一種閥芯組件的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種閥芯組件的制作方法，包括進液閥套的制作、中間閥套的制作、回液閥套的制作、閥芯的制作、壓桿的制作以及最后的裝配步驟。與現有技術相比，本制作方法制作的閥芯組件含有一個中間閥套，在中間閥套上加工出出液孔，使閥芯組件能夠適用于閥體具有兩種不同工作接口位置的換向閥。
【專利說明】一種閥芯組件的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及煤礦綜采液壓支架液壓回路中的液壓元件，具體地說，本發明涉及一種閥芯組件的制作方法。
【背景技術】
[0002]在煤礦綜采越來越朝自動化、高效率化發展的大環境下，大采高，高阻抗的支架越來越普及，相應的操縱閥也開始從以前的小流量漸漸發展到現在的中流量、大流量。在煤機行業，換向閥也被稱為操縱閥或者控制閥。在液壓支架液壓系統中，換向閥控制液流的方向，實現液壓支架升降、推溜、拉架等不同的動作。
[0003]目前制作的換向閥的閥芯組件包括壓桿、回液閥套、進液閥套和閥芯，閥芯的兩端開口、內部為中空油道，閥芯與壓桿之間采用閥墊密封。隨著煤礦使用要求越來越朝集成化和自動化方向發展，對液壓元件的可靠性和使用壽命要求也越來越高，這樣的閥芯組件在結構上比較復雜，零件種類多，閥門維修起來也極為不便，而且密封可靠性較差，閥墊很容易被破壞，導致閥門的使用壽命和適應環境能力不足，最終會影響綜采液壓支架的穩定工作。
[0004]另外，針對工作接口位置分別設置閥體的側部和端部的兩種不同的換向閥，需要配備兩種不同的閥芯組件，閥芯組件不能通用，種類較多，導致生產成本高，不便于管理，且不利于液壓元件朝集成化方向發展。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是提供一種閥芯組件的制作方法，以制作出適用于工作接口位置不同的兩種換向閥的閥芯組件。
[0006]為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是:一種閥芯組件的制作方法，閥芯組件包括壓桿、回液閥套、進液閥套、中間閥套和閥芯，回液閥套套在壓桿上，閥芯的兩端開口、內部為中空油道，閥芯與壓桿為密封連接，中間閥套在兩端分別與回液閥套和進液閥套螺紋連接，中間閥套和進液閥套套在閥芯上，中間閥套、進液閥套和閥芯的側壁上均設有讓液體流過的通孔；閥芯的朝向壓桿的端部為錐臺結構，壓桿的內孔入口處設有用于與閥芯端部密封連接的且兩者之間為線接觸的圓弧面；閥芯的外側壁上設有凸出的環塊，環塊的外側面上設有圓錐面，中間閥套的內側壁上設有凸出部，凸出部上設有用于與環塊的圓錐面密封連接的且兩者之間為線接觸的圓弧面；
[0007]所述制作方法包括如下的步驟:
[0008](I)進液閥套的制作:選用一根金屬棒料，切削成進液閥套坯體，在進液閥套坯體的內部加工出內孔，在進液閥套坯體的側壁上加工出通孔作為進液孔，在進液閥套坯體一端的外側壁加工出外螺紋，得到進液閥套；
[0009](2)中間閥套的制作:選用一根金屬棒料，切削成中間閥套坯體，經過調質處理之后進行機加工，在中間閥套坯體的側壁上加工出通孔作為第二出液孔，然后在中間閥套坯體一端的外側壁加工出外螺紋，另一端的內側壁加工出內螺紋，在中間閥套坯體的內部加工出內孔和凸出部，在凸出部上加工出一個圓弧面，從而在凸出部上形成一個圓角，得到中間閥套；
