该先导模块用于接收操纵手柄通过PLC发出的电信号,并将其转化为液压先导油液的压力变化,从而控制大功率的液压多路阀的工作。图中的小流量电磁比例减压阀EP 1为核心控制元件,其中的二位二通阀PD 3是专为实现动臂浮动工况而设置的。电磁比例减压阀EP 1根据控制电流信号A n的大小输出先导控制压力液流,而两个三位四通阀PD 1和PD 2则根据主控制器送来的信号,将此先导控制液流送至A 1、B 1、A 2、B 2等4个比例先导压力油输出口之一,4个接口通过电逻辑进行互锁,任何时刻至多只允许一个接口有压力流输出。P为连接来自选择阀的压力油输入口,F接多路阀浮动控制顺序阀的泄油口,T则为回油通道,与油箱连接。
阀块用于安装所有的阀件、油管接头并以阀块内部的孔道实现所有元件的逻辑连接,总共涉及到4个阀件和7个油管接头。由于装载机底盘的安装空间有限,要求阀块尺寸控制在不大于100×110×80mm的范围内。同时,由于装载机底盘安装环境的特点,要求所有的油管接头应集中于阀块六面体的一个面上(顶面)。另有一个面在装机后邻接其他结构,不允许安排阀件和接口(背面)。此外,还必须留出一个用于装机的底面。这样,2个三位四通阀、1个比例减压阀和1个二位二通阀共4个阀件、13个液压油接口和16个安装螺纹孔就必须集中在阀块的左、前、右3个面上。这些要求大大增加了阀块的设计难度。
2阀块的可视化建模
2.1阀件的定位
4个阀件中,两个三位四通阀PD 1和PD 2的通道*多,体积也*大,因此将其定位于正面。
将左右侧面分别分配给电磁比例阀EP 1和二位二通阀PD 3。将PD 1和PD 2的位置相对固定,再根据孔道连接的需要,调整PD 3和EP 1的位置。
由于SolidWorks孔特征的创建是基于草图的,孔特征的定位也可以是基于草图的,所以在阀块上对上述的孔道进行定位时,必须保证同一个阀件上的所有孔道的定位基于同一个草图,利用该草图构造线的交叉点对孔道定位。同时将同一阀件各孔道之间的相对尺寸设置为“只读”,而暂时不定义整个草图相对于阀块基准面的定位尺寸。这样,在后继设计中如果需要对某一阀件的位置进行调整,只要进入该草图的编辑状态,直接对定位草图进行“拖曳”,就可以非常方便地整体改变阀件的位置,同时保证同一阀件各孔道之间的相对位置不变。
2.2控制油路的确定
由电磁比例减压阀EP 1的出油口A e到两个三位四通阀PD 1、PD 2的进油口P 1和P 2为受比例信号控制的油液的主要通道。连通P 1、P 2的孔道开口于底面所示。该开口在装车时是堵住的,但是,在台架试验时正好可以作为监测受控油液压力接口。
将阀块按“左右二等角轴侧”方位放置,由于阀体呈透明状态,可以透过阀体观察到EP 1的A e孔道连通情况。拖曳EP 1的定位草图,使A e和P 1孔道交叉于控制油路的连通孔道,再采用尺寸约束确定将EP 1的位置固定下来。在拖曳定位草图的过程中,不可将阀件安装螺孔的定位点拖出阀块的边沿,注意为这些螺孔的创建留出空间。
2.3回油油路的确定
在整个先导模块中,回油油路T所连通的元件*多,4个阀件均与之相关所示。由于阀块的纵中位置已被PD 1和PD 2的P 1、P 2通道占据,T在X方向应往左偏置。
由阀块的等轴侧图可以透过透明的阀体观察到,T管在Z方向的位置已被EP 1的泄油口O e控制,从而也通过PD 3的回油口A 3确定了PD 3在Z方向的位置。PD 3在Y方向的定位受制于PD 2的回油口O 2位置。至此PD 3的位置也就确定了。
PD 1的回油口O 1必须借助于一个由左侧沿X方向的工艺孔与T管连接。此孔的开口在装配时用螺堵封闭。
2.4其余管道的确定
在上述控制油路和回油油路确定后,其余6个通道A 1、B 1、A 2、B 2、F、P均为一个管接头对应一个阀接口,只要避开上述通道,则不难布置。
全部孔道完成后的模块所示。由图可见,为了在阀块顶面合理布置管接头,A 2和B 1口避开了接口密集区,分别从左右侧面以辅助孔道连接。这两个工艺孔道在装配时用堵头封死。由于阀块用于先导控制,工作压力只有2.5Mpa,布置孔道时可以不必考虑压力击穿问题。实际上,即使是进行高压阀块的设计,也可以很方便地采用SolidWorks内挂的分析软件COSMOS,对孔道之间的强度进行校核。此外,顶面的接口全部按照标准管接头的螺纹尺寸攻出螺纹来。工艺孔的开口也按照螺堵的标准尺寸攻螺纹。*后,做出安装阀件的螺纹孔以及用于将阀块安装在底盘的安装螺纹孔。
3结论
利用参数化三维设计软件,并结合特征的透明度设置功能,是进行实体特征内部复杂孔道布置设计的有效手段,使设计人员处于像对实体外部特征进行设计时一样的可视化设计环境,可以避免设计工作中的“盲目性”,提高设计效率。
该文利用实体特征透明度设置进行的设计实例对其它类似的设计具有一定的参考作用。