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[分享] 模块化产品平台搭建方法及设计——负载敏感多路阀系列

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该用户从未签到

发表于 2019-1-3 22:45:58 | 显示全部楼层 |阅读模式
本来有个前言的,字数所限删掉了!

什么是模块化系列化,为什么要模块化系列化

在说模块化系列化产品设计之前,我们要先强调一点,任何的产品开发及设计方法的发展最终都是由一个因素来驱动的,那就是利润!所有的技术进步及发展都是商业行为的产物。没有利润及商业行为的驱动都不可能带来技术的进步。

尤其在液压行业竞争日益激烈的今天,企业的技术研发都必须围绕降低成本提高利润这个主题进行(当然前提是技术的领先性及市场需求),这才是最根本的驱动力和提高产品竞争力的核心(技术领先无可替代除外,但明显液压行业绝大部分产品都可以找到竞争对手)。那么如何降低成本提高利润呢?无外乎都要围绕产品从研发到终端客户这个链条进行,这其中包括

研发设计阶段的考虑

加工制造阶段的考虑

物料管理及装配工艺阶段的考虑

批量生产的考虑

产品质量把控的考虑

售后服务的考虑

所谓模块化系列化的设计方法,无一不与以上六点挂钩,其最终目的就是为了实现以上六点(或许还有更多,我毕竟做技术的,对其他环节或许有疏漏)能在更低的成本下完成。那么对于多路阀产品都可以拆分成那些模块呢?这些模块是如何跟以上六点挂钩的呢?

表一. 多路阀模块化组件划分

  
  
  
模块一
  
  
模块二
  
  
模块三
  
  
模块四
  
  
模块五
  
  
模块六
  
  
模块七
  
  
多路阀模块化组件
  
  
阀体组件
  
  
阀芯组件
  
  
补偿器组件
  
  
先导端盖组件
  
  
先导驱动模块组件
  
  
插件组件
  
  
附加集成模块组件
  

模块一阀体组件

1.      相比对整组阀进行装配并做出厂实验,如果我们独立的将每一片阀体组件拿出来进行测试,那么无疑质量上得到了更好的控制,比如说泄漏量是否达标,LS梭阀流量是否正常,补偿器工作是否异常等等,这些性能在这个模块上就可以达到把控。如果说测试是液压的灵魂,那么质量就是产品的灵魂。而对质量的把控都需要技术的支撑。

2.      我们知道多路阀产品的配置根据客户需求都是不一样的,比如说是否有补偿器的选择,是否带负载保持功能的选择,是否带端口溢流阀,是否带LS溢流阀等等。那么这么多的需求我是否可以用一个固定的配置来满足呢,答案是肯定的,但你需要用最全的配置满足客户较低的要求,所以,你的成本高,尤其在大批量生产过程中影响较明显。那么,就会延申出根据各种不同配置而进行的加工及装配。每一种加工和配置就是一个模块,这些不同模块构成了整个的阀体模块平台。

那么在这些制造环节中,阀体组件模块化是如何与前述六点挂钩的呢?

阀体组件模块化

研发设计阶段就需要考虑各种变形模块加工制造以实现以合适的配置满足客户的要求,降低成本

不同变形结果的模块夹具和绝大部分刀具都是通用的,不会带来成本的增加

标准零件号进行装配后模块的物料管理会更加简单

独立模块的质量控制能提高整阀组的质量,降低售后费用,提升产品形象,变相的降低成本

字数被限只能删掉模块二到七的内容了,请见谅!

有了以上的铺垫,我们可以给什么是模块化下定义了(液压件):我认为,模块化是根据一定的产品定位(应用于什么设备或什么行业)进行的从功能,装配,质量把控,物料管理,售后服务等活动进行的产品平台分解设计,其根本目的是减少成本或降低以上环节的复杂度,从而提高产品的竞争力。

那么什么是系列化:通过以上我们已经可以看到,我们阀组有不同的规格,或零件有不同的规格,这就是系列化。系列化的产品除了满足工况的需求,一定程度上也是降低成本的表现:比如说一组阀由不同规格的工作块组成,那么用合适规格的工作块肯定是比用大规格的工作块成本更低

产品设计平台模块化搭建

以上我们说的是某一型号的多路阀元件模块化,那么在一个产品平台上,我们肯定不是只有这么一个型号,我们还会有不同规格,比如说流量规格从60L,120L,160L,400L等等整个系列, 我们功能会从后补偿,前补偿到开中心负载敏感,那么如何把他们合理的串联起来,如何去转接,这就是产品平台的模块化,这有什么优势呢?在产品平台模块化过程中我们需要考虑什么呢?