[0010](3)回液閥套的制作:選用一根金屬棒料，切削成回液閥套坯體，在回液閥套坯體的內部加工出內孔，在回液閥套坯體的側壁上加工出通孔作為回液孔，在回液閥套坯體一端的外側壁加工出外螺紋，另一端的內側壁加工出內螺紋，得到回液閥套；
[0011](4)閥芯的制作:選用一根金屬棒料，切削成閥芯還體，在閥芯還體的內部加工出沿坯體軸向貫穿的油道，在閥芯坯體的側壁上加工出一個凸出的環塊和通孔，通孔作為第一出液孔，在環塊的外側面上加工出一個圓錐面，在閥芯坯體的端部加工出一個密封錐面形成錐臺結構，得到閥芯；
[0012](5)壓桿的制作:選用一根金屬棒料，切削成壓桿坯體，在壓桿坯體的端面加工出沿軸向朝向坯體內部延伸的內孔，在壓桿坯體的內孔入口處加工出一個圓弧面，得到壓桿；
[0013](6)裝配:將進液閥套、中間閥套、回液閥套、閥芯、壓桿和彈簧裝配，得到閥芯組件。
[0014]所述步驟(6)的裝配過程包括如下的步驟:
[0015]a、在進液閥套、中間閥套、回液閥套和壓桿上安裝O型密封圈；
[0016]b、將彈簧置于進液閥套中，將閥芯插入中間閥套中；
[0017]C、使用工裝將帶有閥芯的中間閥套和內置有彈簧的進液閥套擰緊形成組件；
[0018]d、將壓桿置于回液閥套中；
[0019]e、使用工裝將步驟c組裝的組件和內置有壓桿的回液閥套擰緊，形成完整的閥芯組件。
[0020]本發明采用上述技術方案，與現有技術相比，本制作方法制作的閥芯組件含有一個中間閥套，在中間閥套上加工出出液孔，使閥芯組件能夠適用于閥體具有兩種不同工作接口位置的換向閥。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為本發明的閥芯組件的剖視圖；
[0022]圖2為圖1中A處的放大圖；
[0023]圖3為圖1中B處的放大圖；
[0024]圖4為采用本發明的閥芯組件的換向閥的剖視圖；
[0025]圖5為另一種采用本發明的閥芯組件的換向閥的剖視圖；
[0026]上述圖中的標記均為:1、壓桿；2、回液閥套；3、中間閥套；4、進液閥套；5、閥芯；6、彈簧；7、第一出液孔；8、第二出液孔；9、進液孔；10、回液孔；11、凸出部；12、環塊；13、手柄；14、壓頭；15、壓塊；16、閥體；17、進液密封部；18、殼體；19、中間密封部；20、主進液孔；21、主回液孔。
【具體實施方式】
[0027]如圖1所示為采用本發明的制作方法制作的一種供煤礦綜采液壓支架用換向閥的閥芯組件，其包括壓桿1、回液閥套2、中間閥套3、進液閥套4和閥芯5。回液閥套2套在壓桿I上，回液閥套2內部設有與壓桿I外部形狀相匹配的內孔，壓桿I的截面呈凸字形，壓桿I的頭部從回液閥套2的端部伸出，壓桿I的內部設有從末端面開始沿軸向延伸的內孔。閥芯5的主體為圓柱形，閥芯5的兩端開口、內部為沿軸向延伸的中空油道，閥芯5與壓桿I相配合可以實現密封。中間閥套3的一端與回液閥套2連接，另一端與進液閥套4連接，中間閥套3和進液閥套4都套在閥芯5上，中間閥套3和進液閥套4都在內部設有一個內孔。在進液閥套4、閥芯5和中間閥套3的側壁上均設有貫穿的讓液體流過的通孔，分別為進液孔9、第一出液孔7和第二出液孔8。
