液壓閥閥芯磁力安裝機構的研究

樊 華

（晉能控股裝備制造集團金鼎公司，山西 晉城 048006）

引言

液壓系統是液壓支架控制的核心，在生產實際中，由于受乳化液酸堿性、雜質等影響，造成液壓元件內部組件的腐蝕和損壞，進而出現閥竄液、漏液等現象。如果整體更換費用過于昂貴。所以，礦方和廠家經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）和閥芯組件較小，導致閥芯組件安裝效率低下。據調研[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，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，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?？紤]孔的大小和零件材質，我們設計采用磁吸式結構，同時參考創新理論中的條件分離法，設計分離結構，保證磁力機構將閥芯組件在閥孔內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，如果采用機械手，受閥孔直徑限制，無法夾持后放入，所以借鑒創新方法中的創新原理，從零件材質出發，考慮引入磁力機構，借助磁力吸附與分離原理，實現快速準確安裝。

圖2 液壓支架常用液壓閥閥芯組件圖

2）同樣從材質出發，設計引入塑料套筒，在將鋼珠、閥座等零件在閥孔內依次放好后，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經匹配，利用活塞套筒的移動原理，進行精確定位和快速安裝。

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

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，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）本機構利用創新方法中的分離原理，考慮材質，引入磁力機構。

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，更換對應規格安裝機構組件即可，適用范圍廣。

4）本機構所有組件均為廢棄物品回收利用制作，綠色環保，成本低，但有效提升了工作效率和質量，經濟社會效益可觀。

5）本機構便于攜帶，使用靈活。

4 結語

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