一種基于過盈配合的模態選擇閥密封設計方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于液壓技術領域，涉及對液壓作動器中模態選擇閥密封結構的改進。
【背景技術】
[0002] 溝槽化模態選擇閥取消了傳統的膠圈密封方式以及密封結構，閥套與殼體通過過 盈配合進行安裝。相比傳統模態選擇閥，簡化了安裝殼體內部的溝通油路，由于取消閥套密 封結構，減小了溝槽化模態選擇閥的軸向尺寸，使得安裝殼體的體積和重量降低20%左右。 減重是液壓作動器的不變要求，為此殼體采用了鋁合金材料，與鋼材料材料相比，鋁合金材 料膨脹系數大對溫度變化較敏感。另一方面是航空環境從低溫-55°到高溫150°的寬溫 度范圍，溫度變化范圍很大，鋁合金材料的大幅收縮和膨脹會嚴重影響作動器的性能。收縮 的殼體會擠壓溝槽化功能閥閥套外表面迫使閥套產生彈性變形而使閥套內孔與閥芯之間 的間隙量變小，嚴重時會引起閥芯卡死，使功能閥失效。膨脹的殼體會使殼體與溝槽化功能 閥閥套之間的過盈量減小，甚至變為間隙配合，失去密封作用，引起泄漏急劇增大。因此，本 發明提出了一種基于過盈配合的模態選擇閥密封設計，針對兩種不同材料，首先通過控制 閥芯、閥套間隙量的范圍保證低溫性能，在通過控制過殼體、閥套過盈量進而保證在寬溫度 范圍變化內模態選擇閥的密封性能，以滿足作動器的工作性能。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的是：提出一種基于過盈配合的模態選擇閥密封設計。通過模態選擇 閥閥套表面與殼體內孔之間的過盈配合結構來進行密封。通過控制模態選擇閥閥套表面與 殼體內孔之間的過盈量，以及模態選擇閥閥套內孔與閥芯表面之間的間隙量這兩個參數的 范圍，以保證在寬溫度范圍內模態選擇閥的密封性能進而滿足溝槽一體化作動器的性能要 求。
[0004] 本發明的技術方案是：首先通過控制間隙量保證低溫性能，然后通過控制過盈量 進而保證在寬溫度范圍變化內模態選擇閥的密封性能，以滿足作動器的工作性能。
[0005] -種基于過盈配合的模態選擇閥密封設計方法，模態選擇閥包括閥芯1、殼體2、 閥套3。閥芯、閥套是不銹鋼材料，殼體是鋁合金材料。其特征在于，設計方法包括以下步 驟：
[0006] 第一步，閥芯1與閥套3之間設計一定的間隙量，由閥芯的運動來實現油路溝通， 保證模態選擇閥的低溫性能。
[0007] 第二步，根據閥芯1與閥套3之間的間隙量，在閥套3與殼體2之間設計一定的過 盈量，間隙量和過盈量之間滿足I : (1. 2~2. 0)的比例關系，以減少泄漏量來保證寬溫度范 圍內模態選擇閥的性能。
[0008] 在寬溫度范圍內（_55°C~135°C )，所說的模態選擇閥閥套表面與殼體內孔之 間的過盈量為：0.004mm~0.02mm ;模態選擇閥閥套內孔與閥芯表面之間的間隙量為： 0. 004mm ~0. 008mm。
[0009] 本發明的優點是：本發明通過合理控制模態選擇閥閥套表面與殼體內孔之間的過 盈量，以及模態選擇閥閥套內孔與閥芯表面之間的間隙量這兩個參數的范圍。一方面實現 了不使用密封膠圈，只通過依靠過盈配合的結構就到達到理想的密封效果。另一方面通過 兩個參數可以很好的控制密封性能，保證了兩種不同材料的配合下，溝槽化模態選擇閥在 寬溫度范圍內的工作性能。
【附圖說明】
