液压螺纹插装阀的技术与经济优缺点分析

螺纹插装阀之所以在发展过程中逐渐被用户接受，成为标准的连接方式之一，是因为它在应用、生产、维修、开发新产品方面有许多其他连接方式所不具备的优点。它的影响力在于：

可达到零泄漏，解决了液压长期难以解决的外泄漏问题。

极大地缩小了集成后阀控部分的体积，更适合用于工程机械。

阀的加工全部数控化，质量更易保证，成本更低。

由于加工数控化，阀的品种更新周期更短，投人少，开创了液压元件品种多样化的发展新途径。使发展新的功能结构阀种更容易。

加工数控化使大批量生产更容易，如采用成组技术设计，零件的成组化，有利于成本的进一步降低。

用螺纹插装阀形成的系统可以更贴切工况，而巨应用功能结构的螺纹插装阀形成新系统新专利。

集成的螺纹插装阀块具有更强的知识保护性。

更容易形成新的组合性元件或与新的小型元件，采用螺纹插装阀并与新的控制技术结合，形成液压电控元件的基本形态之一。

由于没有铸造阀体工艺限制，插装阀的承压压力是在所有阀种中最高的，是今后压力大于35MPa以至42～56MPa以上的主要发展的阀种之一。

它正向大流量方向发展（部分品种可达1000L/min），因此应用覆盖面可以更宽。

现在进一步来阐述以上提及的螺纹插装阀的优点：

1.达到零泄漏，改变液压易污染环境、降低效率的弊端

众所周知，尽管液压技术有较大的优点，在高功率密度、快速响应以及体积小等方面是其他技术尚难完全超越的。但是它的缺点之一就是令人烦扰的外部液压油泄漏。泄漏不仅降低效率而巨还会污染环境。管式连接、板式连接以及叠加式连接都无法做到零泄露。由于二通插装阀有板式阀用于控制机能的盖板上，因此也有此弊端。而螺纹插装阀的结构形式就避免了这一点，解决了液压长期难以解决的液压油外泄漏问题。从而在不允许有外泄漏的场合发挥了不可取代的优势，例如航空航天、电站矿山等应用场合。因此目前有将螺纹插装阀作为二通插装阀的先导阀的开发与应用，既发挥了螺纹插装阀零泄漏的优点，又发挥了二通插装阀大流量的长处。

2.集成体积最小，符合工程机械车辆液压装置的要求

由图1-3与图1-4可见，螺纹插装阀集成块极大地缩小了集成后阀控部分的体积，比之板式阀阀组来说要小得多。这对于流量在200～300L/min以下的液压系统来说是最合适的。而工程机械由于发动机功率限制，要求车辆质量轻即体积越小越好，它的流量一般又在200L/min左右或以上，因此螺纹插装阀最适合用于工程机械的场合（图1-4）。也正是这个原因使螺纹插装阀最早使用的场合就是工程机械上，如作者在国内20世纪80年代就见到用于由美国进口的At-las品牌的矿山凿岩机上，用的就是Sun公司的螺纹插装阀。

图1-4 垃圾压缩车采用螺纹插装阀的液压装置（夹紧与举升等）

正因为如此，至今许多跨国液压公司将螺纹插装阀归类在工程机械液压的产品类目中。这是因为螺纹插装阀至今都是工程机械方面用得最多、最积极。因此在螺纹插装阀的品种开发方面，主要针对工程机械需求开发的阀。

3.成本降低，批量大，具有与其他阀种的竞争优势

已如前述，螺纹插装阀的形成与机械工业在数控机床方面的进步是分不开的。正因为有了数控机床，使加工的品质与大批量生产有了硬件条件（图1-5）。螺纹插装阀的所有零件加工几乎全部数控化，质量不仅有保证，而巨成本更低。由于摒弃了铸造阀体，使加工产生的污染与去毛刺又相对简单了些。生产周期不受铸造件时效处理的影响。这都有利于成本的进一步降低。

图1-5 螺纹插装阀块的数控加工

正因为这点，工业液压也从这个方面青睐螺纹插装阀。从而使螺纹插装阀在工业液压领域也逐渐扩大了应用范围，可以覆盖整个液压中小流量领域的市场。

4.开创了液压元件品种多样化的发展新途径，丰富了液压阀的功能与应用发展能力(www.xing528.com)

液压元件中的常规阀如板式、叠加式等的发展已经基本成熟。例如，今天DG6通径的电磁换向阀的体积比之最初的体积要小1/12以上，在性能改进的方向上，各大跨国公司已几乎只有在电磁铁的运动与控制上下功夫的余地了。工业用总而言之，液压阀的品种规格近年变化已经不大了，而螺纹插装阀却赋予阀的多样化、组合化、性能综合化等以新的生命力。图1-6表达了螺纹插装逻辑阀的结构、符号与应用举例。

螺纹插装阀由于摆脱了铸造阀体的束缚，采用数控加工。因此阀的开发容易，更新周期短，特别是开发符合主机需要的阀种更方便即周期短、投人少，使发展新的功能结构阀种更容易。因此可以说开创了液压元件品种多样化的发展新途径。

