CN111895133A - 一种电液伺服阀反馈杆结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电液伺服阀反馈杆结构，属于电液伺服阀领域，用于解决现有技术中反馈杆和支撑杆之间采用过盈配合、并使用专用工装压装在一起，在工作过程中反馈杆和支撑杆之间容易在过盈配合面处出现磨损导致过盈量变小后连接失效的技术问题，本发明设置有反馈杆主体，反馈杆主体一端形成有球体，另一端形成有偏转板，所述偏转板开设有导流窗，其中，所述反馈杆主体位于所述偏转板端通过变径部连接有支撑杆，所述反馈杆主体与所述变径部和所述支撑杆一体成型，所述变径部呈圆弧形结构，本发明具有结构简单、使用寿命长，加工、装配时间短，生产成本低、效益高的有益效果。

Description

一种电液伺服阀反馈杆结构
技术领域
本发明涉及电液伺服阀技术领域，尤其涉及一种电液伺服阀反馈杆结构。
背景技术
射流偏转板式电液伺服阀是电液伺服阀中的一种，具有抗污染能力强、工作性能稳定、可靠性高的特点；
射流偏转板式电液伺服阀工作原理图参见附图1所示，其主要包括力矩马达、偏转板射流放大器和油滤、阀芯、阀套、壳体等零件组成；
偏转板射流放大器包括射流盘和偏转板组成，射流盘上开有一个射流口和两个对称的接收口，偏转板上开有V型结构的导流窗，V型结构宽口对应射流盘的射流口，窄口对应射流盘的两个接收口，力矩马达主要由磁钢、衔铁组件、上下导磁体及线圈组件组成，衔铁组件包括衔铁、弹簧管和反馈杆组件，弹簧管和反馈杆组件固连在一起；
在不考虑零偏电流的情况下，产品工作时，当力矩马达没有电流信号输入时，偏转板在射流盘中间位置，射流口喷出的油液被两个接收口均等地接收、并在两个接收口的槽道内形成相等的压力，阀芯处于中位，电液伺服阀无流量输出。当力矩马达接收到电流信号时，由于线圈组件电流的磁效应在衔铁上产生磁通，在控制磁通的相互作用下，该偏转力矩使衔铁组件绕旋转中心偏转，从而使反馈杆V型槽偏离中间位置，导致两个接收口接收的油液流量不同，进而改变两个接收口的槽道内的油液压力，使其中一个接收口的槽道内的压力增大，另一个接收口的槽道内的压力减小、形成控制压差推动阀芯运动；阀芯位移又带动反馈杆产生弯曲变形，以力矩的形式反馈到力矩马达衔铁上，与衔铁产生的电磁力矩相平衡。由于力矩马达力矩与控制电流基本成正比关系，反馈力矩与阀芯位移成正比，因此在各力矩平衡状态时，输入控制电流与阀芯位移成正比，即在阀压降为恒值情况下，输出流量与输入控制电流之间成比例关系；
现有技术中，参见图2、3，反馈杆组件是由反馈杆和支撑杆组成，反馈杆通过支撑杆与弹簧管固连，反馈杆和支撑杆之间采用过盈配合，使用专用工装压装在一起，在设计过程中，反馈杆的刚度值和抗疲劳特性是影响电液伺服阀性能和寿命的重要因素，为了保证反馈杆和支撑杆之间的过盈量和压装后反馈杆组件的总长和同轴度，需提高配合面的加工精度，加工难度大、加工时间长，而且，在工作过程中弹簧管带动反馈杆组件频繁偏转，同时由于环境高温和环境低温以及油液高温和油液低温的影响，反馈杆和支撑杆之间容易在过盈配合面处出现磨损导致过盈量变小后导致连接失效，需要对反馈杆结构进行改进。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种使用寿命长，加工、装配时间短，降低生产成本，提高生产效益的电液伺服阀反馈杆结构。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明公开的一种电液伺服阀反馈杆结构，包括：
反馈杆主体，其一端形成有球体，另一端形成有偏转板，所述偏转板开设有导流窗；
所述反馈杆主体位于所述偏转板端通过变径部连接有支撑杆，所述反馈杆主体与所述变径部和所述支撑杆一体成型。
进一步的，所述变径部呈圆弧形结构。
进一步的，所述支撑杆呈圆柱体结构，所述支撑杆远离所述变径部端形成有连接部与弹簧管压装或焊接，所述连接部与所述支撑杆不等径。
进一步，所述连接部的外径大于或小于所述支撑杆外径，且所述连接部的长度小于所述支撑杆的长度。
进一步的，所述导流窗沿所述偏转板长度方向延伸、并以垂直于所述导流窗宽度方向的剖切平面切开呈V型槽结构。
