CN103727084B - 液压集成块元件布局设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压集成块元件布局设计方法，该方法包括如下步骤：步骤一、定义液压集成块符合六面立体的各表面名称；步骤二、提取元件底板模型并进行分类，建立元件布局约束数据库和元件布局原则数据库；步骤三、建立液压集成块元件列表和连通关系列表；步骤四、将含有P、T、A、B油口的元件布置在液压集成块的顶面；步骤五、确定液压集成块的通径规格，针对其余元件选定相应的布局策略；步骤六、在液压集成块其它表面上布置列表中的其它元件。与现有技术相比，本发明通过液压集成块元件布局设计，生成一个良好的元件布局结果，为液压集成块内部油路设计奠定基础；定义不同通径规格，针对不同通径的液压集成块进行液压元件布局设计，提高了布局的精确性和布局的效率，最终实现液压集成块中油路总长度最短、工艺孔数目最少。

Description

液压集成块元件布局设计方法

技术领域

本发明涉及一种液压集成块设计方法，特别是涉及一种针对不同通径规格的液压集成块元件布局设计方法。

背景技术

液压集成块是集成式液压系统中的核心零件，其外部是各种不规则的液压元件在各面上的紧凑布局，其内部则是密集、复杂、纵横交错的孔道。采用液压集成块进行液压元件集成配置，可以显著减少管路连接，降低液压系统的复杂性，增加添加和更改回路的柔性，提高系统的可适应性，具有结构紧凑、安装和维护方便、泄露少、振动小，有利于实现液压系统的集成化和标准化等优点。

液压集成块元件布局设计是根据液压系统原理图，在已知液压系统组成元件及其相互之间连通关系的条件下，实现液压元件在集成块上的安装布局设计，布局设计的优劣将直接影响到后期油路设计中油路的长短以及工艺孔数目的多少。液压集成块设计主要包括液压元件布局设计和内部油路连通设计两部分，随着液压集成块的广泛应用和设计复杂性的增大，设计人员要在调整液压元件的安装面和安装位置上花费大量的时间，造成设计资源的浪费，且对液压集成块的设计品质和稳定性影响较大。

因此，提出一种高效的液压集成块元件布局设计方法，提高液压元件布局效率和质量，尤为重要。现有技术中，实现液压集成块元件布局快速高效的设计，以减少产品开发周期和费用，成为更迫切的需求。

发明内容

为了克服现有技术存在的问题，本发明提供了针对以上不足，提出了一种液压集成块元件布局设计方法，通过液压集成块元件布局设计，生成一个良好的元件布局结果，为液压集成块内部油路设计奠定基础；定义不同通径规格，针对不同通径的液压集成块进行液压元件布局设计。

本发明提出了一种液压集成块元件布局设计方法，该方法包括如下步骤：

步骤一、定义液压集成块符合六面立体的各表面名称，即正面、左面、背面、右面、顶面、底面；

步骤二、提取元件底板模型并进行分类，建立元件布局约束数据库和元件布局原则数据库；

元件布局约束具体包括：液压元件安装底板保证在集成块的安装基面内，即对于任一液压元件，其底板四条边必须在元件所在面内；安装于液压集成块上的液压元件不得相互干涉，包括同面内的元件之间及邻面上元件延伸部分没有干涉，液压元件之间的距离应大于5mm，且液压元件间要有足够的安装和操作空间；使阀芯处于水平方向，防止阀芯的自重影响阀的灵敏度，各元件的安装参数应尽可能使需要连通的孔道正交，并使它们直接连通，减少不必要的工艺孔；

步骤三、建立液压集成块元件列表和连通关系列表；

步骤四、将含有主进油口P口、主回油口T口、工作进油口A口、工作回油口B口的元件布置在液压集成块的顶面；

步骤五、确定液压集成块的通径规格，针对其余元件选定相应的布局策略：根据布置在液压集成块顶面上元件的油口大小，将最大的油口尺寸作为液压集成块的通径；不同通径液压元件所对应的底板模型不同，不同的底板模型对应的布局策略不同，依据通径规格选定相应布局策略；以及

步骤六、在液压集成块其它表面上布置列表中的其它元件，即依据元件布局原则对其余液压元件进行布局，确定液压元件的安装面及在安装面上的安装位置；具体包括：对于通径为6mm的液压集成块，布置其余液压元件包括如下步骤：

确定包含集成块5面上元件P口、T口、A、B口的油路；

确定各油路中包含的液压元件；

对于包含P口的油路，将油路包含元件布置在(1)面和(2)、(4)面，布置在(1)面的元件在水平方向上与P口对齐，在竖直方向上距离(5)面30mm；布置在侧面的元件在水平方向上为P口位置向(1)面偏移20mm，在竖直方向上距离(5)面30mm；