[0010] 圖1是本發明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0011] 下面對本發明做進一步詳細說明。參見圖1，它包括閥芯1、殼體2、閥套3。D是 閥套外徑、d是閥芯外徑。閥芯、閥套是不銹鋼材料，殼體是鋁合金材料。其特征在于，一方 面閥芯1與閥套3通過設計一定的間隙量，由閥芯的運動來實現油路溝通。另一方面閥套 3與殼體2通過設計一定的過盈量。通過溫差法將閥套壓入殼體進行過盈配合進而起到閥 套外表面與殼體內孔表面之間的密封，避免泄漏。另外，過盈配合的內孔表面會擠壓閥套。 擠壓力隨著環境溫度的變化而變化。低溫時，殼體收縮量，擠壓力增大迫使閥套彈性變形而 使閥套的內孔與閥芯外表面之間的間隙減少，影響閥芯運動的靈活性，嚴重時引起閥芯卡 死，使功能閥失效。高溫時，殼體膨脹量，擠壓力減小使得閥套恢復彈性變形而使閥套外表 面與殼體內孔之間的過盈量減少，引起泄漏量劇增，使功能閥失效。要兼顧模態選擇閥低 溫啟動特性和避免高溫大泄漏性能，上述的兩種情況是互相耦合和矛盾的。因此，本發明首 先確定模態選擇閥閥套內孔與閥芯外表面之間的間隙量，保證模態選擇閥的低溫性能。其 次，在通過控制模態選擇閥閥套表面與殼體內孔之間的過盈量來保證寬溫度范圍內模態選 擇閥的性能。
[0012] 所說的過盈量為：0. 004mm~0. 02mm ;間隙量為：0. 003mm~0. 008mm ;寬溫度范圍 為：-55Γ~135Γ
[0013] 本發明的工作原理是：通過設計一定的過盈量，使得在閥套壓入殼體后，閥套外表 面與殼體內孔表面見的配合非常緊密，起到密封作用，減小泄漏。另外通過設計一定的間隙 量，保證閥芯運動的靈活性以滿足寬溫度范圍內模態選擇閥的性能。
[0014] 在本發明的一個實施例中，所說的溝槽化模態選擇閥閥套與閥芯之間的間隙量 為0· 005mm±0. 001mm，溝槽化模態選擇閥和殼體之間過盈量為0· 008mm。經在溫度范 圍-55°C~80°C內試驗，其結果有：在_55°C溫度下，主閥芯、備閥芯運動靈活，溝槽化模態 選擇閥的泄漏量<2ml/min ;在25°C常溫溫度下，主閥芯、備閥芯運動靈活，溝槽化模態選擇 閥的泄漏量〈l〇ml/min ;在80°C高溫溫度，主閥芯、備閥芯運動靈活，溝槽化模態選擇閥的 泄漏量〈170ml/min。 表1 :兩種不同材料的物理性能。
[0015]
【主權項】
1. 一種基于過盈配合的模態選擇閥密封設計方法，模態選擇閥包括閥芯（1)、殼體 (2)、閥套（3)，閥芯、閥套是不銹鋼材料，殼體是鋁合金材料，其特征在于，設計方法包括以 下步驟： 第一步，閥芯（1)與閥套（3)之間設計一定的間隙量，由閥芯的運動來實現油路溝通， 保證模態選擇閥的低溫性能； 第二步，根據閥芯⑴與閥套⑶之間的間隙量，在閥套⑶與殼體⑵之間設計一定 的過盈量，間隙量和過盈量之間滿足1 : (1. 2~2. 0)的比例關系，以減少泄漏量來保證寬溫 度范圍內模態選擇閥的性能。2. 根據權利要求1所述的1、一種基于過盈配合的模態選擇閥密封設計方法，其特征 在于，在寬溫度范圍內（-55Γ~135°C )，所說的模態選擇閥閥套表面與殼體內孔之間的過 盈量為：〇. 〇〇4mm~0. 02mm ;模態選擇閥閥套內孔與閥芯表面之間的間隙量為：0. 004mm~ 0· 008mm〇
【專利摘要】本發明屬于液壓技術領域，涉及對液壓作動器中模態選擇閥密封結構的改進。其特征在于：閥芯、閥套是不銹鋼材料，殼體是鋁合金材料。取消傳統膠圈的密封方式，通過閥套(2)與殼體(3)之間采用過盈配合的結構進行密封。通過閥芯(1)與閥套(3)之間采用間隙配合，由閥芯的運動來實現油路溝通，完成模態控制。本發明通過合理控制模態選擇閥閥套表面與殼體內孔之間的過盈量，以及模態選擇閥閥套內孔與閥芯表面之間的間隙量這兩個參數的范圍。一方面實現了取消密封膠圈，只通過依靠過盈配合的結構就到達到理想的密封效果。另一方面通過兩個參數可以很好的控制密封性能，保證了兩種不同材料的配合下，溝槽化模態選擇閥在寬溫度范圍內的工作性能。
【IPC分類】F16K27/00
【公開號】CN105508680
【申請號】CN201410503282
【發明人】杜海, 王旭東, 汪洋
【申請人】中國航空工業第六一八研究所
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2014年9月26日