专利名称：采煤机调高系统用调高换向阀阀芯的制作方法
技术领域：
本实用新型属于采煤机调高系统用调高阀组加工制造技术领域，尤其是涉及一种采煤机调高系统用调高换向阀阀芯。
背景技术：
采煤机调高系统是为实现采煤机滚筒的调高需要而设置的，现如今采煤机调高系统大多采用液压系统，通常称之为采煤机调高液压系统。实际使用过程中，采煤机液压系统主要包括齿轮泵、为齿轮泵提供动力的电动机、调高油缸及其液压控制阀(即液压锁等)、 调高换向阀、高压溢流阀(安全阀)、低压溢流阀、制动电磁阀组、压力表以及油箱、液压管路等。其中，调高除了调高油缸之外，其余所有液压元部件均安装于调高泵箱内。调高泵箱为一独立的部件，主体为焊接结构的油箱和电机箱，在箱体上平面设置一抽屉板，所有液压元部件和管路均在该抽屉板上固定和联结。独立的调高泵箱部件自老塘侧装入左牵引部右端的框架内。实际使用时，在调高泵箱液压油箱内注入抗磨液压油，在泵箱的老塘侧设有两个油窗，下方的一个油窗是油箱的最低油位，采煤机正常工作时，油面应到该油窗位置，如不到应予补充。左箱体的正面上方设有加油阀，下方有放油孔，在箱体的上平面设置有空气滤清器(透气孔)，也可以将该滤清器拆下，从该处加油。实际使用时，采煤机调高液压系统的工作原理是由电动机驱动齿轮泵运转，齿轮泵通过吸油滤油器自油箱吸油，在调高换向阀未操作状态下，齿轮泵排油经两个调高换向阀和低压溢流阀回油池，此时高、低压表显示压力均为2Mpa。当一个调高换向阀操作时， 即操作左或右滚筒升降时，齿轮泵排油经调高换向阀进入调高油缸，调高油缸排油腔的油液经另一个调高换向阀和低压溢流阀回油池，直到调高换向阀停止操作即滚筒调整到位为止。在齿轮泵排油油路上设置有防止齿轮泵和系统压力过载的安全阀与压力表，在低压溢流阀的前端设置有低压表。在调高油缸上设置有液压锁以保证滚筒锁定在所需要的高度位置，另外在油缸上还设有安全阀，以防止截割机构、油缸受外力过大造成机械损伤事故。注意两个调高换向阀应单独操作，即两个滚筒不能同时升降。在采煤机调高液压系统的主油路上串接一个低压溢流阀，该阀的调定压力为2Mpa，这样，不论是否进行滚筒的调高操作， 只要调高齿轮泵运转，在该阀的前端始终保持2Mpa的恒定压力，该压力油源用于调高换向阀组电液控制阀的控制油源和左右牵引部液压制动器的控制油源。调高换向阀(也称调高阀组)是摇臂滚筒调高的控制元件，其由H型三位四通手、 液控换向阀和三位四通隔爆电磁换向阀组成，可以电控操作，也可手动操作。上述H型三位四通手、液控换向阀包括阀体和安装在阀体内的阀芯，阀芯在驱动机构带动下在阀体内部进行来回移动。实际使用时，调高换向阀的工作原理是当电磁阀左电磁铁带电，控制油液通过电磁阀推动手、液控换向阀动作(具体是推动H型三位四通手、液控换向阀的阀芯动作)，调高压力油由P 口通向A 口进入调高油缸压力腔，油缸的回油则由B 口经过手、液控换向阀到0 口回油池；当右电磁铁带电，控制油液通过电磁阀推动手、液控换向阀动作(具体是推动H型三位四通手、液控换向阀的阀芯动作)，调高压力油则由P 口通向B 口进入调高油缸另一腔，油缸回油则由A 口经过手、液控换向阀回油池。在手动情况下，由于电磁阀的 Y型机能，手、液控换向阀两液控腔与油池相通。结合图1，目前所采用的H型三位四通手、液控换向阀的阀芯主要包括阀芯体1以及两个分别安装在阀芯体1左右两端部的左芯头2和右芯头3，所述阀芯体1为内部为空心的圆柱管，左芯头2和右芯头3为实心圆柱杆，左芯头2和右芯头3分别插装入阀芯体1左右两端内侧，阀芯体1与左芯头2和右芯头3所用材料均为35CrMo，且阀芯体1与左芯头2 和右芯头3之间通过焊接方式进行紧固连接。所述阀芯体1的左右端部内侧对应设置有供左芯头2和右芯头3安装的圆柱状插装口，所述圆柱状插装口的口径大于阀芯体1的内径， 左芯头2和右芯头3上对应同轴设置有结构与所述圆柱状插装口一致的插装端头，所述插装端头的外径与所述圆柱状插装口的口径相同且二者的横向宽度相同，所述插装端头的外径大于左芯头2和右芯头3的直径。