液压阀块设计制造探讨

1 概述

液压阀块在液压系统中的重要性已被越来越多的人

们所认识，其应用范围也越来越广泛。液压阀块的使用不

仅能简化液压系统的设计和安装，而且便于实现液压系

统的集成化和标准化，有利于降低制造成本，提高精度和

可靠性。

然而，随着液压系统复杂程度的提高，也增加了液压

阀块的设计、制造和调试的难度，若设计考虑不周，就会造

成制造工艺复杂、加工成本提高、原材料浪费、使用维护烦

琐等一系列问题。

2 液压阀块的设计

2．1 设计原则

液压阀块的油路符合液压系统原理图是设计的首要

原则。设计阀块前，先要确定哪一部分油路可以集成。每

个块体上包括的元件数量应适中 元件太多阀块体积大，

设计、加工困难；元件太少，集成意义不大，造成材料浪费。

以济钢**炼钢厂方坯连铸机剪机液压系统为例，该液

压系统采用插装阀控制系统流量，动作精度要求较高，并

且对系统运行可靠性提出了较高要求。方坯剪切机液压

系统阀块原理如图1所示。

1)溢流阀：为保护电机起动或停泵时在低压区完成，

故选择电磁溢流阀，并保证高压大流量的工作需求，选择

带插装件的溢流阀；

图1 方坯剪切机液压系统阀块原理图

1一溢流阀；2一换向阀；3一平衡阀；4一卸荷阀；5

一插装阀

① 作者简介：展军，男1976年出生，毕业于东北大学，工程师，现在济南钢铁集团**炼钢厂从事液压设备管理

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总第145 期 冶金设备 2004年6月第3期

2)换向阀：其作用是保证液压剪油缸换向平稳，无冲

击，并保证只在需剪切时才允许工作，以免发生误动作；

3)平衡阀：本阀作用是为实现平移控制的差动回路，

用于液压剪来进行的定尺切割时油缸差动，在钢坯剪切

时该阀动作；

4)卸荷阀：为保证液压剪快速返回，在旁通处加一常

闭阀，此阀只在液压剪返回时工作；

5)插装阀：选用插装阀作为差动控制。

在阀块的设计中，油路应尽量简捷，尽量减少深孔、斜

孔和工艺孔。阀块中孔径要和流量相匹配，特别应注意相

贯通的孔必须保证有足够的通流面积，注意进出油口的

方向和位置，应与系统的总体布置及管道连接形式相匹

配，并考虑安装操作的工艺性，有垂直或水平安装要求的

元件，必须保证安装后符合要求。对于工作中须要调节的

元件，设计时要考虑其操作和观察的方便性，如溢流阀、调

速阀等可调元件应设置在调节手柄便于操作的位置。须

要经常检修的元件及关键元件如比例阀、伺服阀等应处

于阀块的上方或外侧，以便于拆装。另外，阀块设计中要

设置足够数量的测压点，以供阀块调试用。对于重量

30kg以上的阀块，应设置起吊螺钉孔。但在满足使用要

求的前提下，阀块的体积要尽量小。

2．2 尺寸标注

设计阀块时，阀的一组尺寸应自成一体，其安装面上

标出基准螺钉孔的位置，其余相关的尺寸以基准螺钉孔

为标准。另外，该视图上还应标出所装元件油口代号，同

时标出油口的大小和深度，便于孔道的加工和校验。

阀块应设计装配图，保证所装的元件、管件、密封件安

装后互不干涉。装配图上要标注外形尺寸。

2．3 孔道布置

在布置阀块孔道时，首先根据系统的总体布置确定

各油口的方位，互相沟通的元件应尽量置于互相垂直的

相邻面上以简化孔道布置，然后先走通主油路，再完成小

通径的油路和控制油路。

采用深孔流道时，必须考虑钻头的长度及钻孔时发

生偏斜的可能，一般长径比应小于10ram。所有孔距的确

定应保证其壁厚有足够的强度，对于中高压系统而言，采

用铸铁块的壁厚应大于5mm，采用钢材的应大于或等于

3mm，如果是深孔，还应考虑钻头在允许范围内的偏斜，应

适当加大孔距。另外，还应校验元件的安装螺钉孔是否与

其它孔道贯通。

2．4 加工精度

液压阀块上安装阀、法兰的表面粗糙度应达到R。0．

4，末端管接头的密封面的表面粗糙度应达到R。3．2。另

外，安装管接头的螺孔与其外贴合面之间的垂直度允差

至少应为8级。阀块上所有螺孔应有加工精度要求，一般

选7H，螺纹式插装阀的安装孔的加工精度应附合产品样

本的要求，插装阀安装孔的粗糙度为R。0．8，此外，还要有

尺寸公差和形位公差要求。0型圈沟槽的表面粗糙度为

R 3．2，一般流道的表面粗糙度为R。12．5。

2．5 材料选择

高压阀块**采用35 锻钢，一般的阀块采用A3钢

即可，在用气割从板材上裁制阀块材料时，应留有足够的

加工余量，**将阀块的毛坯进行锻造后再加工。

3 液压阀块的加工制造

3．1 预处理

加工阀块的材料须要保证内部组织致密，不得有夹

层、沙眼等缺陷，必要时应对毛坯探伤。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。

3．2 机加工

铣、刨阀块毛坯等粗加工后，进行钳工划线，应留出最

后精磨的余量。

阀块的表面粗糙度一定要达到设计要求，尤其是液

压阀、法兰、管接头的安装面上不得有划线痕迹和其它缺

陷，否则会造成渗漏。

3．3 去毛刺

阀块的机加工完成后，必须要倒棱、去刺，阀块中所有

的流道，尤其是相贯流道的交叉处必须彻底清除毛刺，这

与整个液压系统的可靠性息息相关，切不可忽视。

3．4 清洗

阀块进入装配前必须彻底清洗，**设置专用的清

洗设备，清洗液宜采用防锈清洗液，亦可采用煤油或机油。

冲洗时**有一定的压力，所有流道特别是盲孔必须清

洗干净，不留有任何铁屑、污垢和杂物。

清洗后的阀块应马上进入装配，否则应涂上防锈油，

并将油口盖住，防止锈蚀和再次污染。

3．5 装配

阀块装配前应再次校对孔道的连通情况是否与原理

图相符，校对所有待装的元件及零部件，保证所装配的元

件、密封件及其它部件均为合格品。

阀块上的螺堵应加厌氧胶助封，使用厌氧胶前必须

对结合面清除油垢，加胶拧紧，24小时后才能通油。

4 液压阀块的调试

液压阀块调试前应先进行l0～20rain回路冲洗，冲洗

时应不断切换阀块上的电磁换向阀，使油流能冲洗到阀

块所有通道。若阀块上有比例阀和伺服阀，应先改装冲洗

板，以防损坏精密元件。阀块调试包括耐压试验和功能试

验。试验时可采用系统本身油源也可采用专用试验台。

4．1 耐压试验

液压阀块的试验压力根据系统的工作压力Ps来选

取，如表l所示。