一种数字比例液压换向阀制造技术

一种数字比例液压换向阀，主体结构仅由驱动马达、先导阀和主阀组成；其中，先导阀是三位四通换向液压阀，设有阀体和圆柱状的先导阀阀芯，主阀的阀腔两端设有左油腔和右油腔，先导阀阀芯的一端通过花键副连接驱动马达的动力输出转轴，另一端通过螺纹副连接反馈杆的一端，反馈杆的另一端与主阀的左活塞连接；先导阀的端口A和端口B中远离螺纹副一侧的端口A与左油腔连通，端口B与右油腔连通。本实用新型专利技术的比例控制采用一种位置跟踪方法，能使主阀阀芯自动跟踪输入信号，不需要位置传感器和控制器，结构简便，定位准确，响应速度快。

【技术实现步骤摘要】
一种数字比例液压换向阀
本技术涉及液压控制设备，具体说是一种数字比例液压换向阀。
技术介绍
电液比例阀是液压领域非常重要的控制元件，主要用于液压机械的速度和位置控制。目前电液比例阀一般使用比例电磁铁控制先导阀，先导阀控制进入主阀左右两腔的液压油从而控制主阀芯的位置，并有位置传感器作为阀芯反馈和专用控制器依靠复杂的控制算法进行位置闭环控制，机构复杂，对控制要求高，程序开发和调试成本高，周期长。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种数字比例液压换向阀，避免复杂的处理器算法控制和漫长的调试开发周期，以简单可靠的硬件结构实现对主体阀控设备的比例位置控制。所述的数字比例液压换向阀，其特征在于：主体结构仅由驱动马达、先导阀和主阀组成；其中，所述先导阀是三位四通换向液压阀，设有阀体和圆柱状的先导阀阀芯，先导阀阀芯可绕自身轴线旋转和沿轴线平移；所述主阀的阀腔两端设有左油腔和右油腔，主阀阀芯设于阀腔的左油腔和右油腔之间，在左油腔与主阀阀芯之间设有可沿轴线移动且与阀腔密闭嵌设的左活塞，右油腔与主阀阀芯之间设有可沿轴线移动且与阀腔密闭嵌设的右活塞；所述先导阀阀芯的一端通过花键副连接驱动马达的动力输出转轴，另一端通过螺纹副连接反馈杆的一端，所述反馈杆的另一端与左活塞连接；所述先导阀的端口A和端口B中远离螺纹副一侧的端口A与左油腔连通，靠近螺纹副一侧的端口B与右油腔连通。优选地，反馈杆和螺纹副的所有轴向端面均不与左油腔接触或连通。所述花键副所连接的两侧被限制径向和周向的相对活动自由度，至少在先导阀阀芯的轴向行程内具有轴向移动自由度。所述螺纹副的螺纹杆侧为先导阀阀芯或与先导阀阀芯固定连接，螺纹副的螺母侧与反馈杆连接，左活塞做轴向移动时，连带反馈杆带动螺纹副整体和先导阀阀芯做轴向移动。所述先导阀的阀体与所述主阀的阀体相对固定连接，左活塞和右活塞分别与主阀阀芯连接或保持接触。所述驱动马达为步进电机或伺服电机或其它可以定位的旋转元件。本技术的比例控制采用一种位置跟踪方法，能使主阀阀芯自动跟踪输入信号，不需要位置传感器和控制器，结构简便，定位准确，响应速度快。本技术将主阀阀芯位置直接作用到先导阀阀芯，当主阀阀口开到要求的开度时，自动关闭先导阀阀口，从而自动跟踪驱动马达的转角，完成对主阀阀口开度的精确控制，不需要阀芯位移传感器和控制器，结构简单、可靠性高、响应速度快，成本低，节省了大量开发调试时间且维护简单。附图说明图1是本技术整体结构原理图，图2是先导阀结构放大图。图中：1—驱动马达，2—花键副，3—先导阀阀芯，4—先导阀，5—螺纹副，6—反馈杆，7—左油腔，8—主阀，9—左活塞，10—主阀阀芯，11—右活塞，12—右油腔。