提高先导式安全阀调试合格率的工艺改进.pdf

技术交流 2013 年 8 月第 4 期
技术交流
提高先导式安全阀调试合格率的工艺改进
周学玲 张 建
北京精密机电控制设备研究所,北京 100076
摘要:先导式安全阀是航天型号伺服系统的重要元件之,多年来直存在调试合格率低
问题。经过大量的试验及原因分析,提出了减小阻尼孔的孔径,更改导阀的长度,去除关键部
位毛刺等工艺改进措施,有效地提高了先导式安全阀调试合格率,保证了产品顺利交付。
关键词:先导式安全阀;密封性;合格率
1 引言 2.1 组成
先 导式安 全阀 由主阀 、导阀 两个主 要部 分组成 ,
先 导控制 式 安 全阀是 航天 伺 服系统 的重 要 元件 之其中还包含壳体组件、调节组件,结构见图1。
, 防止液压伺 服系统过载。 当系统压力 超载时,安
导阀体 滑动轴 导弹簧 导阀 阀体 导阀座 主弹簧 主阀
全阀 开启,液压 油通过阀口流 回油箱,油 压便不再升
高, 限制了系统 压力,使之不 超过最大允 许值,起安
全保护作用。先导 式安全阀动作灵敏, 压力比较稳定,
动态 性能比较好 ,目前被 大量 采用, 但这 种阀 返修率
高, 次装调合格率仅为 4050, 暴露出的问题主
进出
要表 现在产品 金 属密封副的密封 性差 、全 开流量 无法
油 油
满足 ,成为 批量 生产的 瓶颈。 为解决上述 瓶颈 问题,
图 1 先导式高压安全阀结构图
本文提出了 相应的工艺改进方案。
2.2 工作原理
2 先导式安全阀组成及工作原理
当 系统压 力达 到安全 阀开启 压力时 ,导 阀开启 ,
作者简介:周学玲1969-,工程师,机械制造专业;研究方向:液压阀装配调试
工艺。
收稿日期:2013-06-13
63 技术交 技术交流 流 2013 航 年 天制 8 月第 造技术 4 期
在主 阀芯前后两 腔形成 压差, 导致主阀开 启,主阀通座的Φ2mm孔的深度为 2.6mm,相差 0.02mm, 导阀的
过大部技术交流分流量,导阀 通过小部分流量;当系统压力升至 长度 为自由公差 ,当导阀的长 度尺寸加工 为极限状态
安全 阀的全开压 力 时主阀全开 。 降低至安 全阀关闭压时无疑会与导阀座的Φ2mm孔的底端Φ1mm孔口造成
力以 下时 导阀和 主阀关闭 ,安 全阀将关闭, 处于未开 互相 干涉。即将 导阀的锥尖部 分涂上红丹 粉放入导阀
提高先导式安全阀调试合格率的工艺改进
启状 态 。主阀的 开启关闭靠的 是其前后腔 的 压差及主座的Φ2mm孔内轻轻旋转后取出,发现尖部红丹粉有
阀弹 簧的回复力 ,导阀的开启 关闭靠的是 入口压力及 轻微 蹭掉的痕迹 ,通过理论计 算与实践验 证,证明导
周学玲 张 建
导阀弹簧。 阀的长度与导阀座的Φ2mm孔互相干涉是 造成关闭压
北京精密机电控制设备研究所,北京 100076
力不 合格的主要 原因。找到主 要的原因后 将 导阀的原
3 先导式安全阀合格率低的原因分析及改进措施 有长度尺寸去短 0.8mm,重新进行启闭特性试验,关
摘要:先导式安全阀是航天型号伺服系统的重要元件之,多年来直存在调试合格率低
闭压力满足性能指标要求,合格率达到 90。
问题。经过大量的试验及原因分析,提出了减小阻尼孔的孔径,更改导阀的长度,去除关键部
3.1 密封不严 3.2 主阀液压卡紧
位毛刺等工艺改进措施,有效地提高了先导式安全阀调试合格率,保证了产品顺利交付。
根据 故障 现象 和初步 的 原因 分析, 认为 造成先 导 安 全阀在 调试 过程中出 现主阀 卡紧 现象, 主要表
关键词:先导式安全阀;密封性;合格率