所述左芯头2和右芯头3与阀芯体1之间的方形焊缝 4为位于所述圆柱状插装口与插装端头之间的方形焊缝。所述左芯头2和右芯头3均与阀芯体1呈同轴布设，且左芯头2和右芯头3的外径一致。由图1可看出，左芯头2和右芯头3与阀芯体1之间的方形焊缝4沿阀芯体1的轴向设计，实际使用时存在以下实际问题一方面焊接过程中操作空间小，焊枪回转等受到限制，并且焊缝容易出现虚焊、熔合不良等现象；另一方面由于焊缝宽度仅有2mm，有效截面积本身较小，而且焊接操作时其方口焊缝根部不能焊到，减小了焊缝的有效截面积，焊缝的强度也会打折扣。因而，上述结构导致焊接时操作困难，对操作工水平及焊接条件要求很高，不可控制因素较多，同时焊接质量不能得到有效控制，废品率较高。综上，现有调高换向阀阀芯由于受到结构限制，焊缝窄而小，焊接工艺上采用气焊方式，用铜作为填充材料进行焊接。实际使用过程中，多次出现焊缝脱焊现象，严重影响产品质量。脱焊的原因主要是焊缝尺寸小，熔入的焊材量少，导致焊缝产生的结合力不够。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种采煤机调高系统用调高换向阀阀芯，其结构简单、设计合理、加工制作简便且使用效果好、质量稳定可靠，能解决现有阀芯存在的焊接时操作空间小、操作不便、焊缝有效截面积较小且强度较低、焊接质量不易控制、焊接质量较差、废品率较高等问题。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是一种采煤机调高系统用调高换向阀阀芯，包括阀芯体以及两个分别安装在阀芯体左右两端部的左芯头和右芯头，所述阀芯体为空心圆柱管，左芯头和右芯头均为实心圆柱杆且二者与阀芯体呈同轴布设；左芯头和右芯头分别插装入阀芯体的左右两端内侧，所述阀芯体的左右端部内侧对应分别设置有供左芯头和右芯头安装的圆柱状插装口，所述圆柱状插装口的口径大于阀芯体的内径，左芯头和右芯头的内端头均对应设置为与所述圆柱状插装口结构相同的插装头，所述插装头的外径与所述圆柱状插装口的口径相同且二者的横向宽度相同，其特征在于所述左芯头的插装头外侧设置有左环形凸台，右芯头的插装头外侧设置有右环形凸台，所述左环形凸台和右环形凸台的外径均与阀芯体的外径相同，且左环形凸台与左芯头加工制作为一体，右环形凸台与右芯头加工制作为一体；所述左环形凸台和右环形凸台的外侧壁分别与阀芯体的左右端面紧密接触，所述左环形凸台与阀芯体之间通过焊接方式进行固定连接并相应在二者之间形成一道圆环形焊接缝一，所述右环形凸台与阀芯体之间通过焊接方式进行固定连接并相应在二者之间形成一道圆环形焊接缝二，所述圆环形焊接缝一和圆环形焊接缝二沿阀芯体的径向进行布设且二者的横截面均为V字形。上述采煤机调高系统用调高换向阀阀芯，其特征是所述左芯头和右芯头的直径相同且二者的直径均为ΦΙΟ Π 士0. 2mm，阀芯体的外径为Φ18πιπι士0. 3mm。上述采煤机调高系统用调高换向阀阀芯，其特征是所述圆环形焊接缝一和圆环形焊接缝二的结构和尺寸均相同，所述圆环形焊接缝一和圆环形焊接缝二的横向宽度均为 3mm 5mm且二者的纵向深度均为3mm 5mm。本实用新型与现有技术相比具有以下优点1、结构简单且设计合理，无需对现有调高换向阀阀芯结构作较大改动，加工制作方便且投入成本较低。2、产品质量高，所形成的圆环形焊缝尺寸宽且大，熔入的焊材量多，且焊缝结合力较强，阀芯实际使用过程中，很少出现焊缝脱焊现象。3、焊接工艺步骤简单且操作方便，由于将原有沿阀芯体轴向布设的方形焊缝调整为沿阀芯体径向布设的环形焊缝，因而焊接的操作空间不受限制，操作灵活，焊枪回转等不受限制，对操作工水平及焊接条件要求较低，不可控制因素较少。