CN105351163A - 轴向柱塞泵扭矩控制装置及其控制方法 - Google Patents

轴向柱塞泵扭矩控制装置及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了种轴向柱塞泵扭矩控制装置,其特征在于,包括:阀体,阀套和阀芯连接形成三位二通阀,阀芯上连接有扭矩调节装置,阀体上活动连接有反馈杆,反馈杆的另一端与阀套相连接,阀体上设置有泵负载油口、进入泵伺服活塞油口和卸油口,控制泵负载油口进入泵伺服活塞油口压力油,推动伺服活塞带动斜盘角度产生变化,同时伺服活塞带动反馈杆旋转以带动阀套向伺服活塞反方向移动,使进入泵伺服活塞油口与泵负载油口接通或与泄油口接通。通过上述方式,本发明轴向柱塞泵扭矩控制装置及其控制方法,能够实现斜盘式柱塞变量泵在负载超过一定范围内时泵的输入扭矩接近一个恒定值,结构简单,制造成本低,故障率低。

Description

轴向柱塞泵扭矩控制装置及其控制方法
技术领域
[0001] 本发明涉及机械制造领域,特别是涉及一种轴向柱塞栗扭矩控制装置及其控制方法。
背景技术
[0002] 功率控制是液压栗常见的控制方式,其特点是在一定的工作压力范围内,通过功率控制使得栗的输出功率恒定,既W=PQ。该种控制是将栗出口压力油通过功率控制装置调节进入变量活塞或通过功率控制装置将变量活塞的压力油卸掉,以推动伺服活塞移动来实现栗排量变化,变量活塞移动的同时又带动功率控制装置的反馈杆反向移动,至功率控制装置调节关闭后,栗变量过程完成。现有的斜盘栗扭矩调节装置,共有一个进油口、一个出油口及2个泄油口,阀体外形比较大;阀芯中间设置有一个滑动阀芯,阀芯上热处理孔变形大、加工要求高,滑阀在动作过程中容易卡死。因此原来斜盘栗扭矩调节装置制造成本高、故障率高。
发明内容
[0003] 本发明主要解决的技术问题是提供一种轴向柱塞栗扭矩控制装置及其控制方法,能够实现斜盘式柱塞变量栗在负载超过一定范围内时栗的输入扭矩接近一个恒定值,结构简单,制造成本低,故障率低。
[0004] 为解决上述技术问题,本发明采用的一个技术方案是:提供一种轴向柱塞栗扭矩控制装置,包括:阀体,所述阀体内活动设置有阀套阀芯组件,所述阀套阀芯组件包括阀套和活动设置在阀套内的阀芯,所述阀套和阀芯连接形成三位二通阀,所述阀芯和阀套连接形成压力腔,所述阀芯上连接有扭矩调节装置,所述阀体上活动连接有反馈杆,所述反馈杆的另一端与阀套相连接,所述反馈杆带动阀套往复移动,所述阀体上设置有栗负载油口、进入栗伺服活塞油口和卸油口,所述栗负载油口和压力腔相连通,所述栗负载油口的压力油增大或减小压力进入压力腔控制阀芯移动向扭矩调节装置往复移动,所述反馈杆带动阀套往复移动,控制栗负载油口与进入栗负载油口之间的通断或者与泄油口之间的通断。
[0005] 在本发明一个较佳实施例中,所述阀套阀芯组件的另一端设置有止动螺堵,所述阀套阀芯组件和止动螺堵之间具有油腔,所述油腔和泄油口接通。
[0006] 在本发明一个较佳实施例中,所述反馈杆通过杠杆销铰接在阀体上,所述反馈杆的一端通过U型槽与伺服活塞连接,另一端连接在阀套的长槽孔中,推动阀套向伺服活塞移动方向的反方向移动。
[0007] 在本发明一个较佳实施例中,所述栗负载油口的压力油进入压力腔后作用于两个直径台阶,产生对阀芯的推力。
[0008] 在本发明一个较佳实施例中,所述扭矩调节装置包括第一弹簧和第二弹簧,所述第二弹簧设置在第一弹簧内,所述第一弹簧和第二弹簧与阀芯相接触。
[0009] 在本发明一个较佳实施例中,所述扭矩调节装置包括变节距弹簧,所述变节距弹簧与阀芯相接触。
[0010] 为解决上述技术问题,本发明采用的另一个技术方案是:提供一种轴向柱塞栗扭矩控制装置的控制方法,包括以下步骤:a:设定扭矩调节装置的预设数值;b:当栗负载油口负载压力增大时,压力油通过栗负载油口进入压力腔,压力腔产生推力,克服扭矩调节装置推动阀芯向扭矩调节装置移动,阀芯移动直至栗负载油口和进入栗伺服活塞油口接通后,压力油依次通过栗负载油口和进入栗伺服活塞油口后进入伺服活塞,压力油推动伺服活塞移动使栗斜盘小角度变化,伺服活塞移动的同时也带动反馈杆旋转,反馈杆旋转带动阀套向扭矩调节装置移动,至栗负载油口和进入栗伺服活塞油口断开口,停止移动;c:当栗负载在最高与设定点范围内向小变化时,阀芯受扭矩调节装置推动向反向移动,进入栗伺服活塞油口和泄油口接通,伺服活塞带动斜盘角向大角度变化,同时通过反馈杆带动阀套向伺服活塞反方向移动,至进入栗伺服活塞油口和泄油口断开,同时进入栗负载油口和进入栗伺服活塞油口接通时停止移动。
