CN112664500A - 数字液压油缸用转阀组件及相应的机械反馈数字液压油缸 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种数字液压油缸用转阀组件及相应的机械反馈数字液压油缸，数字液压油缸用转阀组件包括阀芯以及装配在阀芯外侧的阀套，阀芯为轴状回转体，从左至右依次为反馈连接端、第一配油段、第二配油段、第三配油段以及驱动连接轴，阀芯的轴向中心设置第一通道，第一配油段沿径向设置第二通道，第三配油段沿径向设置第三通道；沿轴向分布第四通道、第五通道以及第六通道，第四通道、第五通道以及第六通道分别沿阀套的径向设置，第四通道与第二通道的轴心处于同一径向平面，第五通道设置在第二配油段的外侧，第六通道与第三通道的轴心处于同一径向平面，由此可以减少油缸的能耗损失，降低油缸系统对油液清洁度及油液的粘度要求。

Description

数字液压油缸用转阀组件及相应的机械反馈数字液压油缸

技术领域

本发明属于油缸制造技术领域，尤其涉及一种数字液压油缸用转阀组件及相应的内置式和外置式机械反馈数字液压油缸。

背景技术

传统的液压油缸的速度和位置是通过比例阀或伺服阀控制电器控制的，这种控制方式具有以下不足：1)对系统压力稳定的要求极高；2)高功耗，损失的能量达到50％以上；3)对油液的清洁度要求高，抗污染能力极差；4)由于是采用模拟量控制，防电器干扰能力差。因此传统的液压油缸控制方式的稳定性较差。

数字液压油缸作为一种高精度的液压执行元件，近年来得到越来越高的关注。数字液压油缸基本组成部分包括伺服电机、控制阀、缸体和反馈机构，其中控制阀作为数字液压油缸重要的控制元件，是实现液压控制的核心组件，而控制阀的具体结构对液压油缸的运动精度、响应特性、结构尺寸和抗干扰能力具有直接影响。现有的控制阀为直线进给式，其不足在于，油压调配区间小，调压平稳性有待进一步提高。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种数字液压油缸用转阀组件及相应的内置式和外置式机械反馈数字液压油缸，本发明主旨如下：

根据本发明的一种数字液压油缸用转阀组件，包括阀芯A以及装配在阀芯A外侧的阀套B，其中阀芯A为轴状回转体，从左至右依次为反馈连接端1、第一配油段2、第二配油段3、第三配油段4以及驱动连接轴5，阀芯A的轴向中心设置第一通道A1，第一配油段2沿径向设置第二通道A2，第三配油段4沿径向设置第三通道A3，第一配油段2 与第三配油段4的外径相等，第二配油段3的外径小于第一配油段2的外径；阀套B的内径与阀芯A第一配油段2的外径相等，沿轴向分布第四通道B1、第五通道B2以及第六通道B3，其中第四通道B1、第五通道B2以及第六通道B3分别沿阀套B的径向设置，第四通道B1与第二通道A2的轴心处于同一径向平面，第五通道B2设置在第二配油段3 的外侧，第六通道B3与第三通道A3的轴心处于同一径向平面。

根据本发明的示例性实施例，所述第二通道A2的内径等于第四通道B1的内径。

根据本发明的示例性实施例，所述第三通道A3的内径等于第六通道B3的内径。

根据本发明的示例性实施例，所述第五通道B2设置在第二配油段3中部的外侧。

根据本发明的另一方面，提供了一种内置式机械反馈数字液压油缸，包括：如上所述的数字液压油缸用转阀组件、油缸C、滚珠丝杠D以及伺服电机E，其中，伺服电机E 与阀芯A连接，滚珠丝杠D与阀套B连接，滚珠丝杠D与油缸的活塞F连接。

根据本发明的示例性实施例，伺服电机E通过十字滑块联轴器G与阀芯A连接。

根据本发明的示例性实施例，油缸C的活塞F驱动阀套B以与伺服电机E相同的方向以及转速转动。

根据本发明的又一方面，提供了一种外置式机械反馈数字液压油缸，包括：如上所述的数字液压油缸用转阀组件、油缸、伺服电机J以及反馈伺服电机I，其中，伺服电机J 与阀芯A连接，阀套B与反馈伺服电机I连接。

根据本发明的示例性实施例，油缸的活塞的行程与反馈伺服电机I的转动方向以及转速相关联。

本发明通过综合结构设计，实现一种数字液压油缸用转阀组件及相应的内置式和外置式机械反馈数字液压油缸，与现有技术相比，采用圆周式配油调压，结构简单，可以减少油缸的能耗损失，降低油缸系统对油液清洁度及油液的粘度要求，提高数字油缸的抗干扰能力、定位精度和稳定性。

