螺纹插装连接形式是在液压元件多种连接方式的长期应用中脱颖而出的,并形成了一种过去未被充分认识到的阀种。这种既普通又普遍的连接方式被接纳为液压阀的安装形式是一种思维的演绎,是工程机械液压发展与推动的结果。我们熟知,液压工业以工业液压为主导而并不是以工程机械液压为主导地位的时代,板式阀、二通插装阀、叠加阀等阀种在工业液压的应用中发展很快也很成功,形成了在液压阀应用中的主导地位,但也始终伴随着外泄漏的困扰。当工程机械对外泄漏要求更高时,泄漏成了液压发展的难题,螺纹插装是一个既简单又廉价的解决办法并应运而生。这种办法也在不断延伸,在我们熟悉的板式溢流阀的DBD溢流先导阀、板式阀的电磁铁与阀体的连接都由原来的板式连接、螺钉连接等都改进成了这种非标准插孔的螺纹连接方式,并取得了良好效果,基本上解决了液压的外泄漏问题。但是这是在二三十年的存在后,工程机械液压在整个液压应用中逐渐超过工业液压应用后,这种螺纹插装的阀种才更加引起企业与专业人员的青睐,到20世纪初才形成了各大跨国公司竞相并购的热点,并正成为液压阀的主阀种之一。
纵观螺纹插装阀的发展历史可见,它已经经历了形成阶段、发展阶段与兼并阶段。
形成阶段(1970—1980):随着螺纹插装阀专业厂如美国SUN公司在1970年建立,英国的IntergradedHydraulic也于1972年成立,就标志着它的形成。它的应用可以美国空军用于飞机燃油泵上的溢流阀等为例。由于其体积小重量轻被扩展到相关的领域。世界各国液压行业协会于20世纪五六十年代纷纷建立时,我们就可以追寻到这种阀的踪迹。但是它未形成气候,只是局部的采用。
发展阶段(1980—2000):已建立一批螺纹插装阀厂商,以美国为基地的有Hydraforce、Sun、Fluid Power Systems、Delta Power、Waterman、Parker Hannifin、Fluid Control(Danfoss)、Vickers—Modular Controls等,在英国的有Sterling、In-tegrated,在瑞士的有Wandfluh、Bucher、Frutigen,在意大利的有Comatrol、Oil Control,在德国的有Rexroth、IMAV、Tries、Fluid Team、HYDAC等。
经过了广泛的采用,螺纹插装阀逐渐形成了品种系列,占据了一定的市场份额。为适合市场需求,提出互换性,即统一插装阀孔穴几何尺寸的要求,开始制定ISO螺纹插装阀孔穴国际标准。由于分歧大,经过十多年的努力,直至1998年ISO7789作为螺纹插装阀插装孔穴的国际标准才得以通过。这对产生标准统一孔穴尺寸的目标而言已失去了最佳时机。中国是在1992年建立了第一家螺纹插装阀工厂——宁波海宏液压件厂,该厂为其母公司生产的多路阀产品配套,以生产溢流阀等压力阀与流量阀为主。
兼并阶段(2000—至今):这个时期全世界的液压跨国企业掀起了一轮兼并风。世界上销售额达10亿美元的五大液压跨国公司除了以生产伺服阀为主的MOOG公司未进人角逐外,Parker、Bosch-Rexroth、Eaton、Sauer-Danfoss等均并购了各自的螺纹插装阀专业厂。其中Parker收购了Sterling;Rexroth收购了Oil Control;Eaton收购了Integrated;Sauer-Danfoss收购了Comatrol,还有Bucher收购了CCC(Command Control Co.)。目前仍在收购后的整合与融合的过程中,并购效果有待考验。
在这个阶段中,中国的螺纹插装阀企业也在酝酿新的发展机遇,宁波克泰液压有限公司以其国内外市场各占一半的业绩发展起来,其中对电磁阀方面更为专重,目前已发展到一定规模。在大陆的台湾液压厂商有的生产规模在发展,有的小批量试制。国内其他小企业也一个接一个在建立。按已公布于世的信息可知,国外Hydraforce公司近年的年生产量可达600万件,相当中国2005年全国一年所有液压件产量的数量;中国的海宏近年也宣称年产量达100万件。作者创办的上海豪高机电科技公司也在这领域有所涉足,开发过风电系统用过的失压阀、电磁阀应急机构以及螺纹插装数字阀等。