对于包含T口的油路，将油路包含元件布置在(2)、(4)面，元件在水平方向上为T口位置向(3)面偏移5mm，在竖直方向上为集成块高度的一半；

对于包含AB口的油路，将油路包含元件布置在(3)面；元件在水平方向上与A、B口对齐，与A、B口中距离(3)面较近的油口相连的元件在竖直方向上距离(5)面30mm，与另一个油口相连的元件在其下方40mm处，反之亦然；

对于通径为10mm的液压集成块，布置其余液压元件包括如下步骤：

确定包含集成块5面上元件P口、T口、A、B口的油路；

确定各油路中包含的液压元件；

对于包含P口的油路，将油路包含元件布置在(2)、(4)面，元件在水平方向上为P口位置向(3)面偏移8mm，在竖直方向上为集成块高度的一半；

对于包含T口的油路，将油路包含元件布置在(2)、(4)面，元件在水平方向上为T口位置向(1)面偏移8mm，在竖直方向上距离(5)面70mm；

对于包含A、B口的油路，将油路包含元件布置在(3)面，元件在水平方向上与A、B口对齐，与A、B口中距离(3)面较近的油口相连的元件在竖直方向上距离(5)面30mm，与另一个油口相连的元件在其下方40mm处，反之亦然；

对于通径为16mm及以上的液压集成块，布置其余液压元件包括如下步骤：

确定包含集成块(5)面上元件P口、T口、A、B口的油路；

确定各油路中包含的液压元件；

对于包含P口的油路，将油路包含元件布置在(2)、(4)面，元件在水平方向上为P口位置向(3)面偏移10mm，在竖直方向上为集成块高度的一半；

对于包含T口的油路，将油路包含元件布置在(2)、(4)面，元件在水平方向上为T口位置向(1)面偏移10mm，在竖直方向上距离(5)面100mm；

对于包含A、B口的油路，将油路包含元件布置在(3)面，元件在水平方向上与A、B口对齐，与A、B口中距离3面较近的油口相连的元件在竖直方向上距离(5)面50mm，与另一个油口相连的元件在其下方50mm处，反之亦然。

步骤三所述的元件列表和连通关系列表是：液压系统原理图中所包含的元件以及各元件油口之间的连接关系，元件列表中只包含与液压集成块直接接触的液压元件。

所述步骤四进一步包括以下步骤：

首先，确定需要布置在液压集成块顶面上的元件；然后，确定元件布置在液压集成块顶面上的先后顺序；最后，确定元件布置在液压集成块顶面上的安装位置。

与现有技术相比，本发明提高了布局的精确性和布局的效率，最终实现液压集成块中油路总长度最短、工艺孔数目最少。

附图说明

图1为液压集成块元件布局流程图；

图2为液压集成块各表面名称；

图3为不同通径的底板模型；

图4为液压集成块通径为6mm的元件布局原则；

图5为液压集成块通径为10mm的元件布局原则；

图6为液压集成块通径为16mm及以上的元件布局原则；

图7为液压集成块元件布局设计结果示意图。

图中：

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具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步详细说明本发明的具体实施方式。

本发明流程如图1所示，包括以下步骤：

第一步、定义液压集成块各表面名称。如图2所示，为了方便说明，将液压集成块各表面名称定义为1面、2面、3面、4面、5面、6面；依据液压元件供应商手册，提取元件底板模型并分类，如图3所示，依据元件的油口尺寸可以将底板分成通径为6mm的底板、通径为10mm的底板、通径为16mm及以上的底板。研究不同通径规格的液压集成块元件布局策略，建立元件布局约束数据库和元件布局原则数据库。

元件布局约束数据库包含如下主要内容：

1)液压元件安装底板保证在集成块的安装基面内，即对于任一液压元件，其底板四条边必须在元件所在面内。

2)安装于液压集成块上的液压元件不得相互干涉，包括同面内的元件之间及邻面上元件延伸部分没有干涉。液压元件之间的距离应大于5mm，且液压元件间要有足够的安装和操作空间。

3)应考虑液压阀体的安装方向是否合理，应该使阀芯处于水平方向，防止阀芯的自重影响阀的灵敏度，特别是换向阀一定要水平布置。元件的安装面和安装角度不能为该元件的禁忌安装面和禁忌安装角度。