式安全阀关闭性能不好的主要原因是密封不严: 现为 安全阀由开 启压力升到全 开压力,然 后降到关闭
为 了保证 良好 的密封 性,阀 芯采用 大、 小圆柱 面 压力后, 主阀芯出现卡紧, 弹簧力不足以推动主阀芯,
与锥 面三级同轴 线结构,所以 对零件加工 要求 较高,造成主阀芯无法复位现象,即安全阀无法关闭。
如果导阀 锥面的圆度 加工超差,可 导致与导阀座 由于主阀芯与主阀体 配合间隙为 0.008
Φ2mm孔处密封不严。 0.012mm,为了克服径向不平衡力,主阀芯上开有压力
导阀设计要求在 导阀座Φ2mm孔处形成密封,如平衡槽,在对出现卡紧现象的安全阀进行分解时发现,
果导阀座Φ2mm孔保持锐边处有韧性毛刺存在,可造压力平衡槽部位出现小毛刺, 轻轻摸上去有划手现象,
成密封不严。 分析为 经过多次 试验后, 微小 的 毛刺被冲 刷到 主阀芯
通 过返修 及大 量的试 验验证 ,针对 上述 原因采 取 与主 阀体的间隙 中,造成主阀 卡紧。针对 上述现象,
的措 施有定的 效果,但仍有 大部分安 全阀存在关 装 配时 用红 宝石 油石轻轻 去除 压力 平衡 槽部位的 毛
闭性 能不合格的 现象。 这说明 上述原因是 次要原因, 刺, 清洗干净后 ,放入到阀体 内试装, 主 阀芯与 主阀
关闭 性能不好的 主要原因还没 有找到,经 过分析认为体成 45角时,阀芯自重沿主阀体内孔滑下即可,重新
进行 调试,主阀 卡紧现象没有 再出现,安 全阀关闭性
导阀如与导阀座Φ2mm孔底部干涉,也会导致导阀的
锥面 与导阀座的 内孔锐边处不 能完全接触 ,造成封油能指标合格。
不严。 3.3 调试性能不稳定
1 引言 2.1 组成
导阀与导阀座Φ2mm孔底部干涉,即造成 密封不 安 全阀在 调试 过程中 有时出 现性能 指标 不稳定 现
先 导式安 全阀 由主阀 、导阀 两个主 要部 分组成 ,
严。导阀的锥面与导阀座密封结构如图2。 象,主要表现在调试合格后的产品在复测启闭特性中,
先 导控制 式 安 全阀是 航天 伺 服系统 的重 要 元件 之其中还包含壳体组件、调节组件,结构见图1。
关闭压力指标超差。
, 防止液压伺 服系统过载。 当系统压力 超载时,安
经过分解,用放大镜查看,发现导阀座Φ2mm孔
导阀体 滑动轴 导弹簧 导阀 阀体 导阀座 主弹簧 主阀
全阀 开启,液压 油通过阀口流 回油箱,油 压便不再升
保持 锐边处 有韧 性毛刺 外翻现 象,针对上 述现象,装
高, 限制了系统 压力,使之不 超过最大允 许值,起安
配者在保证Φ2mm孔锐边的前提下,用红宝石油石轻
全保护作用。先导 式安全阀动作灵敏, 压力比较稳定,
轻去 除外翻毛刺 ,将导阀座清 洗干净后, 重新调试,
动态 性能比较好 ,目前被 大量 采用, 但这 种阀 返修率
性能不稳定现象没有出现,安全阀关闭性能指标合格。
高, 次装调合格率仅为 4050, 暴露出的问题主
3.4 流量未满足性能指标
进出
要表 现在产品 金 属密封副的密封 性差 、全 开流量 无法
油 油
安 全阀曾 出现 全开流 量超差 问题。 根据 以往经 验
满足 ,成为 批量 生产的 瓶颈。 为解决上述 瓶颈 问题,
和理 论分析, 图 1 影 响全开流量的 先导式高压安 主要因素是 全阀结构图 主阀弹簧刚
本文提出了 相应的工艺改进方案。
度和 阻尼孔的大 小。阻尼孔的 作用是使主 阀芯两端产
生压 2.2 力差,在此 工作原理 压差作用下, 克服弹簧力 ,主阀芯向
图2 导阀与导阀座密封部位结构图
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