可以预计在中国2009年国务院颁布的“装备制造业调整与振兴规划”与“十二五”的指导与支持下,中国的螺纹插装阀的生产与研发会随中国整个液压行业的大发展机遇一起有一个飞跃。世界的螺纹插装阀行业发展会在继承与创新的基础上,随着中国的螺纹插装阀产业的进人会使这一行业变得更加活跃,他们与世界螺纹插装阀的领头羊如SUN与Hydrafore及一批螺纹插装阀的强大竞争对手一起进人一个新的发展时期。
螺纹插装阀是继液压控制阀的管式(图1-1a)、板式(图1-1b)、叠加式(图1-1c)、二通插装式(图1-1d)之后出现的一种渐进发展的新的主要连接方式(图1-1e)。今后液压螺纹插装阀将与二通插装阀一起覆盖液压阀流量范围(参图1-20),这两种阀也在相互渗透交叉或结合,并占据液压阀的主导地位,这正在并将会进一步被实践所证实。
尽管液压螺纹插装阀的形成年代已经较久,但在我国到20世纪末我国行业界了解甚少。代表我国液压学术界与行业界水平并在1999年出版的“新编液压工程手册”中,就只有一页描述此阀就是一个明证。直至21世纪90年代,我国才建设了此阀的国营专业厂,但又由于长期仅处于为多路阀(图1-1f)配套的定位上,因此品种规格发展的步伐不大;直到21世纪随着我国液压工业的快速发展后螺纹插装阀的国产化才可能进人了较快的成长期。
螺纹插装式尽管是一种连接方式的变化,但是它能发展成一种主要阀种是因为它具有许多不可取代的优点(见表1-1)。其中之一诸如零泄露、重量轻、集成度高、加工改型相对容易、成本降低及绿色制造等优点,因此它对液压元件的发展推动与液压系统设计概念的更新有一种越来越明显的优势,这一优势在开发的初期以至今天仍未被液压用户完全开发,因此这一技术仍有推广发展的空间。作者积近二十年的关注、开发与应用认为,应将这些潜在的或尚未充分发挥的优势借本书加以阐述,以推动液压技术的发展并在液压应用上产生更大的经济效益,为液压用户带来更为符合其要求的技术与产品。(www.xing528.com)
螺纹插装阀作为阀种的形成是一种渐进式的过程。至今有关这方面的技术书籍较少,杂志发表的文章也不多见。究其原因是,因为它从表面看只是一种结构上的变化,既无原理方面的创新也无性能方面的突破。因此它不属于高新技术的范畴,只是一种实用的技术,因而它的发展受到的关注度并不高。然而,它经过默默无闻的发展,在工程机械领域逐渐形成自己的体系与特征后,它对液压阀发展的影响力逐渐加强,它的一些优点被开发并成为一种阀种而具备形成主流之一时起,就从一种量变形成了质变。在21世纪的初期,各大知名液压跨国企业纷纷收购世界液压领域中已形成有影响力或有特色的螺纹插装阀企业或公司,纳人自己的业务领域,并形成了一种收购风潮,这也证明这种阀种将会有进一步发展的生命力。我们会在本章详细介绍这一势态。
图1-1 液压阀的六种主要结构与连接方式
a)管式元件 b)板式元件 c)叠加式元件 d)二通插装式元件 e)螺纹插装式元件 f)多路阀元件
表1-1 液压元件六种连接方式的发展
我国液压工业尽管发展速猛,但在技术方面特别是创新技术上相对滞后与薄弱,螺纹插装阀技术也是如此。至今国产螺纹插装阀的企业知名的也只有2~3个,在国际上的影响力刚刚起步。我国专业方面的经营者与技术人员自20世纪90年代以来才比较强烈地意识到这种元件已在市场上越来越多,大有不仅占据一隅之势还有挤占其他阀种的趋势,意识到是很有发展前途的技术。然而在液压的书籍与杂志中在这一方面的论述与应用实例并不多见,也说明我国的技术人员对这一技术尚不熟悉,仅能较少地利用这一新的阀种的特色去开发产品与组成更有特色的系统。最近几年国内这方面的发展较快,涉足的液压元件企业与主机应用商按级数在增加。在此,作者愿将这一技术的全貌与有关的应用展现出来,以促进我国液压技术与液压应用的发展。
图1-2展示了各种以螺纹插装阀为元件的部分系列产品与组合元件。
图1-2 螺纹插装阀为元件的部分系列产品与组合元件(Sauer-Danfoss/Comatrol系列)
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