图1-6 螺纹插装逻辑阀结构图、元件符号与应用系统图

5.在设计上可采用成组技术设计，在生产上可实现零件的成组化，提高了阀生产的技术含量与组织管理水平

从螺纹插装阀的结构特点来看，其品种与结构均庞杂，比之现有板式阀与叠加阀要多得多。我们就拿某一家专业公司的产品样本来看，其厚度就比同样类别的板式阀与叠加阀要厚得多。在如此庞杂的品种中，其零件实际上有很多的相似处。相似成组的设计技术大有用武之地。同时，品种多，零件也多，生产上的成组化势在必然。对生产的管理模式也提出进一步的要求。这些又进一步使大批量生产更容易，成本的降低空间加大。

6.液压专利技术增加的方面之一，使工程技术人员有发挥作用的余地

目前传统的液压阀与液压系统已趋于成熟，相应的专利技术较少。

由于螺纹插装阀品种多，有利于新开发，因此用户更容易按自己的工况去要求元件以及系统，以使设计的液压系统可以更贴切工况。从现有的情况看，厂商与用户已注意采用新原理的螺纹插装阀或选用不同元件以形成新系统。既有元件方面的也有系统的，特别是高度集成的系统或维修系统。也有采用过去传统阀种中所没有的元件功能形成具有特色的系统在节能或降低成本方面有新意。

7.具有更强的知识保护性，对主机新产品开发有促进作用

集成的螺纹插装阀阀块被采用的动机之一是，其有更强的知识保护性，有螺纹插装阀形成的系统及其阀块不像板式阀或叠加阀容易被仿制（图1-7）。例如有的采用螺纹插装阀的系统采用了优先阀，过去优先阀主要用于转向元件与系统中，由于螺纹插装阀的阀种品种多而巨开发相对容易，因此在一般的液压回路中采用了优先阀，在应用上就具有一定的创新，达到针对具体项目可以节约空间、减少泵的数量以降低成本等目的。

图1-7 系统图与设计的螺纹插装阀阀块

8.是易构成其他阀种的基础元件形态，应用更灵活

螺纹插装阀更容易形成新的组合性元件或与新的小型元件，采用螺纹插装阀并与新的控制技术结合，形成液压电控元件的基本形态之一。例如现在的叠加阀、板式阀、多路阀、液压泵变量与安全保护装置的阀控部分与二通插装阀都可采用螺纹插装阀成为其主阀的一部分，发挥其体积小的优势。

9.是未来高压阀的主要发展阀种，螺纹插装阀与二通插装阀将会成为液压阀的主流阀种

液压技术的发展方向之一是提高压力等级，这符合节能低碳的社会要求与技术发展方向。从20世纪的60年代的2.5～6.3MPa，发展到今天的31.5～35MPa。目前，液压泵的压力等级已经上升到42～48MPa。

除了二通插装阀由于采用集成块式以外，管式阀、板式阀及叠加阀的承受压力在体积不变的情况下一般很难超过35MPa。由于没有铸造阀体工艺限制，插装阀的承压压力是在所有阀种中最高的，可以说在未来，在大流量的情况下主要采用二通插装阀；在流量小于200～300L/min时主要采用螺纹插装阀，可以说螺纹插装阀是今后压力大于35MPa以至42～56MPa以上的主要发展的阀种之一。目前国外有个别公司已经推行的螺纹插装阀其最高压力可达50MPa。

值得说明的是，对于叠加阀与板式阀仍然有其应用的优势与空间。叠加阀由于安装维修等优点在6通径与压力等级不高的机床等应用领域里，不失是一种性价比好的液压阀。而板式阀在目前仍占统治地位，市场占有率是最大的，因此在性价比等方面的优势仍然是一般用户习惯接受的阀种，特别是三位四通电磁阀，价廉流量范围很大，是目前尚难被螺纹插装阀取代的。螺纹插装阀将会通过OEM的产品更多地走向市场并越来越普及。二通插装阀由于其在大流量的范围内是无可匹敌的阀种，因此今后液压阀的主流在高压的发展趋势下，会向螺纹插装阀与二通插装阀方面倾斜，它们会有更大的市场占有率。

10.符合绿色制造的发展方向，给液压制造商以启示且值得提倡

目前人们已意识到环境保护的重要性，是保护人类未来生存的基础之一。对于制造业来讲不仅是产品要节能要能保护环境，而巨在制造的过程中也要考虑对环境的影响。即人类也要追求绿色制造。

螺纹插装阀由于没有铸造阀体，从生产上来说避免了铸造污染，提高了材料利用率，提高了液压绿色制造程度。减少了对环境的污染，符合节能减排的方向。

11.便于维修与安装调试，降低运行成本

螺纹插装阀是将其安装到集成阀块上，安装的时间比起管式安装要少。同样在维修或故障诊断排除也更方便，可以减少维修时间，因为插装阀无需取下管接头配件即可更换元件。