一种基于过盈配合的模态选择阀密封设计方法

文档序号:9747552阅读:862来源:国知局
一种基于过盈配合的模态选择阀密封设计方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于液压技术领域,涉及对液压作动器中模态选择阀密封结构的改进。
【背景技术】
[0002] 沟槽化模态选择阀取消了传统的胶圈密封方式以及密封结构,阀套与壳体通过过 盈配合进行安装。相比传统模态选择阀,简化了安装壳体内部的沟通油路,由于取消阀套密 封结构,减小了沟槽化模态选择阀的轴向尺寸,使得安装壳体的体积和重量降低20%左右。 减重是液压作动器的不变要求,为此壳体采用了铝合金材料,与钢材料材料相比,铝合金材 料膨胀系数大对温度变化较敏感。另一方面是航空环境从低温-55°到高温150°的宽温 度范围,温度变化范围很大,铝合金材料的大幅收缩和膨胀会严重影响作动器的性能。收缩 的壳体会挤压沟槽化功能阀阀套外表面迫使阀套产生弹性变形而使阀套内孔与阀芯之间 的间隙量变小,严重时会引起阀芯卡死,使功能阀失效。膨胀的壳体会使壳体与沟槽化功能 阀阀套之间的过盈量减小,甚至变为间隙配合,失去密封作用,引起泄漏急剧增大。因此,本 发明提出了一种基于过盈配合的模态选择阀密封设计,针对两种不同材料,首先通过控制 阀芯、阀套间隙量的范围保证低温性能,在通过控制过壳体、阀套过盈量进而保证在宽温度 范围变化内模态选择阀的密封性能,以满足作动器的工作性能。

