液壓閥閥芯磁力安裝機構(gòu)的研究

樊 華

（晉能控股裝備制造集團金鼎公司，山西 晉城 048006）

引言

液壓系統(tǒng)是液壓支架控制的核心，在生產(chǎn)實際中，由于受乳化液酸堿性、雜質(zhì)等影響，造成液壓元件內(nèi)部組件的腐蝕和損壞，進而出現(xiàn)閥竄液、漏液等現(xiàn)象。如果整體更換費用過于昂貴。所以，礦方和廠家經(jīng)常要進行液壓閥的修理。

對于常用液壓閥，閥芯組件在安裝、修理和更換過程中，受閥體孔空間位置限制（一般Φ30 mm 以內(nèi)）和閥芯組件較小，導致閥芯組件安裝效率低下。據(jù)調(diào)研[1-2]，目前，諸多礦井和閥修理廠家，在閥修理和更換閥芯組件過程中，均為手動更換方式，此方法費時費力，且效率低下。所以，本文研究一種便捷的閥芯組件安裝機構(gòu)，意義深遠。

1 設計思路與方案

1.1 總體設計思路

常用液壓閥的閥體其孔尺寸都在30 mm 以內(nèi)，而閥芯組件更換最多的一般是閥座、鋼珠等密封性要求較高的零件（見圖1）。這些零件體積小而且精密，其安裝位置一般都在彈簧等活動部件上，所以手工安裝費時費力，且效率很低。考慮孔的大小和零件材質(zhì)，我們設計采用磁吸式結(jié)構(gòu)，同時參考創(chuàng)新理論中的條件分離法，設計分離結(jié)構(gòu)，保證磁力機構(gòu)將閥芯組件在閥孔內(nèi)安裝完成后離開過程不再與小組件碰撞，導致安裝失敗。此外整個機構(gòu)要便于攜帶、操作簡單，同時可適用多種孔徑的液壓閥[3-4]。

圖1 常用液壓閥分解示意圖

1.2 具體實施方案

根據(jù)上述總體設計思路，具體設計方案如下：

1）各類常用液壓閥內(nèi)的閥芯組件如見圖2 所示，修理過程中，在安裝閥芯時需依次將閥座、彈簧、隔離座小鋼珠、墊片等組件放入閥體孔內(nèi)，如果采用機械手，受閥孔直徑限制，無法夾持后放入，所以借鑒創(chuàng)新方法中的創(chuàng)新原理，從零件材質(zhì)出發(fā)，考慮引入磁力機構(gòu)，借助磁力吸附與分離原理，實現(xiàn)快速準確安裝。

圖2 液壓支架常用液壓閥閥芯組件圖

2）同樣從材質(zhì)出發(fā)，設計引入塑料套筒，在將鋼珠、閥座等零件在閥孔內(nèi)依次放好后，利用塑料的無磁性，進行機械分離，有效防止組件再次脫離原位置。

3）設計充分考慮嵌套原理，將外部固定套筒外徑設計尺寸與閥孔內(nèi)經(jīng)匹配，利用活塞套筒的移動原理，進行精確定位和快速安裝。

4）考慮各類閥的規(guī)格尺寸不同，將安裝機構(gòu)設計為可拆卸分體式結(jié)構(gòu)，對應不同型號閥，更換前端對應安裝機構(gòu)組件即可。

5）將上述方案進行融合，最終可得一種液壓閥閥芯磁力安裝機構(gòu)，利用三維軟件進行模擬分析，得到其三維仿真模型如圖3 所示。

圖3 液壓閥閥芯組件磁力安裝機構(gòu)三維仿真圖

2 工作原理及使用方法

1）橡膠分離板、限位皮套均為可拆卸設計，工作時，根據(jù)閥芯孔和閥芯組件大小，可不斷更換橡膠分離板、活塞桿組件等，以適應不同規(guī)格閥。

2）橡膠分離板的分離孔允許小磁體通過，可阻斷閥芯組件，對其進行分離。

3）限位皮套主要用于限制活塞桿拉脫，同時起到限位作用，保證活塞桿垂直移動。

4）安裝時，只需將零件（如小鋼珠等）吸附于磁鐵上，在閥體孔內(nèi)放好后，移動活塞桿，將磁鐵與零件進行分離，完成安裝。

3 設計特點

1）本機構(gòu)利用創(chuàng)新方法中的分離原理，考慮材質(zhì)，引入磁力機構(gòu)。

2）利用塑料套筒的無磁性和活塞套筒移動的原理，有效防止了（閥座、小鋼珠等）組件在小彈簧上放好后的位置再脫離。

3）分離板、限位皮套、活塞桿組件等均為可拆卸設計，對應不同型號閥，更換對應規(guī)格安裝機構(gòu)組件即可，適用范圍廣。

4）本機構(gòu)所有組件均為廢棄物品回收利用制作，綠色環(huán)保，成本低，但有效提升了工作效率和質(zhì)量，經(jīng)濟社會效益可觀。

5）本機構(gòu)便于攜帶，使用靈活。

4 結(jié)語

液壓支架上的液壓閥在使用過程中，受乳化液動力介質(zhì)的腐蝕、磨損，導致閥芯組件經(jīng)常需要更換，對于各大礦井和各生產(chǎn)廠家，其維修更換量非常大。本文研究機構(gòu)可替代人工安裝，有效降低工人勞動強度，提高生產(chǎn)效率，推廣使用前景良好。