[0028]具體地說，中間閥套3的兩端分別與回液閥套2和進液閥套4螺紋連接，中間閥套3的與回液閥套2連接的端部加工出外螺紋，與進液閥套4連接的端部加工出內螺紋，相應的回液閥套2的端部加工出內螺紋，進液閥套4的端部加工出外螺紋，壓桿I和閥芯5位于三個閥套的內部，閥芯組件從而能夠形成一個整體的插裝式結構，集成度高，方便在換向閥閥體16中的安裝和拆卸。
[0029]如圖1和圖3所示，在閥芯5的外側壁上靠近中部的位置設有一個凸出的環塊12，該環塊12為一個完整的環形，與閥芯5同軸。在閥芯5的外部還套有一個彈簧6，該彈簧6并位于進液閥套4內，彈簧6的一端抵在閥芯5的環塊12的端面上，另一端抵在進液閥套4內的在靠近末端位置處設置的一個臺階面上。中間閥套3的內側壁上設有一個環形的凸出部11，凸出部11的位置并靠近與進液閥套4連接的端部，該凸出部11與環塊12相配合起密封作用。閥芯組件在初始狀態時，彈簧6推動閥芯5朝向凸出部11移動，直至與凸出部11接觸實現密封。閥芯5的外側壁并分別與進液閥套4和中間閥套3內側壁上凸出來的一部分相貼合，如圖所示，在進液閥套4內壁上的為進液密封部17，在中間閥套3內壁上的為中間密封部19，進液密封部17和中間密封部19設有環槽，用于安裝聚氨酯橡膠制成的O型圈，實現與閥芯5之間的密封。
[0030]在進液閥套4的內壁上靠近末端的設置凸出的進液密封部17，彈簧6的端部抵在該進液密封部17的內端面上。沿進液閥套4的軸向，進液孔9位于進液密封部17和用于與中間閥套3連接的端部之間，進液閥套4的內部形成一個進液腔，進液孔9與該進液腔連通，乳化液從該進液孔9進入進液腔中。沿中間閥套3的軸向，第二出液孔8位于中間密封部19和凸出部11之間，中間閥套3的內部也形狀一個出液腔，第二出液孔8與該出液腔連通。沿閥芯5的軸向，第一出液孔7位于環塊12和閥芯5的朝向壓桿I的端部之間，閥芯組件在初始狀態時，第一出液孔7位于中間閥套3的出液腔中。在回液閥套2的側壁上設置的回液孔10的位置靠近中間閥套3的端部，回液孔10為貫穿側壁的通孔，回液孔10與回液閥套2的內部的回液腔連通。
[0031]因此，本閥芯組件通過增加中間閥套3，還可以改變乳化液在閥芯組件中的流向，使本閥芯組件能夠適用于兩種具有不同工作接口位置的換向閥。在如圖1所示的初始狀態下，閥芯5與中間閥套3之間密封，進液閥套4的進液腔與中間閥套3的出液腔之間并不連通，閥芯組件不工作，油路不通；當需要閥芯組件工作時，壓桿I在外力作用下推動閥芯5移動，閥芯5的環塊12與中間閥套3的凸出部11分離，進液閥套4的進液腔與中間閥套3的出液腔連通，乳化液可以進入出液腔，由于此時閥芯5與壓桿I之間密封，回液腔中的乳化液就可以經過閥芯5上的第一出液孔7從閥芯5內的油道流向換向閥的工作口，或者乳化液可以經過中間閥套3上的第二出液口流向換向閥的在另外一個位置設置的工作口。
[0032]本閥芯組件的壓桿1、中間閥套3和閥芯5的材質相同，均為3Crl3。壓桿I在外力作用下朝向閥芯5移動時，當壓桿I的內側壁與閥芯5的外側壁接觸時，壓桿I和閥芯5的端部之間為硬密封連接，如圖1和圖2所示，閥芯5的端部為錐臺結構，外圓錐面的錐度為30度，壓桿I的內孔入口處加工出一個圓弧面，從而在壓桿I的內孔入口處形成一個圓角，該圓弧面與閥芯5的端部外錐面之間為線接觸，即閥芯5與壓桿I之間形成一種單錐內孔弧面的密封結構。閥芯組件在初始狀態時，閥芯5的環塊12與中間閥套3的凸出部11之間也為硬密封連接，如圖1和圖3所示，閥芯5的環塊12的外側面上加工出一個錐度為30度的圓錐面，中間閥套3的凸出部11上加工出一個圓弧面，從而在凸出部11上靠近進液閥套4的一側形成一個圓角，從而凸出部11上的圓弧面與環塊12的外圓錐面之間在密封時也為線接觸，即閥芯5與中間閥套3之間形成一種單錐外圓面的密封結構。