4、焊接质量好，由于操作空间不受限制且采用外宽内窄的V字形焊缝，不仅坡口处理方便，而且焊缝根部能被充分接触到并进行有效焊接，因而焊接所形成的焊缝不易出现虚焊、熔合不良等现象，焊接牢靠；同时，所形成圆环形焊缝的有效截面积较大，焊缝强度较高。5、焊接质量控制容易，废品率较低。6、所制成阀芯的使用效果好，由于将焊缝调整为沿阀芯体径向布设，一方面使得焊接时在空间上不受限制，方便焊接操作，能确保将焊缝彻底焊透，防止缺陷产生，保证焊缝质量；另一方面焊缝的有效截面积相应增加，能提高阀芯的整体强度。将由原先的铜焊改为现在的钨极氩弧焊，采用50公斤级焊丝作为填充材料，焊前工预热至300°C，焊后迅速保温，因而未出现气孔、咬边等焊接缺陷，能保证焊缝强度，降低焊接热量，防止工件被击穿。7、使用寿命大幅延长，原结构阀芯使用1-2月后就会发生脱落、断裂现象，本实用新型所采用的阀芯使用时间为4-5月，使用寿命提高了一倍，大幅降低了售后成本。综上所述，本实用新型设计合理、焊接步骤简单、操作方便且焊接质量好、所加工完成阀芯的使用寿命长，能有效解决现有阀芯存在的焊接时操作空间小、操作不便、焊缝有效截面积较小且强度较低、焊接质量不易控制、焊接质量较差、废品率较高等多种实际问题。下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
图1为现有采煤机调高系统用调高换向阀阀芯的结构示意图。图2为本实用新型的结构示意图。图3为对本实用新型进行焊接时的环焊工艺流程框图。附图标记说明[0025]1-阀芯体；2-左芯头；3-右芯头；4-方形焊缝；5-左环形凸台； 6-右环形凸台；7-圆环形焊接缝一 ；8-圆环形焊接缝二。
具体实施方式
如图2所示，本实用新型包括阀芯体1以及两个分别安装在阀芯体1左右两端部的左芯头2和右芯头3，所述阀芯体1为空心圆柱管，左芯头2和右芯头3均为实心圆柱杆且二者与阀芯体1呈同轴布设。所述左芯头2和右芯头3分别插装入阀芯体1的左右两端内侧，所述阀芯体1的左右端部内侧对应分别设置有供左芯头2和右芯头3安装的圆柱状插装口，所述圆柱状插装口的口径大于阀芯体1的内径，左芯头2和右芯头3的内端头均对应设置为与所述圆柱状插装口结构相同的插装头，所述插装头的外径与所述圆柱状插装口的口径相同且二者的横向宽度相同。所述左芯头2的插装头外侧设置有左环形凸台5，右芯头3的插装头外侧设置有右环形凸台6，所述左环形凸台5和右环形凸台6的外径均与阀芯体1的外径相同，且左环形凸台5与左芯头2加工制作为一体，右环形凸台6与右芯头3加工制作为一体。所述左环形凸台5和右环形凸台6的外侧壁分别与阀芯体1的左右端面紧密接触，所述左环形凸台5与阀芯体1之间通过焊接方式进行固定连接并相应在二者之间形成一道圆环形焊接缝一 7，所述右环形凸台6与阀芯体1之间通过焊接方式进行固定连接并相应在二者之间形成一道圆环形焊接缝二 8，所述圆环形焊接缝一 7和圆环形焊接缝二 8 沿阀芯体1的径向进行布设且二者的横截面均为V字形。也就是说，左环形凸台5与阀芯体1之间通过一道沿阀芯体1径向布设的圆环形焊接缝一 7进行紧固连接，右环形凸台6 与阀芯体1之间通过一道沿阀芯体1径向布设的圆环形焊接缝二 8进行紧固连接。因而，本实用新型所采用采煤机调高系统用调高换向阀阀芯中阀芯体1的结构和尺寸，均与原有采煤机调高系统用调高换向阀阀芯相同；而左芯头2和右芯头3两个芯头中除分别设置左环形凸台5和右环形凸台6之外，所述左芯头2和右芯头3的其它部分结构和尺寸均与原有采煤机调高系统用调高换向阀阀芯相同。同时，本实用新型所采用调高换向阀阀芯的实际安装位置和工作原理均与原有采煤机调高系统用调高换向阀阀芯相同。