CN103899791A - 一种交流伺服电机直驱式卸荷用比例流量转阀 - Google Patents

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Abstract

一种交流伺服电机直驱式卸荷用比例流量转阀，包括伺服电机，伺服电机的输出轴连接转阀的阀芯，转阀阀套的径向圆周均匀开有两个以上的通孔，并通过液压管道和油箱连接，阀芯的轴向开有进油口和作动缸的塞腔连通，径向圆周均匀开有两个以上直径相同的通孔作为排油口，阀套的通孔和阀芯的通孔相对应，阀套上的通孔外部设有旋转接头，阀套固定在作动缸的缸体上，在缸体上设有两个进油口，一个和作动缸的杆腔连通，另一个和作动缸的塞腔连通，本发明能够实现两通路的快速排油控制，通过伺服电机调速，配合作动缸的换向频率或者模式切换频率，通过调节伺服电机的控制信号改变卸荷流量大小，实现比例流量控制，结构简单，加工方便。

Description

一种交流伺服电机直驱式卸荷用比例流量转阀
技术领域
本发明属于液压传动控制元件转阀技术领域，具体涉及一种交流伺服电机直驱式卸荷用比例流量转阀。
背景技术
转阀被广泛地应用于液压系统中，转阀的元件也不断向标准化与模块化发展。最常用于截止阀，对大流量的调节有较好的控制。目前，国内外用于高压大流量场所均采用二级或三级插装阀，由先导级实现阀芯的运动及控制，与比例控制技术相结合，形成二通和三通比例插装阀，特点是结构简单，性能可靠，流动阻力小，通油能力大，易于实现集成。但需要额外的液压回路且维护成本较高，且国内市场多级插装阀技术尚不成熟。特别是目前国内众多大型锻压设备中都采用了插装阀实现流量控制、卸荷等功能，这些锻压设备的工作条件使得对相应阀的要求不断提高，且通常正是由于卸荷阀等辅助元件无法达到要求限制了国内锻压设备在吨位以及控制精度方面的发展。虽然国内诸多液压阀厂家不断进行自主研发，但国外进口插装卸荷阀在锻压设备领域中仍占绝大多数，且价格高昂，变相提高了设备成本。
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交流伺服电机直驱式卸荷用比例流量转阀，通过伺服电机直接驱动阀芯旋转，控制电机的工作状态，实现快锻设备中大通径快速卸荷的要求。
为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种交流伺服电机直驱式卸荷用比例流量转阀，包括伺服电机1，伺服电机1与转阀的法兰盘2连接在一起，伺服电机1的输出轴连接转阀的阀芯7，转阀包括法兰盘2、阀芯7和阀套3，阀套3与法兰盘2相连，阀套3的径向圆周均匀开有两个以上直径相同的通孔，并通过液压管道和油箱连接，阀芯7的轴向开有进油口和作动缸的塞腔连通，径向圆周均匀开有两个以上直径相同的通孔作为排油口，阀套3的通孔和阀芯7的通孔相对应，阀套3上的通孔外部设有旋转接头，阀芯7与阀套3之间设有密封圈，在阀芯7与法兰盘2之间连接有圆锥滚子轴承作为支撑，阀套3固定在作动缸的缸体4上，阀芯7与缸体4配合处设有密封圈，并通过球轴承支撑，作动缸的缸盖5与缸体4固定，缸体4内壁与活塞杆6间、活塞杆6与缸盖5间均配有密封圈，在缸体4上设有第一进油口P1和第二进油口P2，第一进油口P1和作动缸的杆腔连通，第二进油口P2和作动缸的塞腔连通。
所述的伺服电机1在有控制信号输入时，伺服电机1转动，没有控制信号输入时，伺服电机1停止转动，改变控制电压的大小和相位即可改变伺服电机1的转速和转向，伺服电机1工作在连续模式或者间断定位模式，针对不同的工作要求进行调速，从而配合作动缸11的工作及卸荷频率。
所述的转阀在伺服电机1带动下旋转在开口不同位置时，输出的流量与控制信号成比例，通过调节伺服电机1的控制信号改变卸荷流量大小，实现比例流量控制。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：结构简单，加工方便，能够实现两通路的快速排油控制，或者实现2组不同工作模式的切换，通过伺服电机调速，可以配合作动缸的换向频率或者模式切换频率。可通过调节伺服电机的控制信号改变卸荷流量大小，实现比例流量控制。
附图说明
图1是本发明的转阀结构示意图。
图2是图1的E-E剖视图。
图3是图2在阀芯处于二分之一开度时的剖视图。
图4是图2的阀芯继续顺时针转过45°是的剖视图。
图5是本发明的转阀应用原理图。
图6是本发明的电机的机械特性曲线图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步的详细说明。
如图1、图2和图5所示，一种交流伺服电机直驱式卸荷用比例流量转阀，包括伺服电机1，伺服电机1通过双头螺柱与转阀的法兰盘2连接在一起，伺服电机1的输出轴通过键8连接转阀的阀芯7，转阀包括法兰盘2、阀芯7和阀套3，阀套3通过双头螺柱与法兰盘2相连，阀套3的径向圆周均匀开有四个直径相同的第一通孔A、第二通孔B、第三通孔C、第四通孔D，第一通孔A、第二通孔B、第三通孔C、第四通孔D通过液压管道和油箱连接，阀芯7的轴向开有进油口和作动缸的塞腔连通，径向圆周均匀开有四个相同直径的第五通孔a、第六通孔b、第七通孔c、第八通孔d作为排油口，其中，阀套3上的第一通孔A、第二通孔B、第三通孔C、第四通孔D外部设有旋转接头，且与阀芯7上的第五通孔a、第六通孔b、第七通孔c、第八通孔d轴向位置相同，当旋转到相同位置时，第五通孔a、第六通孔b、第七通孔c、第八通孔d分别与第一通孔A、第二通孔B、第三通孔C、第四通孔D相连通，阀芯7与阀套3之间设有密封圈，在阀芯7与法兰盘2之间连接有圆锥滚子轴承作为支撑，阀套3通过双头螺柱固定在作动缸的缸体4上，阀芯7与缸体4配合处设有密封圈，并通过球轴承支撑，作动缸的缸盖5通过双头螺柱与缸体4固定，缸体4内壁与活塞杆6间、活塞杆6与缸盖5间均配有密封圈，在阀芯7进口处通高压油时，伺服电机1直接驱动转阀的阀芯7旋转，实现第五通孔a、第六通孔b、第七通孔c、第八通孔d分别与第一通孔A、第二通孔B、第三通孔C、第四通孔D的连通与闭合，从而实现作动缸的快速卸荷，在缸体4上设有第一进油口P1和第二进油口P2，第一进油口P1和作动缸的杆腔连通，第二进油口P2和作动缸的塞腔连通。
如图6所示，所述的伺服电机1在有控制信号输入时，伺服电机1转动，没有控制信号输入时，伺服电机1停止转动，改变控制电压的大小和相位即可改变伺服电机1的转速和转向，伺服电机1工作在连续模式或者间断定位模式，针对不同的工作要求进行调速，从而配合作动缸11的工作及卸荷频率。
所述的转阀在伺服电机1带动下旋转在开口不同位置时，输出的流量与控制信号成比例，通过调节伺服电机1的控制信号改变卸荷流量大小，实现比例流量控制。
本发明的工作原理为：
如图5所示，当电磁阀10得电，第一进油口P1与油泵9连通并进油，第二进油口P2口关闭，作动缸的活塞杆6向左运动时，高压油进入阀芯7进油口，伺服电机1驱动阀芯7旋转，当阀芯7旋转到如图2所示位置时，阀芯7上的第五通孔a、第六通孔b、第七通孔c、第八通孔d分别与阀套3上的第一通孔A、第二通孔B、第三通孔C、第四通孔D完全导通，油液排出，实现高压油的快速卸荷；当阀芯7旋转到如图3所示位置时，阀芯7上的第五通孔a、第六通孔b、第七通孔c、第八通孔d的开口度减为图2中的一半，排油量变小，控制了卸荷流量；当电磁阀10失电，第一进油口P1排油，第二进油口P2与油泵9连通并进油，活塞杆6向右运动时，如图4所示，阀芯7旋转至第五通孔a、第六通孔b、第七通孔c、第八通孔d的开度均为0，被阀套3封闭，排油终止停止卸荷。
当伺服电机1连续旋转时，可配合作动缸的动作频率驱动阀芯7的旋转，使转阀处于导通与截止的位置，当作动缸需要保持某一状态，可通过控制电机1的转停实现。且可过调节伺服电机1的控制信号改变卸荷流量大小，实现比例流量控制。