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术进一步说明：如图1中所示数字比例液压换向阀，主体结构仅由驱动马达1、先导阀4和主阀8组成。所述先导阀4是三位四通换向液压阀，设有阀体和圆柱状的先导阀阀芯3，先导阀阀芯3可绕自身轴线旋转和沿轴线平移。从图2中可见放大的先导阀结构原理，与外界的油路接口设置在阀体内侧壁的环形凹槽上，阀芯对应环形凹槽的位置设有环状的凸沿，如图1，阀芯设有4道环状的凸沿，与阀体配合隔离成3个环状的腔室，中间的腔室与供油端P连通，两侧的腔室与回油端T连通，中间的两道凸沿正好分别封闭了端口A和端口B，如图实施例，左侧为端口A，右侧为端口B。当阀芯在当前位置左移时，供油端P与端口A连通，当阀芯在当前位置右移时，供油端P与端口B连通。所述主阀8的阀腔两端设有左油腔7和右油腔12，主阀阀芯10设于阀腔的左油腔和右油腔之间，在左油腔7与主阀阀芯10之间设有可沿轴线移动且与阀腔密闭嵌设的左活塞9，右油腔12与主阀阀芯10之间设有可沿轴线移动且与阀腔密闭嵌设的右活塞11。当左油腔的压力大于右油腔时，主阀阀芯被推动向右移动，当左油腔的压力小于右油腔时，主阀阀芯被推动向左移动。在主阀阀芯的移动过程中，产生阀端口的不同开度。反馈杆6和螺纹副5的所有轴向端面均不与左油腔7接触或连通。因此，反馈杆6本身不受左油腔油压的影响，反馈杆仅仅是在左油腔和右油腔的压力差作用下带动主阀阀芯移动时被带动做轴向移动。所述先导阀阀芯3的一端通过花键副2连接驱动马达1的动力输出转轴，所述花键副2所连接的两侧被限制径向和周向的相对活动自由度，至少在先导阀阀芯3的轴向行程内具有轴向移动自由度。通常的花键副两侧是键与键槽，键嵌设于键槽内完成扭矩的传递。键与键槽之间有轴向自由度时，键与键槽所连接的两端部件的距离可以随键与键槽之间的相对移动而发生位移变化。先导阀阀芯3的另一端通过螺纹副5连接反馈杆6的一端，所述反馈杆6的另一端与左活塞9连接。螺纹副5的螺纹杆侧为先导阀阀芯3或与先导阀阀芯3固定连接，螺纹副5的螺母侧与反馈杆6连接。当先导阀阀芯3转动时，在螺纹副5的作用下，先导阀阀芯3同时做轴向的移动，从而产生先导阀端口的开度变化。同时，如果左活塞9做轴向移动时，连带反馈杆6带动螺纹副5整体和先导阀阀芯3做轴向移动。所述先导阀4的阀体与所述主阀8的阀体相对固定连接，使得先导阀阀芯的移动可以完全传递到左活塞9，左活塞9的移动也可以直接传递到先导阀阀芯3。左活塞9和右活塞11分别与主阀阀芯10连接或保持接触。使得主阀阀芯的移动被完全传递给左活塞9和反馈杆6。所述驱动马达1为步进电机或伺服电机或其它可以定位的旋转元件，都可以起到同样的作用。在图1实施例中，所述先导阀4的端口A和端口B中远离螺纹副一侧的端口A与左油腔7连通，靠近螺纹副一侧的端口B与右油腔12连通。所述驱动马达1转动时，通过花键副2带动先导阀阀芯3转动，由于其另一端为一螺纹副5，旋转时先导阀芯3便产生轴向位移，从而打开先导阀阀口向主阀左油腔7或右油腔12供油，使主阀阀芯10移动，由于主阀阀芯10与螺纹副5的螺母连接，主阀阀芯10移动时通过螺纹副5带动先导阀阀芯3一起移动，当主阀阀芯10移动的距离与在驱动马达1驱动下先导阀阀芯3移动的距离相等时，先导阀关闭，液压油封闭在主阀的左油腔7和右油腔10内，主阀阀芯停止移动。