一种常闭式主动控制锥面节流器制造技术

本发明专利技术公开了一种常闭式主动控制锥面节流器，涉及静压技术领域，主要包括阀体

【技术实现步骤摘要】
一种常闭式主动控制锥面节流器


[0001]本专利技术涉及静压
，特别是一种常闭式主动控制锥面节流器
。

技术介绍

[0002]静压技术在精密机械中具有广泛的应用，静压导轨
、
静压轴承
、
静压丝杠是典型应用实例
。
节流器是静压轴承或混合轴承系统中不可或缺的重要部件，节流器利用液阻形成压力差，控制或调节各油腔的压力和流量，其节流性能对静压设备的承载能力
、
静
/
动刚度和精度等具有显著影响
。
[0003]常见的节流器可以分为固定式节流器
、
可变式节流器和主动控制节流器三种
。
固定式节流器主要有毛细管式节流器
、
小孔式节流器
、
缝隙式节流器等，固定式节流器工作时，节流液阻保持不变，承载能力和刚度往往小于可变式节流器
。
固定节流器节流方式简单，但必须在主轴发生偏移时才能够发挥作用，因此采用该类型节流器存在油膜刚度低
、
稳定性差
、
回转精度低等问题
。
可变式节流器主要有薄膜反馈式节流器和滑阀反馈式节流器等，可变式节流器的液阻可根据静压设备的载荷变化自动反馈调节，保证静压主轴平稳运转
。
但是，薄膜节流器的薄膜太薄时容易发生翘曲变形，薄膜太厚时节流器的动态响应时间长，抗干扰能力较弱
。
滑阀反馈节流器的滑阀惯性较大，在调节过程中存在超调问题，稳定性较差
。
这些问题从很大程度上限制了静压设备在高速
、
高精度
、
重载领域的应用
。
主动控制节流器是在可变节流器上加控制系统，通过改变主动控制节流器的参数来调节静压设备的动力参数
(
如刚度
、
阻尼等
)
，能够有效地抑制振动和改善系统的稳定性，并输出位置的变化信息，实现静压设备的运行状态检测，获得更高的支承精度和刚度
。
[0004]在专利技术专利
CN105370958B——《
一种压电陶瓷驱动薄膜式伺服阀
》
中，通过压电陶瓷精确控制节流间隙，实现压力和流量的精确主动控制
。
但是，节流器为常开式结构，在压电陶瓷不工作时，节流缝隙最大，流量最大，导致能量的过渡浪费
。
如果想长时间减小流量，压电陶瓷必须在工作状态，提供输出推力，保证薄膜变形，减小节流缝隙，这导致压电陶瓷长时间工作，影响其使用寿命
。
[0005]因此，改进节流器的结构，消除不稳定性，改善节流性能，延长使用寿命，减少能量的浪费，对于静压设备的推广应用及高速化
、
高精密化发展具有重要意义
。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种常闭式主动控制锥面节流器，其采用常闭式设计，在压电陶瓷为非工作状态时，节流缝隙为0，流量为0，减少能量的浪费，减小了压电陶瓷的工作时长，提高了使用寿命
。
[0007]实现上述目的本专利技术的技术方案为，一种常闭式主动控制锥面节流器，主要包括阀体
、
滑动锥
、
弹性件
、
上壳体
、
压电陶瓷和端盖；其中，阀体为中空式结构，其内设置有工作腔，工作腔呈圆柱状，工作腔下部设置有锥形孔；滑动锥上端部设置有挡环，下端部设置有锥形凸台，且锥形凸台与锥形孔的锥角相等，在锥形凸台与锥形孔相配合后，锥形凸台与锥
形孔之间形成锥面节流；滑动锥沿自身轴线方向可双向移动，滑动锥在工作腔内设置有导向凸台，起到导向作用，保证滑动锥的稳定性；导向凸台上进一步设置有多个沿圆周方向均布的通孔，在导向凸台下端，滑动锥与工作腔之间形成环形油腔，在导向凸台上端，滑动锥与工作腔之间形成环形预压油腔，环形油腔与环形预压油腔通过通孔相连通
。
[0008]所述弹性件设置在环形预压油腔内，其一端与滑动锥相连，另一端与上壳体相连，该弹性件可以选用弹簧，也可以选用其它的弹性材料
。
[0009]所述阀体上部设置有多个沿圆周方向均布的第一螺纹安装孔，实现阀体和上壳体的紧密连接
、
无缝隙，端盖上部设置有多个沿圆周方向均布的第二螺纹安装孔，实现端盖和上壳体的紧密连接，减小零件的振动和磨损，从而延长节流器的使用寿命
。
[0010]所述上壳体内部设置有压电陶瓷，压电陶瓷呈中空式柱状结构，滑动锥从压电陶瓷的中空腔穿过；压电陶瓷的一端连接滑动锥的挡环，另一端连接上壳体，上壳体和压电陶瓷采用间隙配合，滑动锥和压电陶瓷采用间隙配合
。
[0011]所述阀体的底部设置有进油孔和出油孔，进油孔通过第一通道与工作腔连通，出油孔与锥形孔的底部相连接，出油孔连接到静压轴承
、
静压导轨
