CN102635583B - 一种高压大流量交流伺服直驱机液复合式流量阀 - Google Patents

Abstract

一种高压大流量交流伺服直驱机液复合式流量阀，用交流伺服电机通过螺纹传动驱动螺纹套的推杆，推杆作用于密封有液压油的液压传动腔，推杆运动时，引起液压传动腔内体积的变化，阀芯会向同侧运动来补偿体积的变化，因此实现了通过控制推杆的运动来控制阀芯的运动，该阀结构简单，控制精准，使用方便，可直接用计算机进行数字控制，具有良好的缓冲和定位性能，可以满足在任意点定位的要求，能实现通过电反馈的闭环系统，尤其能够很好地处理原有伺服阀对油液污染敏感的问题，该阀工作压力范围宽、流量大，也可以在很低的供油压力下工作，动态性能受供油压力影响很小，且由于中间传动环节少，能够提高系统的效率。

Description

一种高压大流量交流伺服直驱机液复合式流量阀

技术领域

本发明属于液压阀技术领域，特别涉及一种高压大流量交流伺服直驱机液复合式流量阀。

背景技术

电液伺服阀是复杂的电液元件，在电液伺服系统中，作为连接电气部分与液压部分的桥梁，是电液伺服控制系统的核心部件。近年来，随着压铸机等大型液压装备的快速发展，市场对电液伺服系统，特别是电液伺服阀的需求越来越大，并对其提出了更高的技术要求。目前广泛使用的电液比例节流阀主要是带有先导阀的两级或三级喷嘴挡板阀和射流管阀，传统的液压伺服系统虽然性能优良，但结构复杂，制造困难，且中间环节较多，降低了整体的效率，尤其是电液伺服阀对油液污染特别敏感。工作油液的污染将加快电液伺服阀的磨损并使其产生故障，从而导致电液伺服系统工作可靠性和性能稳定性的降低。因此，必须强化和完善过滤技术，提高液压油的清洁度，这样也就提高了电液伺服系统的成本，这一系列缺点都是因传统伺服阀的技术特点而引起的。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高压大流量交流伺服直驱机液复合式流量阀，能够实现结构的简单化与使用的高效化，提高系统的稳定性，以及在高压、大流量等环境中的适用能力，尤其是克服了对油液污染敏感的问题。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种高压大流量交流伺服直驱机液复合式流量阀，包括阀座1、阀芯2、阀套3、下端盖4、螺纹套5、输入轴6、键7、联轴器8、谐波减速器9、上端盖10、交流伺服电机11，谐波减速器9安装在上端盖10内，交流伺服电机11的输出轴与谐波减速器9的输入端通过联轴器8连接，谐波减速器9的输出端与输入轴6连接，输入轴6开有外螺纹，螺纹套5开有内螺纹，输入轴6通过螺纹驱动螺纹套5，两个键7分别安装在螺纹套5两侧的键槽内，并插入下端盖4相应的开槽处，同时，螺纹套5的推杆部分插入下端盖4与阀芯2中空部分，下端盖4开孔部分与螺纹套5的推杆部分配合处通过密封圈密封，阀芯2采用插装式插入阀套3，并用密封圈在配合处密封，阀套3采用插装式插入阀座1，并用密封圈在上部配合处密封，交流伺服电机11、谐波减速器9、输入轴6、螺纹套5、阀芯2、阀套3同轴，交流伺服电机11安装在上端盖10的外端面，上端盖10与下端盖4连接，上端盖10与下端盖4上均开有泄油口，通过管路引回油箱，下端盖4安装在阀座1上且固定阀套3，阀座1以插装方式安装于液压系统。

本发明具有以下有益效果：

1、该阀没有使用前置液压放大器，从而大大提高了其抗污染能力，克服了现有伺服阀技术中对油液污染敏感的问题。由此为用户节省的泵站制造费用及整机调试前液压系统清洗过滤费用，甚至远高于该阀本身的价格。

2、克服了现有伺服阀整体结构复杂，制造困难等问题。该阀调整、使用简单，反馈系数调整简单可靠。另外，该阀整体结构简单，易于制造，且由于交流伺服直驱阀本身控制系统就是一个电液伺服控制系統，因此可使用电液伺服系统设计的优秀成果来改善阀的静、动态性能。

3、具有自诊断功能。该阀具有阀芯位置的检测信号输出功能，该信号是与阀芯位移成一定数值关系的脉冲信号，通过计算机可视化程序可实时监测阀芯运动状态。该信号无论阀在供油状态还是在不供油状态均可方便地测出而且差别极小，由此可诊断电液伺服系统中阀是否正常工作。

4、克服了现有伺服阀在高压大流量环境下使用困难等缺点。该阀工作压力范围宽、流量大，也可以在很低的供油压力下工作，且动态性能受供油压力影响很小。

5、克服了现有技术中效率较低的问题，该阀运用直驱思想，减少了中间传动环节，使得工作性能安全、稳定、可靠，效率较高。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的运动转换机构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做详细描述。