[0011] 本发明的有益效果是:本发明轴向柱塞栗扭矩控制装置及其控制方法,能够实现斜盘式柱塞变量栗在负载超过一定范围内时栗的输入扭矩接近一个恒定值,结构简单,制造成本低,故障率低。
附图说明
[0012] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图,其中:
图1是本发明轴向柱塞栗扭矩控制装置一较佳实施例的结构示意图;
图2是图1所示的轴向柱塞栗扭矩控制装置的局部结构放大示意图;
图3是图1所示的轴向柱塞栗扭矩控制装置的弹簧受力作用图;
图4是是图1所示的轴向柱塞栗扭矩控制装置的扭矩曲线图;
附图中各部件的标记如下:1、阀体,2、阀芯阀套组件,2a、阀芯,2b、阀套,3、扭矩调节装置,4、反馈杆,5、杠杆销,6、止动螺堵,P、栗负载油口,Ps、进入栗伺服活塞油口,T、泄油口,A、油腔,B、压力腔,C、调节反馈杆C形槽,31、第一弹簧,32、第二弹簧。
具体实施方式
[0013] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
[0014] 请参阅图1,一种轴向柱塞栗扭矩控制装置,包括:阀体1,阀体1内活动设置有阀套阀芯组件2,阀套阀芯组件包括阀套2b和活动设置在阀套内的阀芯2a,阀套2b和阀芯2a连接形成三位二通阀,阀芯2b与阀套2a间配合设置有2个不同大小的直径D和d,D大于d,阀芯2a与阀套2b两直径配合公差取0.008-0.012mm,阀芯2a的两直径同轴度为0.005mm,阀套2b的两直径同轴度为0.008mm,阀芯2a和阀套2b连接形成压力腔B,阀芯2a上连接有扭矩调节装置3,阀体2a上活动连接有反馈杆4,反馈杆4的另一端与阀套2b相连接,反馈杆4带动阀套2b往复移动,阀体1上设置有栗负载油口 P、进入栗伺服活塞油口 Ps和泄油口 T,栗负载油口 P和压力腔B相连通,栗负载油口 P的压力油增大或减小压力进入压力腔B控制阀芯2a移动向扭矩调节装置3往复移动,阀芯2a和阀套2b的往复移动控制栗负载油口 P和进入栗伺服活塞油口 Ps之间的通断以及进入栗伺服活塞油口 Ps和泄油口 T之间的通断。
[0015] 另外,阀套阀芯组件2的另一端设置有止动螺堵6,阀套阀芯组件2和止动螺堵6之间具有油腔A,所述油腔A和泄油口 T接通。
[0016] 另外,反馈杆4通过杠杆销5铰接在阀体1上,反馈杆4的一端通过U型槽C与伺服活塞连接,另一端连接在阀套2b的长槽孔中,推动阀套2b向伺服活塞移动方向的反方向移动,阀芯2a和阀套2b控制栗负载油口进入进入栗伺服活塞油口 Ps的压力油,推动伺服活塞斜盘角度产生变化,同时伺服活塞带动反馈杆4旋转以带动阀套2b向伺服活塞反向移动,使进入栗伺服活塞油口 Ps和栗负载油口 P或者泄油口 T接通,实现栗负载与斜盘角度的对应变化,即是输入扭矩的控制。
[0017] 另外,栗负载油口 P的压力油进入压力腔B后作用于两个直径台阶,产生对阀芯2a的推力,产生的先导推力为F=P* (D2-d2) *3i/4。
[0018] 另外,扭矩调节装置3包括第一弹簧31和第二弹簧32,第二弹簧32设置在第一弹簧31内,所述第一弹簧31和第二弹簧32与阀芯2a相接触。当阀芯2a(开始向右移动至第一设定点时,第一根弹簧31被压缩,移动超过第二设定点时两根弹簧同时被压缩,一根弹簧的作用是栗负载与斜盘角度的Tan (a)呈线性关系,当第二弹簧作32用时改变线性关系
另外,扭矩调节装置3包括变节距弹簧,变节距弹簧与阀芯2a相接触,变节距弹簧可以起到与两根弹簧同时使用相同的作用。