综上，本实用新型所采用的调高换向阀阀芯并未对原有原有采煤机调高系统用调高换向阀阀芯作较大改进，其与原有调高换向阀阀芯的区别之处仅在于左芯头2和右芯头3两个芯头上分别设置左环形凸台5和右环形凸台6，正因为具有上述区别点，将原有调高换向阀阀芯中左芯头2和右芯头3与阀芯体1之间的方形焊缝4调整为圆环形焊接缝一 7和圆环形焊接缝二 8，并将沿阀芯体1轴向布设的原有方形焊缝4对应调整为沿阀芯体1径向布设的环形焊缝。这样，能有效解决现有方形焊缝4焊接时存在的操作空间小、焊枪回转等受到限制、操作不便、焊缝容易出现虚焊、熔合不良等现象、焊缝有效截面积较小、焊缝强度较低、 焊接质量不易控制、焊接质量较差、废品率较高等多种实际问题。实际加工制作时，所述左芯头2和右芯头3的直径相同且二者的直径均为 Φ IOmm士 2mm，阀芯体1的外径为Φ 18mm士 3mm。所述圆环形焊接缝一 7和圆环形焊接缝二 8的结构和尺寸均相同，所述圆环形焊接缝一 7和圆环形焊接缝二 8的横向宽度均为3mm 5mm且二者的纵向深度均为3mm 5mm。本实施例中，所述左芯头2和右芯头3的直径均为Φ 10mm，阀芯体1的外径为Φ 18mm，阀芯体1的横向长度为91mm。所述圆环形焊接缝一 7和圆环形焊接缝二 8的横向宽度(具体是顶部横向宽度)均为3mm且二者的纵向深度均为3mm。如图3所示，对本实用新型进行焊接时，其环焊工艺包括以下步骤步骤一、坡口处理将左环形凸台5与阀芯体1之间以及右环形凸台6与阀芯体1 之间的焊接面经机械加工处理成V形坡口，所述V形坡口的坡口角度为45° 60°，所述 V形坡口为沿圆周方向布设在左环形凸台5与阀芯体1之间或者右环形凸台6与阀芯体1 之间的环形坡口。实际焊接时，所述V形坡口的机构和尺寸与所述圆环形焊接缝一 7和圆环形焊接缝二 8的结构和尺寸一致。本实施例中，所述V形坡口的坡口角度为45°。本实施例中，所述V形坡口的顶部横向宽度为3mm且其纵向深度均为3mm。步骤二、焊前预热采用割炬对左环形凸台5与阀芯体1之间以及右环形凸台6与阀芯体1之间的焊接部位进行加热，且加热过程中采用测温装置对焊接部位的表面温度进行实时检测，直至将焊接部位及其周边20mm范围内的表面温度加热至300°C 350°C为止。本实施例中，步骤二中所述的割炬为氧气-乙炔割炬，且所述氧气-乙炔割炬为射吸式割炬。进行焊前预热时，采用所述割炬的中性焰作为进行加热时的预热火焰。实际进行预热时，也可以采用其它类型割炬对左环形凸台5与阀芯体1之间或者右环形凸台6与阀芯体1之间的焊接面进行预热。本实施例中，所采用的测温装置为红外线测温装置，且实际进行预热时，将焊接部位表面温度加热至300°C后便停止预热。实际预热时，可以根据实际具体需要，对预热温度在300°C 350°C范围内进行相应调整。经焊前预热过程后，能有效防止被焊接件表面(具体指左环形凸台5、右环形凸台6或阀芯体1的表面)出现裂纹等现象。步骤三、环焊采用焊接设备且按照常规焊接方法，对左环形凸台5与阀芯体1之间的连接端口以及右环形凸台6与阀芯体1之间的连接端口进行焊接，并相应形成圆环形焊接缝一 7和圆环形焊接缝二 8，则获得焊接为一体且由阀芯体1、左芯头2和右芯头3组成的阀芯本体。实际进行焊接时，所采用的焊接设备为钨极氩弧焊焊接机，并且在惰性气体保护下进行焊接。实际焊接过程中，焊接电流为180A 220A，焊接电压为15V 20V，惰性气体的气体流量为15L/min 20L/min。本实施例中，所采用的钨极氩弧焊焊接机为NebUla400数字化逆变焊机，焊接所用的焊丝为TIG-J50焊丝，所采用的惰性气体为氩气且所用氩气的质量纯度> 99. 99%。实际焊接时，也可选用ER50-6焊丝以及其它50公斤级焊丝进行焊接，并且也可根据实际具体需要选择其它型号的钨极氩弧焊焊接机进行焊接，同时也可选用其它保护气体。本实施例中，所采用TIG-J50焊丝的规格为Φ 1. OX 1000mm，包括按重量百分比计的以下化学成分0. 