液压阀块设计经验
液压阀块设计经验 The following text is amended on 12 November 2020.
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P<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。
≤P<21MPa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
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：
max
v 61
.4Q
D 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×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～。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，每边留粗磨量。
(4)粗磨。粗磨阀块6面，每边留～精磨量，保证每对对应面平行度小于，两相邻面垂直度小于。
(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。
(7)精磨。磨削阀块6面，各表面磨至粗糙度。
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；相对面的平行度公差为；
各面的平面度公差为；螺纹与其贴合面之间垂直度公差；所有孔与所在端面垂直度的允差为如
3、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,试验压力为倍
工作压力小于25MPa,试验压力为倍
工作压力小于31MPa,试验压力为倍
试验保压时间为5～10min，各密封面、各接头处不得有泄漏现象。