[0033]本閥芯組件采用上述的單錐內孔弧面和單錐外圓面組成的密封結構，密封形式為硬密封，也即圓環線密封，相對于軟材質的密封，硬密封不僅密封性能好，還能耐超高壓，可有效地延長密封副的使用壽命，可以延長閥芯組件的使用壽命，并可以提高閥芯組件的密封可靠性，應用在換向閥上可以極大的提高換向閥的無故障工作時間。
[0034]由于單錐內孔弧面的密封結構可以形成大的鈍角，能夠極大地提高圓環線抗變形能力。而且，閥芯5和壓桿I的端部還需要經過真空淬火處理，要求洛氏硬度在HRC60?80之間，并用高精度磨床研磨，經過這些處理后可以使雙錐內孔弧面密封結構的承載能力、抗污能力和抗磨損能力得到提高，可有效地延長密封副的使用壽命。
[0035]本閥芯組件的制作方法包括如下的步驟:
[0036](I)進液閥套4的制作:選用相應長度的金屬棒料后，切削成進液閥套坯體，經過調質處理之后進行機加工，在進液閥套坯體的內部加工出內孔，側壁上加工出進液孔9和密封槽，在進液閥套坯體一端的外側壁加工出外螺紋，得到進液閥套4 ；
[0037](2)中間閥套3的制作:選用相應長度的金屬棒料后，切削成中間閥套坯體，經過調質處理之后進行機加工，在中間閥套坯體的側壁上加工出第二出液孔8和密封槽，然后在中間閥套坯體一端的外側壁加工出外螺紋，另一端的內側壁加工出內螺紋，在中間閥套坯體的內部加工出內孔和凸出部11,在凸出部11上倒圓角，形成一個圓弧面,將中間閥套坯體通過真空淬火處理得到高硬度金屬表面，最后經過高精度磨床對凸出部11上的圓弧面進行磨削，提高圓弧面的精度，得到中間閥套3 ;
[0038](3)回液閥套2的制作:選用相應長度的金屬棒料后，切削成回液閥套坯體，經過調質處理之后進行機加工，在回液閥套坯體的內部加工出內孔，在回液閥套坯體的側壁上加工出回液孔10和密封槽，在回液閥套坯體一端的外側壁加工出外螺紋，另一端的內側壁加工出內螺紋，得到回液閥套2 ；
[0039](4)閥芯5的制作:選用相應長度的金屬棒料后，切削成閥芯坯體，經過調質處理之后進行機加工，在閥芯坯體的內部加工出沿坯體軸向貫穿的油道，在閥芯坯體的側壁上加工出一個凸出的環塊12和第一出液孔7，在環塊12的外側面上加工出一個錐度為30度的圓錐面，在閥芯坯體的端部加工出一個錐度為30度的密封錐面，最后將閥芯坯體經過真空淬火處理至洛氏硬度在HRC43?48范圍內，得到高硬度金屬表面，得到閥芯5 ；
[0040](5)壓桿I的制作:選用相應長度的金屬棒料后，切削成壓桿坯體，經過調質處理之后進行機加工，在壓桿坯體的大徑段的端面加工出沿軸向朝向坯體內部延伸的內孔，在壓桿坯體的內孔入口處加工出一個圓弧面，然后進行真空淬火處理提高硬度，最后經過高精度磨床對圓弧面進行磨削，提高圓弧面的光潔度，最后車削得到截面呈凸字形壓桿I;
[0041](6)將進液閥套4、中間閥套3、回液閥套2、閥芯5、壓桿I和彈簧6裝配，得到閥芯組件。
[0042]上述方法中具體的裝配過程包括如下的步驟:
[0043]a、在進液閥套4、中間閥套3、回液閥套2和壓桿I上安裝O型密封圈；
[0044]b、將彈簧6置于進液閥套4中，將閥芯5插入中間閥套3中；