4)各元件的安装参数应尽可能使需要连通的孔道正交，并使它们直接连通，减少不必要的工艺孔。

不同通径的液压集成块元件布局原则参见图4、图5、图6。

第二步：建立液压集成块元件列表和连通关系列表

分析液压系统原理图，读取液压系统原理图中所包含的元件以及各元件油口之间的连接关系，例如图7所示的模型，建立如表1所示液压集成块元件列表和连通关系列表。因为液压元件存在叠加安装的安装方式，对于叠加安装的液压元件，其安装面为其底层的液压元件表面，因此只需要考虑最底层的液压元件。元件列表中只包含与液压集成块直接接触的液压元件。

表1液压集成块元件和连通关系列表

第三步：将含有P、T、A、B油口的元件布置在液压集成块5面

含有P、T、A、B油口的元件均为液压系统内的重要元件，包含主油路和高压油路，因此，应首先考虑其安装位置。考虑操作安装、维护方便，将其布置于液压集成块的5面。

首先，确定需要布置在液压集成块5面上的元件。根据液压集成块元件集合中的元件所含油口，将含有P口、T口、A口、B口的液压元件放置在液压集成块的5面。

然后，确定元件布置在液压集成块5面上的先后顺序。根据液压元件所含油口的直径大小，按照由小到大的顺序布置元件，如果液压元件所含油口的直径大小相同，则将元件均匀的布置在液压集成块的5面上。

最后，确定元件布置在液压集成块5面上的安装位置。第一个液压元件的位置与液压集成块1面的最小距离为5mm、与液压集成块2面的最小距离为5mm；下一个液压元件的位置与液压集成块1面的最小距离为5mm、与上一个液压元件的最小距离为5mm；按照此规律将液压元件布置在液压集成块5面上。

第四步：确定液压集成块的通径规格，针对其余元件，选定相应的布局策略

根据布置在液压集成块5面上元件的油口大小，将最大的油口尺寸作为液压集成块的通径。参照图3，不同通径液压元件所对应的底板模型不同，不同的底板模型对应的布局策略不同，依据通径规格选定相应布局策略。

第五步：在集成块其它表面上布置列表中的其它元件

依据元件布局规则对其余液压元件进行布局，确定液压元件的安装面及在安装面上的安装位置。

1)对于通径为6mm的液压集成块，参考图4，布置其余液压元件包括如下步骤：

步骤1：确定包含集成块5面上元件P口、T口、A、B口的油路；

步骤2：确定各油路中包含的液压元件；

步骤3：对于包含P口的油路，将油路包含元件布置在1面和2、4面。布置在1面的元件在水平方向上与P口对齐，在竖直方向上距离5面30mm；布置在侧面的元件在水平方向上为P口位置向1面偏移20mm，在竖直方向上距离5面30mm。

步骤4：对于包含T口的油路，将油路包含元件布置在2、4面。元件在水平方向上为T口位置向3面偏移5mm，在竖直方向上为集成块高度的一半；

步骤5：对于包含AB口的油路，将油路包含元件布置在3面。元件在水平方向上与A、B口对齐，与A、B口中距离3面较近的油口相连的元件在竖直方向上距离5面30mm，与另一个油口相连的元件在其下方40mm处，反之亦然。

2)对于通径为10mm的液压集成块，参考图5，布置其余液压元件包括如下步骤：

步骤1：确定包含集成块5面上元件P口、T口、A、B口的油路；

步骤2：确定各油路中包含的液压元件；

步骤3：对于包含P口的油路，将油路包含元件布置在2、4面。元件在水平方向上为P口位置向3面偏移8mm，在竖直方向上为集成块高度的一半；

步骤4：对于包含T口的油路，将油路包含元件布置在2、4面。元件在水平方向上为T口位置向1面偏移8mm，在竖直方向上距离5面70mm；

步骤5：对于包含A、B口的油路，将油路包含元件布置在3面。元件在水平方向上与A、B口对齐，与A、B口中距离3面较近的油口相连的元件在竖直方向上距离5面30mm，与另一个油口相连的元件在其下方40mm处，反之亦然。

3)对于通径为16mm及以上的液压集成块，参考图6，布置其余液压元件包括如下步骤：

步骤1：确定包含集成块5面上元件P口、T口、A、B口的油路；

步骤2：确定各油路中包含的液压元件；

步骤3：对于包含P口的油路，将油路包含元件布置在2、4面。元件在水平方向上为P口位置向3面偏移10mm，在竖直方向上为集成块高度的一半；

步骤4：对于包含T口的油路，将油路包含元件布置在2、4面。元件在水平方向上为T口位置向1面偏移10mm，在竖直方向上距离5面100mm；

步骤5：对于包含A、B口的油路，将油路包含元件布置在3面。元件在水平方向上与A、B口对齐，与A、B口中距离3面较近的油口相连的元件在竖直方向上距离5面50mm，与另一个油口相连的元件在其下方50mm处，反之亦然。