优势:

1.     模块化产品设计平台的搭建核心就是“复用”当然不能为了复用而放弃性能。这个复用包括很多加工刀具的复用,生产设备的复用,装配工艺的复用,零部件的复用。这一系列的复用最终会大幅减低产品成本。每一个规格的阀组就是一个模块,这些模块之间具有很多的复用,包括工艺。所以,这是需要在设计阶段完成的,后续很多东西就无能为力了,这是基本的设计思想

2.     通用的模块化产品管理方法,测试方法,使整个流程更加的规范与简单

产品平台模块化搭建过程中我们需要考虑什么?

1.     还是“复用”

2.     如何串接不同的功能模块?

大部分情况下我们的后续设计是很难实现不同规格产品的直接串联的,除非产品设计从一开始就是从整个平台进行考虑的。

3.     一个平台多个应用。前提还是要专用。就不一一展开了。

电控模块的系列化和模块化

在讲电控模块之前我们先来看看液压先导的驱动方式有哪些

(1)   手动

(2)   气动

(3)   液压驱动

(4)   电磁直驱

(5)   电液驱动

(6)   电液闭环驱动

(7)   电液闭环驱动具有CAN总线通讯功能

随着液压技术的发展及终端客户的需求提高及整机性能的体现,电液闭环驱动已经是目前行业发展的主要趋势了。目前多路阀产品电液比例驱动的流量滞环都在20%以上。而电液比例闭环驱动的流量滞换可以做到7%以下。所以性能会有明显的改善。

目前我们用的电液比例不论开环还是闭环驱动,基本就是两种形式,三通比例减压阀驱动或高速开关阀桥路驱动。位移反馈采用霍尔传感器或LVDT。不管哪种驱动方式,其基本的模块化平台方法都是一致的。这个平台有那些东西呢?其实就是以比例减压阀或高速开关阀为核心展开的。

1.     就三通电比例减压阀而言仿造基本已经没什么难点。从制造角度讲由于三通阀的工作特性,阀芯阀套的加工要求不高,唯一需要在阀芯热处理变形上下点功夫。从装配角度讲,就是几个主要的压装工艺。那么在配合好滑动轴承及公差的前提下,这个产品的质量主要取决于线圈绕线的质量。这就到了决定成本的时候了,好的铜丝价格较高。

2.     那么抛开线圈,这个产品是可以直接复用到闭环模块里面的,你需要再加上LVDT和PCB. 所以,这两个产品是可以一起进行开发的,主要的成本都在线圈这一块。技术难度主要在PCB这一块。由于比例减压阀的复用,成本是可以得到降低的。

3.     那么在加上CAN总线通讯功能,是不是就可以形成目前最高端的像力士乐丹佛斯一样的控制模块呢?当时不是了。CAN总线模块的核心是用户可定义流量曲线,并不仅仅是通讯形式而减少线束。那这有什么用呢?除了控制精度这主要是对工况复杂抖动厉害的场合不需要改变硬件(设计新阀芯)而通过软件定义流量曲线,以实现更好的性能,这才是优势,但有的时候,光自定义流量曲线还不行,效果不理想,我们还想自定义背压,以达到更好的效果,这就是双阀芯多路阀的产生背景,所以,双阀芯多路阀流量和背压都可以自定义,离开其中一条都没有意义。至于所谓的降低压力损失等等的说法都没有命中要点。

又扯远了,我们继续看这个平台开发顺序应该是什么样的:


模块化产品平台搭建方法及设计——负载敏感多路阀系列

模块化产品平台搭建方法及设计——负载敏感多路阀系列

(特意把写的东西截图才上传上来,不识别文本框和符号。。。有点小,大家凑合看)

由于篇幅所限,就写这么多吧,去年和前年写了几篇技术贴,想讨论多路阀设计技术细节的可以私下聊,太过具体的技术细节不宜在论坛写,也为了尊重其他人来之不易的技术知识,写的不好也请各位专家批评指正。
                                                                                                                                                                                                                                        马忠孝
2019.01.03


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  • TA的每日心情
    开心
    昨天 08:29
  • 签到天数: 37 天

    [LV.5]常住居民I

    发表于 2019-1-7 14:36:26 | 显示全部楼层
    写得太好,学习了。多谢!

    该用户从未签到

    发表于 2019-1-10 13:34:18 | 显示全部楼层
    现在多路阀各家都是模块化设计的。
    同泵 马达一样,基本还是走仿造的路线,关键还是看手里有多少技术。
  • TA的每日心情
    开心
    昨天 07:29
  • 签到天数: 44 天

    [LV.5]常住居民I

    发表于 2019-1-28 07:17:54 | 显示全部楼层
    请问你们有自己研发国产化多路阀吗,产量有吗?
    来自安卓客户端来自安卓客户端
  • TA的每日心情

    2015-2-18 21:34
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]初来乍到

    发表于 2019-2-14 08:58:02 | 显示全部楼层
    很有见地,学习了!
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