一種高壓大流量交流伺服直驅機液複合式流量閥的製作方法

2023-05-22 09:21:01

專利名稱：一種高壓大流量交流伺服直驅機液複合式流量閥的製作方法
技術領域：
本發明屬於液壓閥技術領域，特別涉及一種高壓大流量交流伺服直驅機液複合式
流量閥。
背景技術：
電液伺服閥是複雜的電液兀件，在電液伺服系統中，作為連接電氣部分與液壓部分的橋梁，是電液伺服控制系統的核心部件。近年來，隨著壓鑄機等大型液壓裝備的快速發展，市場對電液伺服系統，特別是電液伺服閥的需求越來越大，並對其提出了更高的技術要求。目前廣泛使用的電液比例節流閥主要是帶有先導閥的兩級或三級噴嘴擋板閥和射流管閥，傳統的液壓伺服系統雖然性能優良，但結構複雜，製造困難，且中間環節較多，降低了整體的效率，尤其是電液伺服閥對油液汙染特別敏感。工作油液的汙染將加快電液伺服閥的磨損並使其產生故障，從而導致電液伺服系統工作可靠性和性能穩定性的降低。因此，必須強化和完善過濾技術，提高液壓油的清潔度，這樣也就提高了電液伺服系統的成本，這一系列缺點都是因傳統伺服閥的技術特點而引起的。

發明內容
為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在於提供一種高壓大流量交流伺服直驅機液複合式流量閥，能夠實現結構的簡單化與使用的高效化，提高系統的穩定性，以及在高壓、大流量等環境中的適用能力，尤其是克服了對油液汙染敏感的問題。為了達到上述目的，本發明採取的技術方案為一種高壓大流量交流伺服直驅機液複合式流量閥，包括閥座I、閥芯2、閥套3、下端蓋4、螺紋套5、輸入軸6、鍵7、聯軸器8、諧波減速器9、上端蓋10、交流伺服電機11，諧波減速器9安裝在上端蓋10內，交流伺服電機11的輸出軸與諧波減速器9的輸入端通過聯軸器8連接，諧波減速器9的輸出端與輸入軸6連接，輸入軸6開有外螺紋，螺紋套5開有內螺紋，輸入軸6通過螺紋驅動螺紋套5，兩個鍵7分別安裝在螺紋套5兩側的鍵槽內，並插入下端蓋4相應的開槽處，同時，螺紋套5的推桿部分插入下端蓋4與閥芯2中空部分，下端蓋4開孔部分與螺紋套5的推桿部分配合處通過密封圈密封，閥芯2採用插裝式插入閥套3，並用密封圈在配合處密封，閥套3採用插裝式插入閥座1，並用密封圈在上部配合處密封，交流伺服電機11、諧波減速器9、輸入軸6、螺紋套5、閥芯2、閥套3同軸，交流伺服電機11安裝在上端蓋10的外端面，上端蓋10與下端蓋4連接，上端蓋10與下端蓋4上均開有洩油口，通過管路引回油箱，下端蓋4安裝在閥座I上且固定閥套3，閥座I以插裝方式安裝於液壓系統。本發明具有以下有益效果I、該閥沒有使用前置液壓放大器，從而大大提高了其抗汙染能力，克服了現有伺服閥技術中對油液汙染敏感的問題。由此為用戶節省的泵站製造費用及整機調試前液壓系統清洗過濾費用，甚至遠高於該閥本身的價格。
2、克服了現有伺服閥整體結構複雜，製造困難等問題。該閥調整、使用簡單，反饋係數調整簡單可靠。另外，該閥整體結構簡單，易於製造，且由於交流伺服直驅閥本身控制系統就是一個電液伺服控制系統，因此可使用電液伺服系統設計的優秀成果來改善閥的靜、動態性能。 3、具有自診斷功能。該閥具有閥芯位置的檢測信號輸出功能，該信號是與閥芯位移成一定數值關係的脈衝信號，通過計算機可視化程序可實時監測閥芯運動狀態。該信號無論閥在供油狀態還是在不供油狀態均可方便地測出而且差別極小，由此可診斷電液伺服系統中閥是否正常工作。4、克服了現有伺服閥在高壓大流量環境下使用困難等缺點。該閥工作壓力範圍寬、流量大，也可以在很低的供油壓力下工作，且動態性能受供油壓力影響很小。5、克服了現有技術中效率較低的問題，該閥運用直驅思想，減少了中間傳動環節，使得工作性能安全、穩定、可靠，效率較高。