参考图7，得到布局最终结果示意图。

以上实施例仅用于说明本发明的技术而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的进行修改或者同等替换，而不脱离本发明技术的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种液压集成块元件布局设计方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤一、定义液压集成块符合六面立体的各表面名称，即正面、左面、背面、右面、顶面、底面；

步骤二、提取元件底板模型并进行分类，建立元件布局约束数据库和元件布局原则数据库；

元件布局约束具体包括：液压元件安装底板保证在集成块的安装基面内，即对于任一液压元件，其底板四条边必须在元件所在面内；安装于液压集成块上的液压元件不得相互干涉，包括同面内的元件之间及邻面上元件延伸部分没有干涉，液压元件之间的距离应大于5mm，且液压元件间要有足够的安装和操作空间；使阀芯处于水平方向，防止阀芯的自重影响阀的灵敏度，各元件的安装参数应尽可能使需要连通的孔道正交，并使它们直接连通，减少不必要的工艺孔；

步骤三、建立液压集成块元件列表和连通关系列表；

步骤四、将含有主进油口P口、主回油口T口、工作进油口A口、工作回油口B口的元件布置在液压集成块的顶面；

步骤五、确定液压集成块的通径规格，针对其余元件选定相应的布局策略：根据布置在液压集成块顶面上元件的油口大小，将最大的油口尺寸作为液压集成块的通径；不同通径液压元件所对应的底板模型不同，不同的底板模型对应的布局策略不同，依据通径规格选定相应布局策略；以及

步骤六、在液压集成块其它表面上布置列表中的其它元件，即依据元件布局原则对其余液压元件进行布局，确定液压元件的安装面及在安装面上的安装位置；具体包括：

对于通径为6mm的液压集成块，布置其余液压元件包括如下步骤：

确定包含集成块顶面上元件P口、T口、A、B口的油路；

确定各油路中包含的液压元件；

对于包含P口的油路，将油路包含元件布置在正面和左、右面，布置在正面的元件在水平方向上与P口对齐，在竖直方向上距离顶面30mm；布置在侧面的元件在水平方向上为P口位置向正面偏移20mm，在竖直方向上距离顶面30mm；

对于包含T口的油路，将油路包含元件布置在左、右面，元件在水平方向上为T口位置向背面偏移5mm，在竖直方向上为集成块高度的一半；

对于包含A、B口的油路，将油路包含元件布置在背面；元件在水平方向上与A、B口对齐，与A、B口中距离背面较近的油口相连的元件在竖直方向上距离顶面30mm，与另一个油口相连的元件在其下方40mm处；

对于通径为10mm的液压集成块，布置其余液压元件包括如下步骤：

确定包含集成块顶面上元件P口、T口、A、B口的油路；

确定各油路中包含的液压元件；

对于包含P口的油路，将油路包含元件布置在左、右面，元件在水平方向上为P口位置向背面偏移8mm，在竖直方向上为集成块高度的一半；

对于包含T口的油路，将油路包含元件布置在左、右面，元件在水平方向上为T口位置向正面偏移8mm，在竖直方向上距离顶面70mm；

对于包含A、B口的油路，将油路包含元件布置在背面，元件在水平方向上与A、B口对齐，与A、B口中距离背面较近的油口相连的元件在竖直方向上距离顶面30mm，与另一个油口相连的元件在其下方40mm处；

对于通径为16mm及以上的液压集成块，布置其余液压元件包括如下步骤：

确定包含集成块顶面上元件P口、T口、A、B口的油路；

确定各油路中包含的液压元件；

对于包含P口的油路，将油路包含元件布置在左、右面，元件在水平方向上为P口位置向背面偏移10mm，在竖直方向上为集成块高度的一半；

对于包含T口的油路，将油路包含元件布置在左、右面，元件在水平方向上为T口位置向正面偏移10mm，在竖直方向上距离顶面100mm；

对于包含A、B口的油路，将油路包含元件布置在背面，元件在水平方向上与A、B口对齐，与A、B口中距离背面较近的油口相连的元件在竖直方向上距离顶面50mm，与另一个油口相连的元件在其下方50mm处。

2.根据权利要求1所述的液压集成块元件布局设计方法，其特征在于，步骤三所述的元件列表和连通关系列表是：液压系统原理图中所包含的元件以及各元件油口之间的连接关系，元件列表中只包含与液压集成块直接接触的液压元件。

3.根据权利要求1所述的液压集成块元件布局设计方法，其特征在于，所述步骤四进一步包括以下步骤：

首先，确定需要布置在液压集成块顶面上的元件；然后，确定元件布置在液压集成块顶面上的先后顺序；最后，确定元件布置在液压集成块顶面上的安装位置。