进一步的，所述导流窗的V型槽结构的窄口侧与所述偏转板表面连接处形成的棱边加工有不大于R0.005mm的圆角。
进一步的，所述偏转板与所述反馈杆主体为一体结构。
在上述技术方案中，本发明提供的一种电液伺服阀反馈杆结构，有益效果：
1、本发明设计的反馈杆主体，反馈杆主体通过变径部连接有支撑杆，通过将反馈杆主体、变径部、支撑杆设计成一体式结构，避免了反馈杆在工作过程中频繁偏转、以及环境温度和介质温度影响反馈杆和支撑杆之间盈量变小而导致连接失效的情况，降低了故障率、延长了反馈杆使用寿命，并且减少了支撑杆的盲孔加工和支撑杆配合面的配磨工序、以及省略了装配工艺，缩短了加工、装配时间，并且有利于保证反馈杆同轴度和总长的要求，降低了生产成本，提高了生产效益；
2、本发明设计的变径部，通过将变径部设置成弧形结构连接在反馈杆主体和支撑杆之间，避免在反馈杆主体和支撑杆连接处产生应力集中导致反馈杆在工作过程中频繁偏转在反馈杆主体和支撑杆连接处断裂，进一步降低了故障率，提高了一体式反馈杆可靠性，延长了反馈杆使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术中射流偏转板式电液伺服阀工作原理图；
图2是现有技术中反馈杆组件主视图；
图3是图2的剖视图；
图4是本发明公开的反馈杆主视图；
附图标记说明：
1、反馈杆主体；2、球体；3、偏转板；4、导流窗；5、变径部；6、支撑杆；7、连接部；
(射流偏转板式电液伺服阀工作原理图中；10、磁钢；20、线圈；30、衔铁；40、弹簧管；50、射流盘；60、接收口；70射流口；80、油滤；90、阀套；100、阀芯；110、壳体；A1控制窗；A2控制窗；R回油口；P进油口)。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
参见图1、4所示；
发明一种电液伺服阀反馈杆结构，包括：
反馈杆主体1，其一端形成有球体2，另一端形成有偏转板3，偏转板3开设有导流窗4；
反馈杆主体1位于偏转板3端通过变径部5连接有支撑杆6，反馈杆主体1与变径部5和支撑杆6一体成型。
具体的，本实施例中，反馈杆主体1为高弹性合金材料制作，反馈杆主体1一端的球体2插在阀芯100内，反馈杆主体1远离球体2端形成有偏转板3，偏转板3为呈长方体结构，其长度方向与反馈杆主体1长度方向同向，偏转板3宽度方向的两条边均为弧形边，偏转板3与反馈杆主体1长度方向重叠的轴线上开设有导流窗3，反馈杆主体1位于偏转板3端通过通过变径部5连接有支撑杆6，支撑杆6通过连接部7与弹簧管40压装(过盈配合，通过工装压装在一起)或焊接在一起，衔铁30通过带动弹簧管40、并以反馈杆主体1长度方向的轴线为转轴带动反馈杆主体1左右转动，反馈杆主体1与变径部5和支撑杆6一体成型；
参见图4所示，通过将反馈杆主体1、变径部5、支撑杆6一体成型方式制作，针对一体式反馈杆与传统反馈杆组件的刚度值进行了仿真实验，将本实施例中一体式反馈杆和传统反馈杆组件的支撑杆6端固定，在反馈杆底端球体的球面上施加水平向右的力0.588N，仿真计算反馈杆球体的位移，根据仿真结果分析，一体式反馈杆球体位移比传统反馈杆组件球体位移大0.76um，其偏差值约为传统反馈杆球体位移的0.15％，位移偏差在允许的偏差范围内，一体式反馈杆能够满足刚度值的使用要求，通过试验验证，本实施例一体式反馈杆与传统反馈杆组件刚度值基本一致，在产品使用周期内，避免了反馈杆在工作过程中频繁偏转、以及环境温度和介质温度影响反馈杆和支撑杆之间盈量变小而导致连接失效的情况，降低了故障率、延长了反馈杆使用寿命，并且减少了支撑杆6的盲孔加工和支撑杆6配合面的配磨工序、以及省略了装配工艺，缩短了加工、装配时间，并且有利于保证反馈杆同轴度和总长的要求，降低了生产成本，提高生产效益。
参见图4所示；
优选的，变径部5呈圆弧形结构。
具体的，本实施例中，反馈杆主体1通过变径部5连接有支撑杆6，通过将变径部5设置成内凹的弧形结构，避免在反馈杆主体1和支撑杆6连接处产生应力集中导致反馈杆在工作过程中频繁偏转在反馈杆主体1和支撑杆6连接处断裂，进一步降低了故障率，提高了一体式反馈杆的可靠性。
参见图4所示；
优选的，支撑杆6呈圆柱体结构，支撑杆6远离变径部5端形成有连接部7，连接部7与弹簧管40压装或焊接，连接部7与支撑杆6不等径。