Claims (3)

1.一种交流伺服电机直驱式卸荷用比例流量转阀，包括伺服电机（1），其特征在于：伺服电机（1）与转阀的法兰盘（2）连接在一起，伺服电机（1）的输出轴连接转阀的阀芯（7），转阀包括法兰盘（2）、阀芯（7）和阀套（3），阀套（3）与法兰盘（2）相连，阀套（3）的径向圆周均匀开有两个以上直径相同的通孔，并通过液压管道和油箱连接，阀芯（7）的轴向开有进油口和作动缸的塞腔连通，径向圆周均匀开有两个以上直径相同的通孔作为排油口，阀套（3）的通孔和阀芯（7）的通孔相对应，阀套（3）上的通孔外部设有旋转接头，阀芯（7）与阀套（3）之间设有密封圈，在阀芯（7）与法兰盘（2）之间连接有圆锥滚子轴承作为支撑，阀套（3）固定在作动缸的缸体（4）上，阀芯（7）与缸体（4）配合处设有密封圈，并通过球轴承支撑，作动缸的缸盖（5）与缸体（4）固定，缸体（4）内壁与活塞杆（6）间、活塞杆（6）与缸盖（5）间均配有密封圈，在缸体（4）上设有第一进油口（P1）和第二进油口（P2），第一进油口（P1）和作动缸的杆腔连通，第二进油口（P2）和作动缸的塞腔连通。
2.根据权利要求1所述的一种交流伺服电机直驱式卸荷用比例流量转阀，其特征在于：所述的伺服电机（1）在有控制信号输入时，伺服电机（1）转动，没有控制信号输入时，伺服电机（1）停止转动，改变控制电压的大小和相位即可改变伺服电机（1）的转速和转向，伺服电机（1）工作在连续模式或者间断定位模式，针对不同的工作要求进行调速，从而配合作动缸的工作及卸荷频率。
3.根据权利要求1所述的一种交流伺服电机直驱式卸荷用比例流量转阀，其特征在于：所述的转阀在伺服电机（1）带动下旋转在开口不同位置时，输出的流量与控制信号成比例，通过调节伺服电机（1）的控制信号改变卸荷流量大小，实现比例流量控制。
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