从而产生一个与驱动马达转角成比例的一个阀口开度。例如，当驱动马达1按照设定值转动一个角度，则先导阀阀芯3随之转动，在螺纹副5的作用下，产生轴向移动，以图1实施例为例，先导阀阀芯向右移动，此时反馈杆6保持原位置不动，先导阀阀芯仅在螺纹副内部空间移动，先导阀阀芯相对于先导阀阀体的移动使先导阀阀口开启，先导阀的压力端P和阀口b连通，回油端T与阀口a连通，由于阀口b与主阀的右油腔12连通，阀口a与左油腔7连通，因此形成了一个液压回路，液压推动主阀阀芯10、右活塞11和左活塞9向左移动，因此也带动反馈杆6左移，反馈杆6推动螺纹副5和先导阀阀芯3整体左移，直到先导阀阀口被关闭，则主阀阀芯停止移动。此时，正好是驱动马达转角对应的螺距距离与主阀阀芯的移动距离相等，才使得先导阀阀芯和主阀阀芯的再次复位关闭。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数字比例液压换向阀，其特征在于：主体结构仅由驱动马达(1)、先导阀(4)和主阀(8)组成；其中，所述先导阀(4)是三位四通换向液压阀，设有阀体和圆柱状的先导阀阀芯(3)，先导阀阀芯(3)可绕自身轴线旋转和沿轴线平移；所述主阀(8)的阀腔两端设有左油腔(7)和右油腔(12)，主阀阀芯(10)设于阀腔的左油腔和右油腔之间，在左油腔(7)与主阀阀芯(10)之间设有可沿轴线移动且与阀腔密闭嵌设的左活塞(9)，右油腔(12)与主阀阀芯(10)之间设有可沿轴线移动且与阀腔密闭嵌设的右活塞(11)；所述先导阀阀芯(3)的一端通过花键副(2)连接驱动马达(1)的动力输出转轴，另一端通过螺纹副(5)连接反馈杆(6)的一端，所述反馈杆(6)的另一端与左活塞(9)连接；所述先导阀(4)的端口A和端口B中远离螺纹副一侧的端口A与左油腔(7)连通，靠近螺纹副一侧的端口B与右油腔(12)连通。

【技术特征摘要】
1.一种数字比例液压换向阀，其特征在于：主体结构仅由驱动马达(1)、先导阀(4)和主阀(8)组成；其中，所述先导阀(4)是三位四通换向液压阀，设有阀体和圆柱状的先导阀阀芯(3)，先导阀阀芯(3)可绕自身轴线旋转和沿轴线平移；所述主阀(8)的阀腔两端设有左油腔(7)和右油腔(12)，主阀阀芯(10)设于阀腔的左油腔和右油腔之间，在左油腔(7)与主阀阀芯(10)之间设有可沿轴线移动且与阀腔密闭嵌设的左活塞(9)，右油腔(12)与主阀阀芯(10)之间设有可沿轴线移动且与阀腔密闭嵌设的右活塞(11)；所述先导阀阀芯(3)的一端通过花键副(2)连接驱动马达(1)的动力输出转轴，另一端通过螺纹副(5)连接反馈杆(6)的一端，所述反馈杆(6)的另一端与左活塞(9)连接；所述先导阀(4)的端口A和端口B中远离螺纹副一侧的端口A与左油腔(7)连通，靠近螺纹副一侧的端口B与右油腔(12)连通。2.根据权利要求1所述的数字比例液压换向阀...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢朔，盛玮，
申请(专利权)人：武汉海力威机电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42