具体的，本实施例中，支撑杆6为圆柱体结构，其远离变径部5端设置有连接部7，连接部7的直径大于或小于支撑杆6，并且连接部7长度小于支撑杆6长度，连接部7表面精加工工艺处理后与弹簧管40压装或焊接在一起，该结构中通过连接部7与弹簧管40压装或焊接，避免了对支撑杆6整体长度进行精加工工艺处理，节约了精加工时间，提高了生产效率。
参见图4所示；
优选的，导流窗4沿偏转板3长度方向延伸、并以垂直于导流窗4宽度方向的剖切平面切开呈V型槽结构。
优选的，导流窗4的V型槽结构的窄口侧与偏转板3表面连接处形成的棱边加工有不大于R0.005mm的圆角。优选的，偏转板3与反馈杆主体1为一体结构。
具体的，本实施例中，偏转板3开设有V型槽结构的导流窗4，油液经射流盘射出，通过V型槽结构的宽口端进入、窄口端射出，通过在V型槽结构窄口端与偏转板2表面连接处加工有不大于R0.005mm的圆角，有利于保证导流窗4射流稳定不分散，进而提高电液伺服阀零位附近工作的稳定性。
在上述技术方案中，本发明提供的一种电液伺服阀反馈杆结构，工作原理；
参见图1所示；
在不考虑零偏电流的情况下，当力矩马达没有电流信号输入时，偏转板3在射流盘中间位置，射流口70喷出的油液被两个接收口60均等地接收、并在两个接收口60的槽道内形成相等的压力，阀芯处于中位，电液伺服阀无流量输出，当力矩马达接收到电流信号时，衔铁30产生力矩，该力矩时衔铁30以弹簧管中心旋转带动偏转板3运动，进而改变两个接收口60的槽道内的压力，使其中一个接收口60的槽道内的压力增大，另一个接收口60的槽道内的压力减小、形成控制压差推动阀芯100运动；
1、本发明设计的反馈杆主体，反馈杆主体通过变径部连接有支撑杆，通过将反馈杆主体、变径部、支撑杆设计成一体式结构，避免了反馈杆在工作过程中频繁偏转、以及环境温度和介质温度影响反馈杆和支撑杆之间盈量变小而导致连接失效的情况，降低了故障率、延长了反馈杆使用寿命，并且减少了支撑杆的盲孔加工和支撑杆配合面的配磨工序、以及省略了装配工艺，缩短了加工、装配时间，并且有利于保证反馈杆同轴度和总长的要求，降低了生产成本，提高了生产效益；
2、本发明设计的变径部，通过将变径部设置成弧形结构连接在反馈杆主体和支撑杆之间，避免在反馈杆主体和支撑杆连接处产生应力集中导致反馈杆在工作过程中频繁偏转在反馈杆主体和支撑杆连接处断裂，进一步降低了故障率，提高了一体式反馈杆可靠性，延长了反馈杆使用寿命。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (7)

1.一种电液伺服阀反馈杆结构，包括；
反馈杆主体(1)，其一端形成有球体(2)，另一端形成有偏转板(3)，所述偏转板(3)开设有导流窗(4)，其特征在于；
所述反馈杆主体(1)位于所述偏转板(3)端通过变径部(5)连接有支撑杆(6)，所述反馈杆主体(1)与所述变径部(5)和所述支撑杆(6)一体成型。
2.根据权利要求1所述的一种电液伺服阀反馈杆结构，其特征在于；
所述变径部(5)呈圆弧形结构。
3.根据权利要求1所述的一种电液伺服阀反馈杆结构，其特征在于；
所述支撑杆(6)呈圆柱体结构，所述支撑杆(6)远离所述变径部(5)端形成有连接部(7)与弹簧管(40)压装或焊接，所述连接部(7)与所述支撑杆(6)不等径。
4.根据权利要求3所述的一种电液伺服阀反馈杆结构，其特征在于；
所述连接部(7)的外径大于或小于所述支撑杆(6)外径，且所述连接部(7)的长度小于所述支撑杆(6)的长度。
5.根据权利要求1所述的一种电液伺服阀反馈杆结构，其特征在于；
所述导流窗(4)沿所述偏转板(3)长度方向延伸、并以垂直于所述导流窗(4)宽度方向的剖切平面切开呈V型槽结构。
6.根据权利要求5所述的一种电液伺服阀反馈杆结构，其特征在于；
所述导流窗(4)的V型槽结构的窄口侧与所述偏转板(3)表面连接处形成的棱边加工有不大于R0.005mm的圆角。
7.根据权利要求1所述的一种电液伺服阀反馈杆结构，其特征在于；
所述偏转板(3)与所述反馈杆主体(1)为一体结构。
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