液压换向阀阀套结构的改进设计

　　0 引言

　　液压换向阀是液压系统中的关键元件之一，无论从数量和类型上来说都被广泛使用，它的工作状态直接影响着液压系统的性能^[1]。当油液流经换向阀时几乎都存在一定的压力损失，液压系统中的油液压力损失意味着系统的工作噪声和油液的温度升高等，这势必影响系统能源的利用率以及工作的可靠性。

　　从结构出发，液压阀相当于液压系统中的一个局部阻尼，当油液流经液压阀时压力产生局部损失，而液压阀的阀套结构对油液的局部损失具有重要影响，因此，完善阀套的结构设计对减小液压阀的压力损失、提高工作性能等具有实际的工程意义。

　　1 阀套的结构原理

　　阀套的结构形式有很多种，本文以液压集成块中主换向阀的阀套结构为主要研究对象( 如图1 所示) 。压力油流经液压阀阀套环向孔进入阀腔，再经过另一处阀套环向孔流出阀体进入执行机构，同理，执行机构的回油首先经过阀套环向孔进入阀腔，再经过另一处阀套环向孔流出阀体。

　　从油液的流经路径可以看出: 当液压系统形成工作回路的时候，油液需流经 4 处阀套环向孔，每经过一处阀套环向孔都将使油液产生一定的压力损失。总之，油液通过阀套环向孔等局部流态突变的结构时，都将导致油液压力的损失并伴随有流体噪声的产生。

　　2 阀套的结构改进与分析

　　2. 1 阀套环向孔的结构设计

　　在系统管路主通径确定的情况下，阀套环向孔通流面积是通过与系统流量匹配计算得到的，根据设计经验可知: 为了减小油液流经液压阀产生的局部压力损失，降低由此造成的流噪声，在确定阀套环向孔通流面积时，应满足以下条件:

　　式中: A_h为阀套环向孔总通流面积; n 为阀套环向孔的个数; S 为阀套环向孔通流面积; q_S为系统设计流量; v_o为阀进、出口设计流速。

　　在常见的阀套结构中，阀套环向孔通常采用圆形孔设计( 见图1) ，本文中，阀套环向孔结构采用两种设计方案: 第一套为按照常用圆形孔设计; 第二套为在充分调研的基础上，为了提高液压阀的工作可靠性( 阀芯、阀套配合精度不变) ，防止阀芯因阀套变形而被卡紧等情况发生，采用腰圆形阀套孔的设计。

　　根据设计参数( 见表1) 可以确定阀套环向孔的孔径大小。

　　由式( 1) 可得:

　　于是，d≥0. 0085( m) ，取d =9 mm，同时，根据第二套方案，阀套环向孔结构尺寸设计如图2 所示。

　　2. 2 阀套压降分析