基于Pro/E的纯水三用阀结构造型及研究

    0　前言

    纯水液压具有环境友好、安全和清洁等优点,在食品、造纸、冶金等工业领域具有广泛的应用前景。随着材料科学和现代加工技术的发展,使纯水液压元件的研制成为可能,同时随着人们对节约能源和环保的日益重视,纯水液压技术已成为国内外液压界的研究热点。

    目前,三用阀的设计,无论是手工法还是计算机方法,一直采用的是二维视图来表达三维真实物体,比如:在一个视图上对某一尺寸修改,不能自动反应到其它视图,从而不能达到自动更新的效果。利用Pro/E进行纯水三用阀的设计,在设计过程中可以绘制符合国标的零件图、装配图,实现三维结构造型,完成相关方面的计算与分析。

    本文详细介绍了纯水三用阀的三维设计。开发平台选择目前最流行的三维软件Pro/ENGINEER,它是一款功能强大的CAD/CAM/CAE软件,集成了零件设计、组件设计(产品装配)、模具开发、钣金设计、数控加工、机构模拟等功能模块。

    1　纯水三用阀工作原理

    三用阀顾名思义,它有三种用处的阀。分别是单向阀、卸载阀、安全阀。支柱靠它的单向阀完成升柱和支撑,靠它的卸载阀完成支柱的回收,靠它的安全阀在支柱过载时使支柱缓慢下缩,以保护支柱不被受损。其工作原理图如图1所示。

    将注液枪插入三用阀注液阀体上,由泵站来的高压液体通过单向阀和注液枪管注入支柱,使支柱迅速升起。当支柱接触顶梁后,支柱停止上升,使得支柱获得了一定的初撑力。当工作面顶梁作用在支柱上的载荷不断增加,支柱所受的载荷超过额定载荷时,三用阀中的安全阀打开,作用在安全阀垫的压力使六角导向套作轴向运动,压缩安全阀弹簧,工作液经安全阀垫与阀座间的间隙和阀套小孔溢出柱外,活柱下缩;当内部液压降到额定工作压力以下时,在安全阀弹簧的作用下,六角导向套复位,安全阀关闭,活柱停止下缩。支柱在整个工作过程中,不断重复上述现象,使支柱始终处于恒阻状态,从而达到有效地控制顶梁下沉的目的。

    1)升柱———初撑

    升柱时将管路系统中的注液枪插在三用阀的进液阀筒(装有单向阀的阀筒)内并锁紧,然后操作注液枪,使泵站来的压力液体经注液枪单向阀打开,进入支柱下腔,活柱升起。当顶盖顶紧顶板后,停止注液。此,支柱腔内压力即为泵站压力,支柱对顶板的支撑力为其初撑力Fe。

    2)承载———溢流

   初撑后,随顶板的压力不断增大,支柱下腔压力随之增高,支撑力f也不断增大,呈现增阻性。当作用给支柱的载荷超过支柱的工作阻力Fz时,安全阀就开启溢流,保证支柱的恒阻性。