專利名稱：液壓閥的球體閥桿及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明是關于液壓閥的部件，尤其是關于液壓閥的球體閥桿及其制造 方法。
背景技術：
液壓閥作為液壓系統(tǒng)中的控制元件，廣泛地運用于各種工程機械、機 床、鍛壓設備、農(nóng)業(yè)機械、飛機、船舶、航天裝置中。隨其在液壓系統(tǒng)中 的控制功能的差異，液壓閥的結構也各不相同，但其閥門的錐體密封結構 A(見圖1和圖2)卻是相同的，為由錐體A1和與錐體A1接觸的閥座1上 的環(huán)形刃口A2構成，且不同結構的液壓閥，其錐體密封結構A的數(shù)量不 同，例如圖1所示的單向閥只有一個錐體密封結構A，圖2所示的換向閥 則有二個錐體密封結構A。這種錐體密封結構的優(yōu)點是可以承受較高的壓 力，但其缺點就在于為達到高度密封的要求，必須提高錐體的加工精度， 特別是錐度密封結構A的數(shù)量愈多，加工愈困難，因此其加工成本高。 同時由于錐體A1是設置在滑動的閥桿或閥芯2上，是閥桿或閥芯2的一 部分，因此，當為了提高錐體的耐磨性而使用優(yōu)質鋼材如高碳鋼、硬質合 金鋼時，就加大了材料的成本。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種液壓閥的球體閥桿或閥芯及其制造方法，解 決用圓球體的球面來替代閥桿或閥芯的錐體密封結構的技術問題。 本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案是一種液壓閥的球體閥桿或閥芯，其特征在于在閥桿或閥芯與閥座相接的一端焊接有一定精度的圓球體，該圓球體的球心位于該閥桿或閥芯的 中心軸線的延長線上，該圓球體的直徑大于等于閥座的閥孔直徑。其特征在于該圓球體的表面粗糙度Ra《1.6,球形公差于直徑〈3mm 時為《0.06mm、直徑〉3 6mm時為《0.12mm，直徑〉6 12mm時為《 0.18mm、直徑〉12 24mm時為《0.24mm、直徑〉24 48mm時為《0.3mm、 直徑〉48 150mm時為《0.4mm。其特征在于該圓球體與閥桿或闊芯為相同或不同的金屬材質。 一種上述液壓閥的球體閥桿或閥芯的制造方法，其特征在于先在閥 桿或閥芯的一端的端面上加工或不加工與圓球體直徑相應的凹球面、凹錐 面或中心孔，該凹球面、凹錐面或中心孔與該閥桿或閥芯具有共同的中心 軸線，將圓球體置于該凹球面、凹錐面或中心孔的孔口上，并用專門的夾 具在一定的壓力下，保持該圓球體與閥桿或閥芯處于同一中心軸線上，用 電阻焊、惰性氣體保護焊、釬焊或磨擦焊，將圓球體焊接在閥桿或閥芯上。 本發(fā)明的有益效果是1、 圓球體例如鋼球已為大批量加工的標準產(chǎn)品，由于易于加工，不 僅制造精度高，如G10級已經(jīng)高于精密機加工(如磨床)能達到的圓度、 表面粗糙度的水準，而且加工成本低。2、 由于圓球體的精密度高，其密封性高，幾乎接近零內泄漏。3、 可以根據(jù)不同的技術要求，選擇不同的金屬材料來制造圓球、閥 芯或閥桿，可節(jié)省稀缺或優(yōu)質金屬材料的消耗量，降低材料成本。4、 閥桿或閥芯與圓球體是分開加工、熱處理后再焊接的，因此加工 方便，制造成本低。5、 可選用高碳優(yōu)質碳素結構鋼、合金結構鋼、硬質合金或有色金屬 制造圓球體，提高閥的使用壽命