05% 0. 12% C, 1. 20% 1. 50% Μη,Ο. 60% 0. 85% Si，彡 0. 025% S，彡0. 025 % P, ^ 0.30% Cu和彡0. 50%的其他合金元素，TIG-J50焊丝的抗拉强度彡490Mpa，屈服强度彡400Mpa，伸长率彡22%。本实施例中，实际进行焊接时，焊接电流为180A，焊接电压为15V，惰性气体的气体流量为15L/min。实际焊接时，可根据实际具体需要对上述焊接工艺参数进行相应调整。步骤四、焊后保温步骤三中焊接结束后获得的所述阀芯本体整体埋于生石灰中进行保温，直至所述阀芯本体冷却至室温为止。 以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
权利要求1.一种采煤机调高系统用调高换向阀阀芯，包括阀芯体(1)以及两个分别安装在阀芯体(1)左右两端部的左芯头(2)和右芯头(3)，所述阀芯体(1)为空心圆柱管，左芯头(2) 和右芯头(3)均为实心圆柱杆且二者与阀芯体(1)呈同轴布设；左芯头(2)和右芯头(3) 分别插装入阀芯体(1)的左右两端内侧，所述阀芯体(1)的左右端部内侧对应分别设置有供左芯头(2)和右芯头(3)安装的圆柱状插装口，所述圆柱状插装口的口径大于阀芯体(1) 的内径，左芯头(2)和右芯头(3)的内端头均对应设置为与所述圆柱状插装口结构相同的插装头，所述插装头的外径与所述圆柱状插装口的口径相同且二者的横向宽度相同，其特征在于所述左芯头O)的插装头外侧设置有左环形凸台(5)，右芯头(3)的插装头外侧设置有右环形凸台(6)，所述左环形凸台(5)和右环形凸台(6)的外径均与阀芯体(1)的外径相同，且左环形凸台(5)与左芯头(2)加工制作为一体，右环形凸台(6)与右芯头(3)加工制作为一体；所述左环形凸台(5)和右环形凸台(6)的外侧壁分别与阀芯体(1)的左右端面紧密接触，所述左环形凸台( 与阀芯体(1)之间通过焊接方式进行固定连接并相应在二者之间形成一道圆环形焊接缝一(7)，所述右环形凸台(6)与阀芯体(1)之间通过焊接方式进行固定连接并相应在二者之间形成一道圆环形焊接缝二(8)，所述圆环形焊接缝一 (7)和圆环形焊接缝二(8)沿阀芯体(1)的径向进行布设且二者的横截面均为V字形。
2.按照权利要求1所述的采煤机调高系统用调高换向阀阀芯，其特征在于所述左芯头⑵和右芯头(3)的直径相同且二者的直径均为Φ IOmm士0.2mm，阀芯体(1)的外径为 Φ 18mm士 0. 3mm。
3.按照权利要求2所述的采煤机调高系统用调高换向阀阀芯，其特征在于所述圆环形焊接缝一(7)和圆环形焊接缝二(8)的结构和尺寸均相同，所述圆环形焊接缝一(7)和圆环形焊接缝二⑶的横向宽度均为3mm 5mm且二者的纵向深度均为3mm 5mm。
专利摘要本实用新型公开了一种采煤机调高系统用调高换向阀阀芯，包括阀芯体、左芯头和右芯头，左芯头和右芯头的内端头均对应设置为插装入阀芯体内部的插装头，左芯头和右芯头的插装头外侧分别设置有与阀芯体外径相同的左环形凸台和右环形凸台，左环形凸台与阀芯体之间通过圆环形焊接缝一连接，右环形凸台与阀芯体之间通过圆环形焊接缝二连接，圆环形焊接缝一和圆环形焊接缝二沿阀芯体径向布设且二者的横截面均为V字形。本实用新型设计合理、焊接步骤简单、操作方便且焊接质量好、使用寿命长，能有效解决现有阀芯存在的焊接时操作空间小、操作不便、焊缝有效截面积较小且强度较低、焊接质量不易控制、焊接质量较差、废品率较高等多种实际问题。
文档编号F15B13/02GK202017669SQ20112011570
公开日2011年10月26日 申请日期2011年4月19日 优先权日2011年4月19日
发明者周晓红, 李荣智, 薛强 申请人:西安煤矿机械有限公司