[0045]C、使用工裝將帶有閥芯5的中間閥套3和內置有彈簧6的進液閥套4擰緊形成組件；
[0046]d、將壓桿I置于回液閥套2中；
[0047]e、使用工裝將步驟c組裝的組件和內置有壓桿I的回液閥套2擰緊，形成完整的閥芯組件。
[0048]實施例一
[0049]如圖4所示，為采用本閥芯組件的一種小流量換向閥，包括閥體16、殼體18、手柄
13、壓頭14、兩個壓塊15和兩個閥芯組件。閥體16為矩形，閥體16上設有一個主進液孔
20、一個主回液孔21和兩個工作口 C、D，主進液孔20和主回液孔21并排設在閥體16的同一個側面上，兩個工作口 C、D分別設在閥體16的另外兩個相對的側面上，兩個工作口 C、D分別與一個閥芯組件相配合，在閥門開啟后，從主進液孔20進入閥體16內的乳化液經過閥芯組件分別從工作口 C、D流出，閥門關閉后，閥芯組件中的乳化液從主回液孔21流回乳化液泵站。閥體16的主進液孔20與進液閥套4上的進液孔連通，工作口 C與上側的中間閥套3上的第二出液孔8連通，工作口 D與下側的中間閥套3上的第二出液孔8連通，回液閥套2上的回液孔10與閥體16上的主回液孔21連通。
[0050]在如圖1和圖4所示的初始狀態下，閥門關閉，閥芯5與中間閥套3之間密封，進液閥套4的進液腔與中間閥套3的出液腔之間并不連通，油路不通；當需要開啟閥門時，朝向需要乳化液流出的工作口方向扳動手柄13，壓桿I在壓塊15的作用下推動閥芯5移動，閥芯5的環塊12與中間閥套3的凸出部11分離，進液閥套4的進液腔與中間閥套3的出液腔連通，乳化液可以進入出液腔，由于此時閥芯5與壓桿I之間密封，回液腔中的乳化液就可以經過中間閥套3上的第二出液口流入閥體16的工作口 C或D，最終流入接在工作口C、D上的其它部件。關閉閥門后，出液腔中的乳化液經過回液閥套2上的回液孔10、閥體16的主回液孔21流回乳化液泵站。
[0051]實施例二
[0052]如圖5所示，為采用本閥芯組件的另一種小流量換向閥，包括閥體16、殼體18、手柄13、壓頭14、兩個壓塊15和兩個閥芯組件。閥體16為矩形，閥體16上設有一個主進液孔20、一個主回液孔21和兩個工作口 E、F，主進液孔20和主回液孔21并排設在閥體16的同一個側面上，兩個工作口 E、F并排設在閥體16的與手柄13位置相對的端面上，兩個工作口 E、F分別與一個閥芯組件相配合，在閥門開啟后，從主進液孔20進入閥體16內的乳化液經過閥芯組件分別從工作口 E、F流出，閥門關閉后，閥芯組件中的乳化液從主回液孔21流回乳化液泵站。閥體16的主進液孔20與進液閥套4上的進液孔9連通，工作口 E與上側閥芯組件的閥芯5內部油道連通，工作口 D與下側閥芯組件的閥芯5內部油道連通，回液孔10與閥體16上的主回液孔21連通。
[0053]在如圖1和圖5所示的初始狀態下，閥門關閉，閥芯5與中間閥套3之間密封，進液閥套4的進液腔與中間閥套3的出液腔之間并不連通，油路不通；當需要開啟閥門時，朝向需要乳化液流出的工作口方向扳動手柄13，壓桿I在壓塊15的作用下推動閥芯5移動，閥芯5的環塊12與中間閥套3的凸出部11分離，進液閥套4的進液腔與中間閥套3的出液腔連通，乳化液可以進入出液腔，然后再從閥芯5上的第一出液孔7進入閥芯5內部油道，由于此時閥芯5與壓桿I之間密封，乳化液就可以從閥芯5的內部油道流入閥體16的工作口 E或F，最終流入接在工作口 E、F上的其它部件。關閉閥門后，出液腔中的乳化液經過回液閥套2上的回液孔10、閥體16的主回液孔21流回乳化液泵站。