圖1為現(xiàn)有單向閥的閥門結構示意圖。 圖2為現(xiàn)有換向閥的閥門結構示意圖。 圖3是本發(fā)明的結構示意圖。 圖4是使用本發(fā)明的一種單向閥結構示意圖。 圖5是使用本發(fā)明的一種換向閥結構示意圖。
具體實施例方式請參閱圖3所示，本發(fā)明是一種液壓閥的球體閥桿或閥芯，它是一端 焊有圓球體3的閥桿或閥芯2，該閥桿或閥芯2與各種液壓閥的結構基本 一致，唯一的差別在于沒有密封錐體A1，而是用圓球體3的球體來替代。 如此可以將圓球體3和閥桿或閥芯2分開，各自先行加后，用焊接的方法 將它們連接成一體，這不僅有利于加工，而且充分發(fā)揮標準化大規(guī)模生產(chǎn) 在提高質量精度和生產(chǎn)效率，降低成本方面的優(yōu)勢；圓球體特別是鋼球， 按現(xiàn)有鋼球專業(yè)廠工藝水平，達到G10級精度要求是很平常的事，而在 該精度下的產(chǎn)品圓度和表面粗糙度已經(jīng)高于錐體精密機加工的水準，況且 將圓球體的精度進一步提高，也非難事?？梢姳景l(fā)明使用高精度的圓球體 替代傳統(tǒng)的錐體，其密封性能遠優(yōu)于錐體密封結構。因此該圓球體3只要滿足其表面粗糙度Ra《1.6及球形公差于直徑 〈3mm時為《0.06mm、直徑〉3 6mm時為《0.12mm，直^5〉6 12mm時為 《0.18mm、直徑〉12 24mm時為《0.24mm、直徑〉24 48mm時為《0.3mm、 直徑〉48 150mm時為《0.4mm的精度已足夠滿足密封要求。當然，圓球體 3的精度愈高其泄漏量愈小，密封性愈高，但相應成本也高，所以在滿足 液壓閥的精度要求前提下，選擇一定精度的圓球體3。本發(fā)明圓球體3和閥桿或閥芯2可以采用不同材質的金屬材料制造，通常圓球體3的材質在強度和化學穩(wěn)定性方面均優(yōu)于閥桿或閥芯2的材 質，如閥桿或閥芯2采用鋼號《45的低碳或中碳優(yōu)質碳素結構鋼，圓球 體3則采用鋼號》50的高碳優(yōu)質碳素結構鋼、或合金結構鋼、或軸承鋼、 或工具鋼或硬質合金、或有色合金；但圓球體3和閥桿或閥芯2也可以使 用相同材質的金屬材料。本發(fā)明的制造方法是將按技術要求加工后的閥桿或閥芯2 —端的端 面加工一個與圓球體3直徑相應的凹球面、凹錐面或中心孔，該凹球面、 凹錐面或中心孔與該閥桿或閥芯2具有共同的中心軸線X-X，將圓球體3 置于該凹球面、凹錐面或中心孔孔口上，并用專門的夾具使該閥桿或閥芯 2與圓球體3夾置在焊接設備的正、負電極之間，并施以一定的壓力，以 電阻焊的方式將圓球體3牢固地焊接在閥桿或閥芯2的一端上。由于該電 阻焊為瞬間大電流，因此在熔融圓球體3和閥桿或閥芯2接觸處的金屬材 料時，對兩者本體的形狀和性能幾乎不發(fā)生影響或影響極少，例如圓球體 的硬度、圓度、表面粗糙度與焊接前后沒有什么變化。特別是使用一種由 電容(例如超級電容)儲能，在數(shù)毫秒至數(shù)十毫秒內即可釋放數(shù)萬安培電流 的儲能電焊機，效果尤佳。焊接時，在專用夾具的保證下，該圓球體3 的球心位于閥桿或閥芯2的中心軸線X-X的延長線上。本發(fā)明還可以使 用釬焊，由于釬焊的加熱溫度低，對圓球體3和閥桿或閥芯2的幾何形狀 和物理機械性能不會形成負面影響。同樣本發(fā)明還可以使用由氬氣、氦氣 的惰性氣體保護焊或摩擦焊也能獲得相同的效果。