【发明内容】

[0003] 本发明的目的是:提出一种基于过盈配合的模态选择阀密封设计。通过模态选择 阀阀套表面与壳体内孔之间的过盈配合结构来进行密封。通过控制模态选择阀阀套表面与 壳体内孔之间的过盈量,以及模态选择阀阀套内孔与阀芯表面之间的间隙量这两个参数的 范围,以保证在宽温度范围内模态选择阀的密封性能进而满足沟槽一体化作动器的性能要 求。
[0004] 本发明的技术方案是:首先通过控制间隙量保证低温性能,然后通过控制过盈量 进而保证在宽温度范围变化内模态选择阀的密封性能,以满足作动器的工作性能。
[0005] -种基于过盈配合的模态选择阀密封设计方法,模态选择阀包括阀芯1、壳体2、 阀套3。阀芯、阀套是不锈钢材料,壳体是铝合金材料。其特征在于,设计方法包括以下步 骤:
[0006] 第一步,阀芯1与阀套3之间设计一定的间隙量,由阀芯的运动来实现油路沟通, 保证模态选择阀的低温性能。
[0007] 第二步,根据阀芯1与阀套3之间的间隙量,在阀套3与壳体2之间设计一定的过 盈量,间隙量和过盈量之间满足I : (1. 2~2. 0)的比例关系,以减少泄漏量来保证宽温度范 围内模态选择阀的性能。
[0008] 在宽温度范围内(_55°C~135°C ),所说的模态选择阀阀套表面与壳体内孔之 间的过盈量为:0.004mm~0.02mm ;模态选择阀阀套内孔与阀芯表面之间的间隙量为: 0. 004mm ~0. 008mm。
[0009] 本发明的优点是:本发明通过合理控制模态选择阀阀套表面与壳体内孔之间的过 盈量,以及模态选择阀阀套内孔与阀芯表面之间的间隙量这两个参数的范围。一方面实现 了不使用密封胶圈,只通过依靠过盈配合的结构就到达到理想的密封效果。另一方面通过 两个参数可以很好的控制密封性能,保证了两种不同材料的配合下,沟槽化模态选择阀在 宽温度范围内的工作性能。
【附图说明】
[0010] 图1是本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0011] 下面对本发明做进一步详细说明。参见图1,它包括阀芯1、壳体2、阀套3。D是 阀套外径、d是阀芯外径。阀芯、阀套是不锈钢材料,壳体是铝合金材料。其特征在于,一方 面阀芯1与阀套3通过设计一定的间隙量,由阀芯的运动来实现油路沟通。另一方面阀套 3与壳体2通过设计一定的过盈量。通过温差法将阀套压入壳体进行过盈配合进而起到阀 套外表面与壳体内孔表面之间的密封,避免泄漏。另外,过盈配合的内孔表面会挤压阀套。 挤压力随着环境温度的变化而变化。低温时,壳体收缩量,挤压力增大迫使阀套弹性变形而 使阀套的内孔与阀芯外表面之间的间隙减少,影响阀芯运动的灵活性,严重时引起阀芯卡 死,使功能阀失效。高温时,壳体膨胀量,挤压力减小使得阀套恢复弹性变形而使阀套外表 面与壳体内孔之间的过盈量减少,引起泄漏量剧增,使功能阀失效。要兼顾模态选择阀低 温启动特性和避免高温大泄漏性能,上述的两种情况是互相耦合和矛盾的。因此,本发明首 先确定模态选择阀阀套内孔与阀芯外表面之间的间隙量,保证模态选择阀的低温性能。其 次,在通过控制模态选择阀阀套表面与壳体内孔之间的过盈量来保证宽温度范围内模态选 择阀的性能。
[0012] 所说的过盈量为:0. 004mm~0. 02mm ;间隙量为:0. 003mm~0. 008mm ;宽温度范围 为:-55Γ~135Γ
[0013] 本发明的工作原理是:通过设计一定的过盈量,使得在阀套压入壳体后,阀套外表 面与壳体内孔表面见的配合非常紧密,起到密封作用,减小泄漏。另外通过设计一定的间隙 量,保证阀芯运动的灵活性以满足宽温度范围内模态选择阀的性能。
[0014] 在本发明的一个实施例中,所说的沟槽化模态选择阀阀套与阀芯之间的间隙量 为0· 005mm±0. 001mm,沟槽化模态选择阀和壳体之间过盈量为0· 008mm。经在温度范 围-55°C~80°C内试验,其结果有:在_55°C温度下,主阀芯、备阀芯运动灵活,沟槽化模态 选择阀的泄漏量<2ml/min ;在25°C常温温度下,主阀芯、备阀芯运动灵活,沟槽化模态选择 阀的泄漏量〈l〇ml/min ;在80°C高温温度,主阀芯、备阀芯运动灵活,沟槽化模态选择阀的 泄漏量〈170ml/min。 表1 :两种不同材料的物理性能。
[0015]
【主权项】
1. 一种基于过盈配合的模态选择阀密封设计方法,模态选择阀包括阀芯(1)、壳体 (2)、阀套(3),阀芯、阀套是不锈钢材料,壳体是铝合金材料,其特征在于,设计方法包括以 下步骤: 第一步,阀芯(1)与阀套(3)之间设计一定的间隙量,由阀芯的运动来实现油路沟通, 保证模态选择阀的低温性能; 第二步,根据阀芯⑴与阀套⑶之间的间隙量,在阀套⑶与壳体⑵之间设计一定 的过盈量,间隙量和过盈量之间满足1 : (1. 2~2. 0)的比例关系,以减少泄漏量来保证宽温 度范围内模态选择阀的性能。2. 根据权利要求1所述的1、一种基于过盈配合的模态选择阀密封设计方法,其特征 在于,在宽温度范围内(-55Γ~135°C ),所说的模态选择阀阀套表面与壳体内孔之间的过 盈量为:〇. 〇〇4mm~0. 02mm ;模态选择阀阀套内孔与阀芯表面之间的间隙量为:0. 004mm~ 0· 008mm〇
【专利摘要】本发明属于液压技术领域,涉及对液压作动器中模态选择阀密封结构的改进。其特征在于:阀芯、阀套是不锈钢材料,壳体是铝合金材料。取消传统胶圈的密封方式,通过阀套(2)与壳体(3)之间采用过盈配合的结构进行密封。通过阀芯(1)与阀套(3)之间采用间隙配合,由阀芯的运动来实现油路沟通,完成模态控制。本发明通过合理控制模态选择阀阀套表面与壳体内孔之间的过盈量,以及模态选择阀阀套内孔与阀芯表面之间的间隙量这两个参数的范围。一方面实现了取消密封胶圈,只通过依靠过盈配合的结构就到达到理想的密封效果。另一方面通过两个参数可以很好的控制密封性能,保证了两种不同材料的配合下,沟槽化模态选择阀在宽温度范围内的工作性能。
【IPC分类】F16K27/00
【公开号】CN105508680
【申请号】CN201410503282
【发明人】杜海, 王旭东, 汪洋
【申请人】中国航空工业第六一八研究所
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2014年9月26日
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