[0054]上面結合附圖對本發明進行了示例性描述，顯然本發明具體實現并不受上述方式的限制，只要采用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進，或未經改進將本發明的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種閥芯組件的制作方法，閥芯組件包括壓桿、回液閥套、進液閥套、中間閥套和閥芯，回液閥套套在壓桿上，閥芯的兩端開口、內部為中空油道，閥芯與壓桿為密封連接，中間閥套在兩端分別與回液閥套和進液閥套螺紋連接，中間閥套和進液閥套套在閥芯上，中間閥套、進液閥套和閥芯的側壁上均設有讓液體流過的通孔；閥芯的朝向壓桿的端部為錐臺結構，壓桿的內孔入口處設有用于與閥芯端部密封連接的且兩者之間為線接觸的圓弧面；閥芯的外側壁上設有凸出的環塊，環塊的外側面上設有圓錐面，中間閥套的內側壁上設有凸出部，凸出部上設有用于與環塊的圓錐面密封連接的且兩者之間為線接觸的圓弧面； 其特征在于:所述制作方法包括如下的步驟: (1)進液閥套的制作:選用一根金屬棒料，切削成進液閥套坯體，在進液閥套坯體的內部加工出內孔，在進液閥套坯體的側壁上加工出通孔作為進液孔，在進液閥套坯體一端的外側壁加工出外螺紋，得到進液閥套； (2)中間閥套的制作:選用一根金屬棒料，切削成中間閥套坯體，經過調質處理之后進行機加工，在中間閥套坯體的側壁上加工出通孔作為第二出液孔，然后在中間閥套坯體一端的外側壁加工出外螺紋，另一端的內側壁加工出內螺紋，在中間閥套坯體的內部加工出內孔和凸出部，在凸出部上加工出一個圓弧面，從而在凸出部上形成一個圓角，得到中間閥套； (3)回液閥套的制作:選用一根金屬棒料，切削成回液閥套坯體，在回液閥套坯體的內部加工出內孔，在回液閥套坯體的側壁上加工出通孔作為回液孔，在回液閥套坯體一端的外側壁加工出外螺紋，另一端的內側壁加工出內螺紋，得到回液閥套； (4)閥芯的制作:選用一根金屬棒料，切削成閥芯坯體，在閥芯坯體的內部加工出沿坯體軸向貫穿的油道，在閥芯坯體的側壁上加工出一個凸出的環塊和通孔，通孔作為第一出液孔，在環塊的外側面上加工出一個圓錐面，在閥芯坯體的端部加工出一個密封錐面形成錐臺結構，得到閥芯； (5)壓桿的制作:選用一根金屬棒料，切削成壓桿坯體，在壓桿坯體的端面加工出沿軸向朝向坯體內部延伸的內孔，在壓桿坯體的內孔入口處加工出一個圓弧面，得到壓桿； (6)裝配:將進液閥套、中間閥套、回液閥套、閥芯、壓桿和彈簧裝配，得到閥芯組件。
2.根據權利要求1所述的閥芯組件的制作方法，其特征在于:所述步驟(6)的裝配過程包括如下的步驟: a、在進液閥套、中間閥套、回液閥套和壓桿上安裝O型密封圈； b、將彈簧置于進液閥套中，將閥芯插入中間閥套中； C、使用工裝將帶有閥芯的中間閥套和內置有彈簧的進液閥套擰緊形成組件； d、將壓桿置于回液閥套中； e、使用工裝將步驟c組裝的組件和內置有壓桿的回液閥套擰緊，形成完整的閥芯組件。
【文檔編號】B23P15/00GK103506814SQ201310452022
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年9月27日 優先權日:2013年9月27日
【發明者】李福洪, 朱述群 申請人:巨隆集團蕪湖興隆液壓有限公司