[0019] —种轴向柱塞栗扭矩控制装置的控制方法,包括以下步骤:设定扭矩调节装置3的预设数值;当栗负载油口 P负载压力增大时,压力油通过栗负载油口 P进入压力腔B,压力腔B产生推力,克服扭矩调节装置3推动阀芯2a向扭矩调节装置3移动,阀芯2a移动直至栗负载油口 P和进入栗伺服活塞油口 Ps接通后,压力油依次通过栗负载油口 P和进入栗伺服活塞油口 Ps后进入伺服活塞,压力油推动伺服活塞移动使栗斜盘小角度变化,伺服活塞移动的同时也带动反馈杆4旋转,反馈杆4旋转带动阀套2b向扭矩调节装置3移动,至栗负载油口 P和进入栗伺服活塞油口 Ps断开,停止移动;当栗负载在最高与设定点范围内向小变化时,阀芯2a受扭矩调节装置3推动向反向移动,进入栗伺服活塞油口 P和泄油口 T接通,伺服活塞带动斜盘角向大角度变化,同时通过反馈杆4带动阀套2b向伺服活塞反方向移动,至进入栗伺服活塞油口 P和泄油口 T断开,同时进入栗负载油口 P和进入栗伺服活塞油口 Ps接通时停止移动。通过上述步骤完成对栗输入扭矩的控制,既在一定负载压力范围内T=P*q/ (2 31 )接近于一个设定值。
[0020] 区别于现有技术,本发明轴向柱塞栗扭矩控制装置,能够实现斜盘式柱塞变量栗在负载超过一定范围内时栗的输入扭矩接近一个恒定值,结构简单,制造成本低,故障率低。
[0021] 以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其它相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种轴向柱塞栗扭矩控制装置,其特征在于,包括:阀体,所述阀体内活动设置有阀套阀芯组件,所述阀套阀芯组件包括阀套和活动设置在阀套内的阀芯,所述阀套和阀芯连接形成三位二通阀,所述阀芯和阀套连接形成压力腔,所述阀芯上连接有扭矩调节装置,所述阀体上活动连接有反馈杆,所述反馈杆的另一端与阀套相连接,所述阀体上设置有栗负载油口、进入栗伺服活塞油口和卸油口,所述栗负载油口和压力腔相连通,所述栗负载油口的压力油增大或减小压力进入压力腔控制阀芯移动向扭矩调节装置往复移动,所述反馈杆带动阀套往复移动,控制栗负载油口与进入栗负载油口之间的通断或者与泄油口之间的通断。
2.根据权利要求1所述的轴向柱塞栗扭矩控制装置,其特征在于,所述阀套阀芯组件的另一端设置有止动螺堵,所述阀套阀芯组件和止动螺堵之间具有油腔,所述油腔和泄油口接通。
3.根据权利要求2所述的轴向柱塞栗扭矩控制装置,其特征在于,所述反馈杆通过杠杆销铰接在阀体上,所述反馈杆的一端通过U型槽与伺服活塞连接,另一端连接在阀套的长槽孔中,推动阀套向伺服活塞移动方向的反方向移动。
4.根据权利要求3所述的轴向柱塞栗扭矩控制装置,其特征在于,所述栗负载油口的压力油进入压力腔后作用于两个直径台阶,产生对阀芯的推力。
5.根据权利要求1-4任一所述的轴向柱塞栗扭矩控制装置,其特征在于,所述扭矩调节装置包括第一弹簧和第二弹簧,所述第二弹簧设置在第一弹簧内,所述第一弹簧和第二弹簧与阀芯相接触。
6.根据权利要求1-4任一所述的轴向柱塞栗扭矩控制装置,其特征在于,所述扭矩调节装置包括变节距弹簧,所述变节距弹簧与阀芯相接触。
7.一种如权利要求1所述的向柱塞栗扭矩调节装置的控制方法,其特征在于,包括以下步骤: a:设定扭矩调节装置的预设数值; b:当栗负载油口负载压力增大时,压力油通过栗负载油口进入压力腔,压力腔产生推力,克服扭矩调节装置推动阀芯向扭矩调节装置移动,阀芯移动直至栗负载油口和进入栗伺服活塞油口接通后,压力油依次通过栗负载油口和进入栗伺服活塞油口后进入伺服活塞,压力油推动伺服活塞移动使栗斜盘小角度变化,伺服活塞移动的同时也带动反馈杆旋转,反馈杆旋转带动阀套向扭矩调节装置移动,至栗负载油口和进入栗伺服活塞油口断开口,停止移动; c:当栗负载在最高与设定点范围内向小变化时,阀芯受扭矩调节装置推动向反向移动,进入栗伺服活塞油口和泄油口接通,伺服活塞带动斜盘角向大角度变化,同时通过反馈杆带动阀套向伺服活塞反方向移动,至进入栗伺服活塞油口和泄油口断开,同时进入栗负载油口和进入栗伺服活塞油口接通时停止移动。
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