基于实体特征透明功能的液压模块复杂孔道设计

　　应用实体造型软件对机械零件的外形进行造型设计已经没有太多的困难。但如果需要在零件内部进行孔洞等设计时，则需要采用一些特殊的功能。参数化造型软 件的实体特征透明度设置功能，可以在任何实体特征的内部进行实时的观察，添置需要的各种特征，并合理地布置特征之间的相互位置关系。该功能同样也适用于具 有包覆情况的复杂装配体的实时虚拟装配，了解装配体中各零部件之间的配合情况，为调整零部件之间的位置关系提供了极大的方便。

　　在为装载机工作装置设计电液比例控制系统的工程实践中，当完成电液比例先导控制模块的系统原理设计后，必须进行阀块的工程设计[1]。该阀块结构较为复 杂，如果采用一般的造型设计方法，则因为孔道在实体内部，在设计过程中不能直接观察到孔道的实际图像，无法调整孔道的位置和深度，难以避免孔道之间的干 涉。由于三维设计软件 SolidWorks 支持通过特征属性中的高级实体属性，对特征的透明度进行定义，使得整个设计过程如同在玻璃体中进行。设计者可以避免阀块中密集管道的干涉，从而设计出高集 成度的复杂阀块。采用这种方法设计出来的液压先导阀块已经顺利通过规定的试验台架并实际装机试验[2]。

　　1 电液比例先导控制模块的原理和阀块结构特点

　　图1是该文所涉及的电液比例先导控制模块系统原理图，该先导模块用于接收操纵手柄通过PLC 发出的电信号，并将其转化为液压先导油液的压力变化，从而控制大功率的液压多路阀的工作。图中的小流量电磁比例减压阀 EP₁为核心控制元件，其中的二位二通阀 PD₃是专为实现动臂浮动工况而设置的。电磁比例减压阀 EP₁根据控制电流信号 A_n的大小输出先导控制压力液流，而两个三位四通阀PD₁和PD₂则根据主控制器送来的信号，将此先导控制液流送至 A₁、B₁、A₂、B₂等 4 个比例先导压力油输出口之一，4 个接口通过电逻辑进行互锁，任何时刻至多只允许一个接口有压力流输出。P 为连接来自选择阀的压力油输入口，F 接多路阀浮动控制顺序阀的泄油口，T 则为回油通道，与油箱连接。

　　阀块用于安装所有的阀件、油管接头并以阀块内部的孔道实现所有元件的逻辑连接，总共涉及到 4 个阀件和 7 个油管接头。由于装载机底盘的安装空间有限，要求阀块尺寸控制在不大于100×110×80mm 的范围内。同时，由于装载机底盘安装环境的特点，要求所有的油管接头应集中于阀块六面体的一个面上（顶面）。另有一个面在装机后邻接其他结构，不允许安排 阀件和接口（背面）。此外，还必须留出一个用于装机的底面。这样，2 个三位四通阀、1 个比例减压阀和 1 个二位二通阀共 4 个阀件、13 个液压油接口和 16 个安装螺纹孔就必须集中在阀块的左、前、右 3 个面上。这些要求大大增加了阀块的设计难度。