圖I是本發明的結構示意圖。圖2是本發明的運動轉換機構示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明做詳細描述。參照圖1，一種高壓大流量交流伺服直驅機液複合式流量閥，包括閥座I、閥芯2、閥套3、下端蓋4、螺紋套5、輸入軸6、鍵7、聯軸器8、諧波減速器9、上端蓋10、交流伺服電機U，諧波減速器9通過螺釘安裝在上端蓋10內，交流伺服電機11的輸出軸與諧波減速器9的輸入端通過聯軸器8連接，諧波減速器9的輸出端與輸入軸6通過螺釘連接，輸入軸6通過螺紋驅動螺紋套5，兩個鍵7分別安裝在螺紋套5兩側的鍵槽內，並插入下端蓋4相應的開槽處，同時，螺紋套5的推桿部分插入下端蓋4與閥芯2中空部分，下端蓋4開孔部分與螺紋套5的推桿部分配合處通過密封圈密封，閥芯2採用插裝式插入閥套3，並用密封圈在配合處密封，閥套3採用插裝式插入閥座1，並用密封圈在上部配合處密封，交流伺服電機11、諧波減速器9、輸入軸6、螺紋套5、閥芯2、閥套3同軸，交流伺服電機11用螺釘安裝在上端蓋10的外端面，上端蓋10與下端蓋4採用螺栓連接，上端蓋10與下端蓋4上均開有洩油口，通過管路引回油箱，下端蓋4用螺釘安裝在閥座I上且固定閥套3，閥座I以插裝方式安裝於液壓系統。參照圖2，輸入軸6開有外螺紋，螺紋套5開有內螺紋，輸入軸6通過螺紋驅動螺紋套5，兩個鍵7分別安裝在螺紋套5兩側的鍵槽內，然後插入下端蓋4相應的開槽處，從而限制了螺紋套5的旋轉運動，使其直線運動，達到了轉換運動方式的目的。本發明的工作原理為交流伺服電機11通過諧波減速器9，降低轉速，增大轉矩，達到所需的扭矩，諧波減速器9的輸出端與輸入軸6通過螺釘連接，輸入軸6通過傳動螺紋驅動螺紋套5，兩個鍵7分別安裝在螺紋套5兩側的鍵槽內，然後插入下端蓋4相應的開槽處，限制了螺紋套5的旋轉運動，從而使其直線運動，螺紋套5的推桿部分插入下端蓋4與閥芯2中空部分，下端蓋4開孔部分與螺紋套5的推桿部分配合處通過密封圈密封，這樣下端蓋4、螺紋套5的推桿部分與閥套3、閥芯2中空部分組成一個密封空間並封存有液壓油，當交流伺服電機11通過諧波減速器9驅動輸入軸6轉動，而螺紋套5向上運動時，密封空間增大，由於密封腔內油液體積不變，流體進口處的液壓作用，將閥芯2往上推；同理，螺紋套5向下運動時，閥芯2會向下運動，直至關閉狀態，這樣就實 現了利用交流伺服電機11直接驅動閥芯2的開閉運動。交流伺服驅動器可直接對交流伺服電機11輸出軸後端的旋轉編碼器反饋的角位移信號進行採樣，根據輸入軸6和螺紋套5上所開螺紋的螺距可以得出螺紋套5推桿部分直線運動的位移量，繼而根據靜壓傳遞原理得到閥芯2的位移量，從而構成對閥芯2位置和速度的閉環控制系統。通過該交流伺服直驅機液複合式流量閥的控制系統控制閥芯2的位置，即可改變節流口通道的長短，從而改變局部阻力的大小，實現對流量的在線控制。
權利要求
1.一種高壓大流量交流伺服直驅機液複合式流量閥，包括閥座(I)、閥芯(2)、閥套(3)、下端蓋(4)、螺紋套(5)、輸入軸(6)、鍵(7)、聯軸器(8)、諧波減速器(9)、上端蓋(10)、交流伺服電機(11)，其特徵在於諧波減速器(9)安裝在上端蓋(10)內，交流伺服電機(11)的輸出軸與諧波減速器(9)的輸入端通過聯軸器⑶連接，諧波減速器(9)的輸出端與輸入軸(6)連接，輸入軸(6)開有外螺紋，螺紋套(5)開有內螺紋，輸入軸(6)通過螺紋驅動螺紋套(5)，兩個鍵(7)分別安裝在螺紋套(5)兩側的鍵槽內，並插入下端蓋(4)相應的開槽處，同時，螺紋套(5)的推桿部分插入下端蓋(4)與閥芯(2)中空部分，下端蓋(4)開孔部分與螺紋套(5)的推桿部分配合處通過密封圈密封，閥芯(2)採用插裝式插入閥套(3)，並用密封圈在配合處密封，閥套(3)採用插裝式插入閥座(I)，並用密封圈在上部配合處密封，交流伺服電機(11)、諧波減速器(9)、輸入軸(6)、螺紋套(5)、閥芯(2)、閥套(3)同軸，交流伺服電機(11)安裝在上端蓋(10)的外端面，上端蓋(10)與下端蓋(4)連接，上端蓋(10)與下端蓋(4)上均開有洩油口，通過管路引回油箱，下端蓋(4)安裝在閥座(I)上且固定閥套(3)，閥座(I)以插裝方式安裝於液壓系統。
全文摘要
一種高壓大流量交流伺服直驅機液複合式流量閥，用交流伺服電機通過螺紋傳動驅動螺紋套的推桿，推桿作用於密封有液壓油的液壓傳動腔，推桿運動時，引起液壓傳動腔內體積的變化，閥芯會向同側運動來補償體積的變化，因此實現了通過控制推桿的運動來控制閥芯的運動，該閥結構簡單，控制精準，使用方便，可直接用計算機進行數字控制，具有良好的緩衝和定位性能，可以滿足在任意點定位的要求，能實現通過電反饋的閉環系統，尤其能夠很好地處理原有伺服閥對油液汙染敏感的問題，該閥工作壓力範圍寬、流量大，也可以在很低的供油壓力下工作，動態性能受供油壓力影響很小，且由於中間傳動環節少，能夠提高系統的效率。
文檔編號F15B13/02GK102635583SQ20121008471
公開日2012年8月15日 申請日期2012年3月27日 優先權日2012年3月27日
發明者張琦, 李磊, 範淑琴, 趙升噸 申請人:西安交通大學