、
静压转台
、
静压丝杠等静压设备的静压腔
。
[0012]所述环形油腔与第一通道相连通，使得从进油孔进入的润滑油能够迅速分散到滑动锥的周向，提高润滑油在阀体中工作腔的流动性
。
[0013]在所述滑动锥与上壳体之间设置有密封圈，从而阻止润滑油从环形预压油腔流通到压电陶瓷
。
[0014]所述常闭式主动控制锥面节流器的工作原理是：通过主动控制压电陶瓷的驱动电压变化控制压电陶瓷伸长或缩短
。
当压电陶瓷为工作状态时，增加驱动电压，压电陶瓷伸长，导向凸台引导滑动锥克服弹簧力向上平稳移动，使得锥面节流打开，润滑油一部分通过通孔流通到环形预压油腔，另一部分通过锥面节流流到出油孔；通过控制压电陶瓷的伸长量，来调节锥面节流的节流缝隙大小，当节流缝隙增大时，出油孔的输出流量增大，当节流缝隙减小时，出油孔的输出流量减小，达到主动调节本专利技术的常闭式主动控制锥面节流器输出流量的作用
。
当压电陶瓷为非工作状态时，减小驱动电压，压电陶瓷缩短，导向凸台引导滑动锥向下平稳移动，使得锥形凸台与锥形孔紧密接触，锥面节流闭合，润滑油不能流通到出油孔
。
[0015]利用本专利技术的技术方案制作的一种常闭式主动控制锥面节流器，其有益效果是：
(1)
采用常闭式结构，避免了专利技术专利
CN105370958B《
一种压电陶瓷驱动薄膜式伺服阀
》
中，在压电陶瓷为非工作状态时，节流缝隙最大，流量最大，导致的能量过渡浪费；
(2)
采用常闭式设计，在压电陶瓷为非工作状态时，节流缝隙为0，流量为0，减小了压电陶瓷的工作时长，提高了其使用寿命；
(3)
通过环形预压腔中的压力油对滑动锥进行预压，可以抑制工作时滑动锥的振动，使滑动锥移动平稳，改善滑动锥节流稳定性，提高了在高速工况或高频振动扰动下，液压静压支撑部件对高频振动扰动
、...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种常闭式主动控制锥面节流器，其特征在于，包括：阀体
(1)、
滑动锥
(2)、
弹性件
(3)、
上壳体
(4)、
压电陶瓷
(5)
和端盖
(6)
；其中，阀体
(1)
为中空式结构，其内设置有工作腔
(11)
，工作腔
(11)
呈圆柱状，工作腔
(11)
下部设置有锥形孔
(15)
；滑动锥
(2)
上端部设置有挡环
(24)
，下端部设置有锥形凸台
(21)
，且锥形凸台
(21)
与锥形孔
(15)
的锥角相等，在锥形凸台
(21)
与锥形孔
(15)
相配合后，锥形凸台
(21)
与锥形孔
(15)
之间形成锥面节流
(17)
；滑动锥
(2)
沿自身轴线方向可双向移动，滑动锥
(2)
在工作腔
(11)
内设置有导向凸台
(11)
，起到导向作用，保证滑动锥
(2)
的稳定性；导向凸台
(22)
上进一步设置有多个沿圆周方向均布的通孔
(23)
，在导向凸台
(22)
下端，滑动锥
(2)
与工作腔
(11)
之间形成环形油腔
(18)
，在导向凸台
(22)
上端，滑动锥
(2)
与工作腔
(11)
之间形成环形预压油腔
(19)
，环形油腔
(18)
与环形预压油腔
(19)
通过通孔
(23)
相连通
。2.
根据权利要求1所述的一种常闭式主动控制锥面节流器，其特征在于，所述弹性件
(3)
设置在环形预压油腔
(19)
内，其一端与滑动锥
(2)
相连，另一端与上壳体
(4)
相连，该弹性件
(3)
可以选用弹簧，也可以选用其它的弹性材料
。3.
根据权利要求1所述的一种常闭式主动控制锥面节流器，其特征在于，所述阀体
(1)
上部设置有多个沿圆周方向均布的第一螺纹安装孔
(16)
，实现阀体
(1)
和上壳体
(4)
的紧密连接
、
无缝隙，端盖
(6)
上部设置有多个沿圆周方向均布的第二螺纹安装孔
(61)
，实现端盖
(6)
和上壳体
(4)
的紧密连接，减小零件的振动和磨损，从而延长节流器的使用寿命
。4.
根据权利要求1所述的一种常闭式主动控制锥面节流器，其特征在于，所述上壳体
(4)
内部设置有压电陶瓷
(5)
，压电陶瓷
(5)
呈中空式柱状结构，滑动锥
(2)
从压电陶瓷
(5)
的中空腔穿过；...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘代明，张永涛，王伟邵奇，赵孟泽，张鹤继，卢德钊，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：