液压阀阀芯磁力安装机构的研究

樊 华

（晋能控股装备制造集团金鼎公司，山西 晋城 048006）

引言

液压系统是液压支架控制的核心，在生产实际中，由于受乳化液酸碱性、杂质等影响，造成液压元件内部组件的腐蚀和损坏，进而出现阀窜液、漏液等现象。如果整体更换费用过于昂贵。所以，矿方和厂家经常要进行液压阀的修理。

对于常用液压阀，阀芯组件在安装、修理和更换过程中，受阀体孔空间位置限制（一般Φ30 mm 以内）和阀芯组件较小，导致阀芯组件安装效率低下。据调研[1-2]，目前，诸多矿井和阀修理厂家，在阀修理和更换阀芯组件过程中，均为手动更换方式，此方法费时费力，且效率低下。所以，本文研究一种便捷的阀芯组件安装机构，意义深远。

1 设计思路与方案

1.1 总体设计思路

常用液压阀的阀体其孔尺寸都在30 mm 以内，而阀芯组件更换最多的一般是阀座、钢珠等密封性要求较高的零件（见图1）。这些零件体积小而且精密，其安装位置一般都在弹簧等活动部件上，所以手工安装费时费力，且效率很低。考虑孔的大小和零件材质，我们设计采用磁吸式结构，同时参考创新理论中的条件分离法，设计分离结构，保证磁力机构将阀芯组件在阀孔内安装完成后离开过程不再与小组件碰撞，导致安装失败。此外整个机构要便于携带、操作简单，同时可适用多种孔径的液压阀[3-4]。

图1 常用液压阀分解示意图

1.2 具体实施方案

根据上述总体设计思路，具体设计方案如下：

1）各类常用液压阀内的阀芯组件如见图2 所示，修理过程中，在安装阀芯时需依次将阀座、弹簧、隔离座小钢珠、垫片等组件放入阀体孔内，如果采用机械手，受阀孔直径限制，无法夹持后放入，所以借鉴创新方法中的创新原理，从零件材质出发，考虑引入磁力机构，借助磁力吸附与分离原理，实现快速准确安装。

图2 液压支架常用液压阀阀芯组件图

2）同样从材质出发，设计引入塑料套筒，在将钢珠、阀座等零件在阀孔内依次放好后，利用塑料的无磁性，进行机械分离，有效防止组件再次脱离原位置。

3）设计充分考虑嵌套原理，将外部固定套筒外径设计尺寸与阀孔内经匹配，利用活塞套筒的移动原理，进行精确定位和快速安装。

4）考虑各类阀的规格尺寸不同，将安装机构设计为可拆卸分体式结构，对应不同型号阀，更换前端对应安装机构组件即可。

5）将上述方案进行融合，最终可得一种液压阀阀芯磁力安装机构，利用三维软件进行模拟分析，得到其三维仿真模型如图3 所示。

图3 液压阀阀芯组件磁力安装机构三维仿真图

2 工作原理及使用方法

1）橡胶分离板、限位皮套均为可拆卸设计，工作时，根据阀芯孔和阀芯组件大小，可不断更换橡胶分离板、活塞杆组件等，以适应不同规格阀。

2）橡胶分离板的分离孔允许小磁体通过，可阻断阀芯组件，对其进行分离。

3）限位皮套主要用于限制活塞杆拉脱，同时起到限位作用，保证活塞杆垂直移动。

4）安装时，只需将零件（如小钢珠等）吸附于磁铁上，在阀体孔内放好后，移动活塞杆，将磁铁与零件进行分离，完成安装。

3 设计特点

1）本机构利用创新方法中的分离原理，考虑材质，引入磁力机构。

2）利用塑料套筒的无磁性和活塞套筒移动的原理，有效防止了（阀座、小钢珠等）组件在小弹簧上放好后的位置再脱离。

3）分离板、限位皮套、活塞杆组件等均为可拆卸设计，对应不同型号阀，更换对应规格安装机构组件即可，适用范围广。

4）本机构所有组件均为废弃物品回收利用制作，绿色环保，成本低，但有效提升了工作效率和质量，经济社会效益可观。

5）本机构便于携带，使用灵活。

4 结语

液压支架上的液压阀在使用过程中，受乳化液动力介质的腐蚀、磨损，导致阀芯组件经常需要更换，对于各大矿井和各生产厂家，其维修更换量非常大。本文研究机构可替代人工安装，有效降低工人劳动强度，提高生产效率，推广使用前景良好。