1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(Bar Manifolds)、小板塊(Subplates),蓋板(Cover plates)、夾板(Sandwich Plates)、閥安裝底板(Valve Adaptors)、泵閥塊(PumpManifolds)、邏輯閥塊(Logic Manifolds)、疊加閥塊(Accumulator Manifolds)、專用閥塊(Specialty Manifolds)、集流排管和連接塊(Header and Junction Blocks)等多種形式[35][36]。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。

3.1.2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

(a)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。

(b)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。

(c)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最好正交,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)不通孔道之間的最小壁厚必須進(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,其最小壁厚也應(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:

(1)如果在液壓閥塊某面上的液壓元件的數(shù)量不超過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)。

(2)如果在液壓閥塊某面上的液壓元件的數(shù)量不超過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)。

(3)如果液壓閥塊某面上的液壓元件的數(shù)量超過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。

3.1.3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、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)油道孔間的最小允許壁厚的原則下,力求結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕。

3.2基于特征的液壓閥塊的交互設(shè)計(jì)

3.2.1基于閥塊的特征分析

特征是設(shè)計(jì)者對涉及對象的功能、形狀、結(jié)構(gòu)、制造、裝配、檢驗(yàn)、管理與使用信息及其關(guān)系等具有確切的工程含義的深層次抽象的描述,是產(chǎn)品描述信息的集合[37][38]。不同的應(yīng)用領(lǐng)域和不同的對象,特征的抽象和分類方法有所不同。在機(jī)械產(chǎn)品中,將構(gòu)成零件的特征分為以下幾大類:輔助特征、幾何特征等。

(1)輔助特征

輔助特征是進(jìn)行基于特征的零件實(shí)體建模設(shè)計(jì)的輔助工具,并不是所設(shè)計(jì)實(shí)體模型的組成部分。在實(shí)體建模時(shí),如何恰當(dāng)?shù)厥褂幂o助特征來順利完成實(shí)體建模,具有很大的技巧性。在實(shí)體模型的特征創(chuàng)建完畢后,輔助特征可被隱藏或重新顯示。輔助特征主要包括:工作平面、工作軸、工作點(diǎn)、構(gòu)造特征和特征管理設(shè)計(jì)樹。工作平面又稱工作基準(zhǔn)面,是輔助創(chuàng)建草圖及其特征和執(zhí)行特征操作終止的工作平面。是一個(gè)無限邊界的平坦面,因?qū)嶓w建模的設(shè)計(jì)必須在某一平面上完成二維草圖繪制后,進(jìn)行特征操作。所以,工作平面主要作用是確定草圖平面,同時(shí)也可以作為特征操作的終止參數(shù)平面和創(chuàng)建其他工作平面的中間媒體。

(2)幾何特征

幾何特征是構(gòu)成零件實(shí)體模型的基本要素,是基于特征的實(shí)體建模的含義所在,是創(chuàng)建基體特征和進(jìn)行細(xì)節(jié)特征操作的主要部分。根據(jù)創(chuàng)建方式不同,將幾何特征分為草圖特征和直接生成特征。草圖特征是由二維輪廓線或橫斷面進(jìn)行拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描和放樣形成的特征,因此草圖特征又分為拉伸特征、旋轉(zhuǎn)特征、掃描和放樣特征。直接生成特征是直接參數(shù)地創(chuàng)建在實(shí)體模型上的特征,是系統(tǒng)或設(shè)計(jì)者已定義好的參數(shù)化特征,在建模時(shí),只需進(jìn)行特征定位和輸入?yún)?shù)化尺寸值即可形成的特征。

閥塊的特征可以知道,有最基本的基體特征,其余就是孔道及沉槽。

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