参照图1，一种高压大流量交流伺服直驱机液复合式流量阀，包括阀座1、阀芯2、阀套3、下端盖4、螺纹套5、输入轴6、键7、联轴器8、谐波减速器9、上端盖10、交流伺服电机11，谐波减速器9通过螺钉安装在上端盖10内，交流伺服电机11的输出轴与谐波减速器9的输入端通过联轴器8连接，谐波减速器9的输出端与输入轴6通过螺钉连接，输入轴6通过螺纹驱动螺纹套5，两个键7分别安装在螺纹套5两侧的键槽内，并插入下端盖4相应的开槽处，同时，螺纹套5的推杆部分插入下端盖4与阀芯2中空部分，下端盖4开孔部分与螺纹套5的推杆部分配合处通过密封圈密封，阀芯2采用插装式插入阀套3，并用密封圈在配合处密封，阀套3采用插装式插入阀座1，并用密封圈在上部配合处密封，交流伺服电机11、谐波减速器9、输入轴6、螺纹套5、阀芯2、阀套3同轴，交流伺服电机11用螺钉安装在上端盖10的外端面，上端盖10与下端盖4采用螺栓连接，上端盖10与下端盖4上均开有泄油口，通过管路引回油箱，下端盖4用螺钉安装在阀座1上且固定阀套3，阀座1以插装方式安装于液压系统。

参照图2，输入轴6开有外螺纹，螺纹套5开有内螺纹，输入轴6通过螺纹驱动螺纹套5，两个键7分别安装在螺纹套5两侧的键槽内，然后插入下端盖4相应的开槽处，从而限制了螺纹套5的旋转运动，使其直线运动，达到了转换运动方式的目的。

本发明的工作原理为：

交流伺服电机11通过谐波减速器9，降低转速，增大转矩，达到所需的扭矩，谐波减速器9的输出端与输入轴6通过螺钉连接，输入轴6通过传动螺纹驱动螺纹套5，两个键7分别安装在螺纹套5两侧的键槽内，然后插入下端盖4相应的开槽处，限制了螺纹套5的旋转运动，从而使其直线运动，螺纹套5的推杆部分插入下端盖4与阀芯2中空部分，下端盖4开孔部分与螺纹套5的推杆部分配合处通过密封圈密封，这样下端盖4、螺纹套5的推杆部分与阀套3、阀芯2中空部分组成一个密封空间并封存有液压油，当交流伺服电机11通过谐波减速器9驱动输入轴6转动，而螺纹套5向上运动时，密封空间增大，由于密封腔内油液体积不变，流体进口处的液压作用，将阀芯2往上推；同理，螺纹套5向下运动时，阀芯2会向下运动，直至关闭状态，这样就实现了利用交流伺服电机11直接驱动阀芯2的开闭运动。交流伺服驱动器可直接对交流伺服电机11输出轴后端的旋转编码器反馈的角位移信号进行采样，根据输入轴6和螺纹套5上所开螺纹的螺距可以得出螺纹套5推杆部分直线运动的位移量，继而根据静压传递原理得到阀芯2的位移量，从而构成对阀芯2位置和速度的闭环控制系统。通过该交流伺服直驱机液复合式流量阀的控制系统控制阀芯2的位置，即可改变节流口通道的长短，从而改变局部阻力的大小，实现对流量的在线控制。

Claims (1)

1.一种高压大流量交流伺服直驱机液复合式流量阀，包括阀座(1)、阀芯(2)、阀套(3)、下端盖(4)、螺纹套(5)、输入轴(6)、键(7)、联轴器(8)、谐波减速器(9)、上端盖(10)、交流伺服电机(11)，其特征在于：谐波减速器(9)安装在上端盖(10)内，交流伺服电机(11)的输出轴与谐波减速器(9)的输入端通过联轴器(8)连接，谐波减速器(9)的输出端与输入轴(6)连接，输入轴(6)开有外螺纹，螺纹套(5)开有内螺纹，输入轴(6)通过螺纹驱动螺纹套(5)，两个键(7)分别安装在螺纹套(5)两侧的键槽内，并插入下端盖(4)相应的开槽处，同时，螺纹套(5)的推杆部分插入下端盖(4)与阀芯(2)中空部分，下端盖(4)开孔部分与螺纹套(5)的推杆部分配合处通过密封圈密封，阀芯(2)采用插装式插入阀套(3)，并用密封圈在配合处密封，阀套(3)采用插装式插入阀座(1)，并用密封圈在上部配合处密封，交流伺服电机(11)、谐波减速器(9)、输入轴(6)、螺纹套(5)、阀芯(2)、阀套(3)同轴，交流伺服电机(11)安装在上端盖(10)的外端面，上端盖(10)与下端盖(4)连接，上端盖(10)与下端盖(4)上均开有泄油口，通过管路引回油箱，下端盖(4)安装在阀座(1)上且固定阀套(3)，阀座(1)以插装方式安装于液压系统。