本發(fā)明可以在焊接前不必對閥桿或閥芯2頂端進行凹球面、凹錐面或 中心孔的加工，直接用專用夾具將圓球體3焊接在閥桿或闊芯2的頂端面， 尤其是在大直徑的圓球體3時，以減少制造工序和成本。圖4和圖5是本發(fā)明用于一種液壓單向閥和液壓換向閥上的結構實例。從圖中可知，本發(fā)明使用的圓球體3的直徑至少應與閥座1上閥孔 11的直徑相等，才能將閾孔11堵住起關閉作用，通常該圓球體3的直徑 大于閥孔ll的直徑，閉閥時，圓球體3座在閥孔11的端口處，形成一個 嚴密的線密封。在圖4中當閥桿或閥芯1前右移動，使圓球體3與閥座1 右端的閥孔ll相抵靠，即將閥孔ll關閉，堵斷了進油道B與出油道C 的通路，完成單向閥的功能。圖5為一種換向閥的閥門結構示意，圓球體 3處于閥座1的閥腔12中，而閥腔12的左、右兩邊各設一閥孔11，當閥 桿或閥芯l向左移動，使圓球體3抵靠在左邊的閥孔11端口處，在堵斷 進油道B與另一出油道D的通路時,將進油道B與出油道C的通路開放; 而當閥桿或閥芯1向右移動，使圓球體3抵靠在右邊的閥孔11端口處， 則將進油道B與另一出油道D的通路關閉，而將進油道B與出油道C開 通，從而完成油路換向的功能。
權利要求
1、一種液壓閥的球體閥桿或閥芯，其特征在于在閥桿或閥芯與閥座相接的一端焊接有一定精度的圓球體，該圓球體的球心位于該閥桿或閥芯的中心軸線的延長線上，該圓球體的直徑大于等于閥座的閥孔直徑。
2、 根據(jù)權利要求l所述的液壓閥的球體閥桿或閥芯，其特征在于該圓球體的表面粗糙度Ra《1.6，球形公差于直徑〈3mm時為《0.06mm、直 徑〉3 6mm時為《0.12mm，直徑〉6 12mm時為《0.18mm、直徑〉12 24mm 時為《0.24mm、直徑〉24 48mm時為《0.3mm、直徑〉48 150mm時為《 0.4mm。
3、 根據(jù)權利要求l所述的液壓閥的球體閥桿或閥芯，其特征在于該 圓球體與閥桿或閥芯為相同或不同的金屬材料。
4、 一種上述液壓閥的球體閥桿或閥芯的制造方法，其特征在于先在 閥桿或閥芯的一端的端面上加工或不加工與圓球體直徑相應的凹球面、凹 錐面或中心孔，該凹球面、凹錐面或中心孔與該閥桿或閥芯具有共同的中 心軸線，將圓球體置于該凹球面、凹錐面或中心孔的孔口上，并用專門的 夾具在一定的壓力下，保持該圓球體與閥桿或閥芯處于同一中心軸線上， 用電阻焊、惰性氣體保護焊、釬焊或磨擦焊，將圓球體焊接在閥桿或閥芯 上。
全文摘要
本發(fā)明是關于液壓閥的部件。一種液壓閥的球體閥桿或閥芯，它是在閥桿或閥芯與閥座相接的一端焊接有一定精度的圓球體，該圓球體的球心位于該閥桿或閥芯的中心軸線的延長線上，該圓球體的直徑大于等于閥座的閥孔直徑。其制造方法為先在閥桿或閥芯的一端的端面上加工或不加工與圓球體直徑相應的凹球面、凹錐面或中心孔，該凹球面、凹錐面或中心孔與該閥桿或閥芯具有共同的中心軸線，將圓球體置于該凹球面、凹錐面或中心孔的孔口上，并用專門的夾具在一定的壓力下，保持該圓球體與閥桿或閥芯處于同一中心軸線上，用電阻焊、惰性氣體保護焊、釬焊或磨擦焊將圓球體焊接在閥桿或閥芯上。解決用圓球體的球面來替代閥桿或閥芯的錐體密封結構的技術問題。
文檔編號F15B13/02GK101230868SQ20071016789
公開日2008年7月30日 申請日期2007年10月24日 優(yōu)先權日2007年2月13日
發(fā)明者陸偉辛 申請人:上海偉勛液壓件制造有限公司