基于SolidWorks的液压分配阀设计

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随着近几年农用经济的迅速发展 ，农用机械的市场也越来越大。这也使得农机行业发展迅速，农业机械化水平不断提高。为了提高耕作效率和实现农业机械化，农用拖拉机作为-种耕种和播种的农用机械将取代手工耕种和播种。本文设计液压分配阀就是用来控制拖拉机中犁的运动。确保犁在耕作的过程中能实现自由提升和强压下降。同时根据田地的地势高低 ，实现仿行运动。该阀属于整体式单路换向阀，具有设计新颖、性能先进、工作可靠等特点。

1 分配阀设计要求1.1分配阀工作原理及特性分配阀的主要功能是在中位时A口带有锁装置，保证其泄漏P/b。在A口工作位时，滑阀能在设定压力下自动复位，如图1所示。

图 1分配阀机能符号图BA该阀具有以下特性：1)内置溢流阀，阀体内置溢流阀，以控制系统压力。

收稿日期：2013-02-27作者简介：曾亿山(1966-)，男 ，副教授，硕士，长期从事流体力学及其应用技术、液压与气动传动技术的研究。

3)定载复位 ，滑阀在A口工作位时能在设定的压力下 自动复位。

1.2分配阀的性能参数分配阀设计的性能参数如表 1所示。

表 1 性能参数参数名称 参数值公称压力 P。(MPa) 16公称通径 d (mm) 15公称流量 q。(L/min) 50重量 m(kg) 12压力损失△p0(MPa) 0.62 分配阀设计计算2.1几何尺 寸的确定1)进、出油口直径dd≥0.463/ qo，取 6 m/s；Od>0.463/ ：133 cm。

O根据要求进、出油口采用螺纹连接形式；所以选萨油口为 M24×1.5，出油口为 M27×1.5。

2)阀芯台肩大直径 D和小直径 d.的确定D 0.22√g。1.55 cm，取D2.5 cm；d。 1 D 1×2.51.25 cm，取 ：1.4 cm。

2013年5月 曾亿山，等：基于solidworks的液压分配阀设计 第 27页3)滑阀阀口最大开口量 -- 0.1875D0.1875×2.50.46 cm ；取 - 03 cm。

4)有效封油长度 Z 和封油长度 厶Zf O.654×-D Ar 3poZ1#Lq J阀 芯 与 阀 体 孔 单 边 配 合 间 隙 上 限 为Ar6×10～cm；Z 2；L-HM46号抗磨液压油 ，在油温 为 40C 、油液 压力为 16MPa时 ， 4.14×10MPa· ；q 为内泄漏量允许值 ，结合 目前加工工艺水平 ，设计时常定为：[q ]0.01q。8.335 cm /s，则有：2.5(6×10- 、I316×2fr>0 54 、 。。。33锄；取 Zf0.25 cm；LfZf0.25 cm。

5)阀芯行程； f0.30.250.55 cm2.2性能计算1)通过流量时的压力损失当油液由P 或P- 流动时：Ap s2)，y1 等2 MPa式中，d .为进出口管道的水力直径，对圆管即为管道额定通径d。，按工程流量g。，选取d 1.5 cm；f 为计算沿程压力损失的管道长度；根据有关实验标准 的规 定 ，压 力 表 到 阀 的进 出油 口 的距 离 为lOd -30d 。

v 为管道内的油液平均流速：v ， ： -4-x- -16- .6-7-qo： 471.9/ cm/，S Vp1 7ralA 。为进出油口管道内油液流动时的沿程摩擦阻力 系 数 ，可 按 这 样 确 定 ：雷 诺 数等 l538.8，因为Re<2 320，所以管道内的油液流动状态为层流，根据公式得： 640.041为滑阀阀口局部阻力系数，可取 5。

v 为滑阀阀口局部压力损失的计算流速，即阀口处平均流速：- -16.6-7qo： 353.9Vf cm/s。 nDm，x 。。

将上述值代人压力损失计算公式得 ：ap 0.074MPa≤△p J2)额定压力下滑阀封油处的内泄漏量 g换向阀的内泄漏是阀芯在某-位置时各泄漏面泄漏量的总和。

g ：∑0.654 DAr3po：1.637 cm s-<[qnx]3 分配阀的实体建模使用 SolidWorks构建模型的过程主要包括：(1)结构分析；(2)构建特征；(3)生成特征；(4)阵列特征；(5)修饰特征。

分配阀主要由阀体、阀杆、前盖、后盖、安全阀组件、单向阀组件等零部件组成。

将这些零件在SolidWorks软件中-次建模。首先新建零件图，在平面生成零件草图，其次通过创建零件特征命令(拉伸、旋转、放样、阵列、镜像等)生成实体初模型，最后在实体初模型基础上通过筋、圆角、倒角等特征命令对模型进行完善。以分配阀主要零部件设计为例。

3.1阀杆的设计图2为阀杆结构三维图。该零件建模过程为：1)建立新零件，在草图平面绘制阀杆基体草图；2)建立基础特征，同过对草图进行旋转，得到杆体；3)绘制手柄轴孔，通过拉伸切除得到；4)液压油路控制孔、导向柱孔、锁片槽等同；3)步骤得到；4)倒角和圆角。

图2 阀杆3.2前盖的设计1)前盖建模分析该零件实体外形可以分割五个部分，全都可以通过拉伸得到；零件中的孔可以通过拉伸切除或者旋转切除得到。图3为前盖结构三维图。

2013年5月 曾亿山，等：基于solidworks的液压分配阀设计 第 29页4.3分配阀的动画演示为了全面认识和了解该分配，需要提供全面的观察功能；借助SolidWorks软件中自带的爆炸/解爆动画功能就能够很好的实现。图7是分配阀的爆炸视图。

密封螺塞图7 分配阀三维爆炸视图5 基于AutoCAD分配阀工程二维图的完善及输出目前大多数企业加工中心里所加工的零部件都是根据工程二维进行生产的，所以生成了三维实体图是还不够的，想要生产就要是将三维转化为工程二维图。

SolidWorks生成工程图-般步骤 ：(1)新建工程图并选择合适的图纸；(2)插入零件并选择标准三视图，对于复杂零件可以增加-些剖视图或者局部视图；(3)生成二维工程图。

根据以上不步骤可以得到各个零件的二维工程图，但是仅仅由SolidWorks来完善工程图并不是很简单，所以这里还借用了专业二维绘图软件AutoCAD来编辑和完善二维工程图。而由SolidWorks到Auto-CAD的图纸转换方法是 ：将 SolidWorks中生成的二维工程图以DWG格式进行保存 ，然后再用AutoCAD打开进行编辑完善。

6 结 语利用SolidWorks软件进行零件的实体建模、装配以及工程图样的输出，再利用AutoCAD软件对所得的二维图样进行编辑、完善。这种结合使用的方法可以充分发挥两款软件的各 自优势，提高了设计效率 ，保证了图样质量，能够快速将设计理念转化为产品，大大缩短产品研发周期。