附图说明

图1为根据本发明实施例的数字液压油缸用转阀组件的轴向剖面结构图；

图2为根据本发明实施例的数字液压油缸用转阀组件的阀芯的轴向剖面结构图；

图3为根据本发明实施例的数字液压油缸用转阀组件的径向剖面结构图(回流)；

图4为根据本发明实施例的数字液压油缸用转阀组件的径向剖面结构图(阀口关闭)；

图5为根据本发明实施例的数字液压油缸用转阀组件的径向剖面结构图(油压最大)；

图6为根据本发明实施例的一种内置式机械反馈数字液压油缸的轴向剖面结构图；

图7为根据本发明实施例的一种外置式机械反馈数字液压油缸的轴向剖面结构图。

图中，A-阀芯，A1-第一通道，A2-第二通道，A3-第三通道，B-阀套，B1-第四通道，B2-第五通道，B3-第六通道，1-反馈连接端，2-第一配油段，3-第二配油段，4-第三配油段，5-驱动连接轴，C-油缸，D-滚珠丝杠，E-伺服电机，F-活塞，G-十字滑块联轴器，H- 反馈螺母，I-反馈伺服电机，J-伺服电机。

具体实施方式

为使本发明技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

如图1所示，一种数字液压油缸用转阀组件，包括阀芯A以及装配在阀芯A外侧的阀套B。

具体的，如图2所示，阀芯A为轴状回转体，从左至右依次为反馈连接端1、第一配油段2、第二配油段3、第三配油段4以及驱动连接轴5，阀芯A的轴向中心设置第一通道A1，第一配油段2沿径向设置第二通道A2，第三配油段4沿径向设置第三通道A3，第一配油段2与第三配油段4的外径相等，第二配油段3的外径小于第一配油段2的外径。

如图1所示，阀套B的内径与阀芯A第一配油段2的外径相等，沿轴向分布第四通道B1、第五通道B2以及第六通道B3，其中第四通道B1、第五通道B2以及第六通道B3 分别沿阀套B的径向设置，第四通道B1与第二通道A2的轴心处于同一径向平面，第五通道B2设置在第二配油段3的外侧，第六通道B3与第三通道A3的轴心处于同一径向平面。

第二通道A2的内径等于第四通道B1的内径。第三通道A3的内径等于第六通道B3的内径。第五通道B2设置在第二配油段3中部的外侧。

图6示出了一种内置式机械反馈数字液压油缸的轴向剖面结构图。如图6所示，根据本发明实施例的内置式机械反馈数字液压油缸，包括数字液压油缸用转阀组件、油缸C、滚珠丝杠D以及伺服电机E，其中，伺服电机E与阀芯A连接，滚珠丝杠D与阀套B连接，滚珠丝杠D与油缸的活塞F连接。伺服电机E通过十字滑块联轴器G与阀芯A连接。油缸C的活塞F驱动阀套B以与伺服电机E相同的方向以及转速转动。数字液压油缸用转阀组件的阀芯A通过驱动连接轴5由伺服电机E驱动，阀套B通过滚珠丝杠D由油缸 C驱动。当伺服电机E按要求的速度驱动十字滑块联轴器G从而驱动阀芯A转过一定的角度，转阀阀口打开，油压逐渐升高，控制油缸C中的活塞F前进或后退，活塞F的运动进一步推动滚珠丝杠D的反馈螺母H前进或后退，反馈螺母H的运动驱动滚珠丝杠D 的丝杆正转或反转，丝杆的转动驱动阀套B按伺服电机E的相同方向运动，使阀套B保持和伺服电机E相同的速度运行；当伺服电机E停止，油缸的活塞F运行使转阀的阀口关闭，油缸C停止运行。

具体的，如图3所示，当阀芯A第二通道A2的轴线与阀套B第四通道B1的轴线在径向平面上呈90°时，液压油通过第一通道A1回流。

如图4所示，当阀芯A第二通道A2的轴线与阀套B第四通道B1的轴线在径向平面上呈45°时，A2和B1之间的阀口关闭。

如图5所示，当阀芯A第二通道A2的轴线与阀套B第四通道B1的轴线在径向平面上呈0°时，A2和B1完全贯通，阀口最大，油压最大。

图7示出了一种外置式机械反馈数字液压油缸的轴向剖面结构图。如图7所示，根据本发明实施例的外置式机械反馈数字液压油缸，包括：数字液压油缸用转阀组件、油缸、伺服电机J以及反馈伺服电机I，其中，伺服电机J与阀芯A连接，阀套B与反馈伺服电机I连接。数字液压油缸用转阀组件不必装在油缸内，将油缸的位置传感器的位置信号按丝杆导程的概念和反馈伺服电机I相关联，阀套B由反馈伺服电机I驱动，阀芯A由伺服电机J驱动。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种数字液压油缸用转阀组件，其特征在于，所述数字液压油缸用转阀组件包括阀芯(A)以及装配在阀芯(A)外侧的阀套(B)，其中阀芯(A)为轴状回转体，从左至右依次为反馈连接端(1)、第一配油段(2)、第二配油段(3)、第三配油段(4)以及驱动连接轴(5)，阀芯(A)的轴向中心设置第一通道(A1)，第一配油段(2)沿径向设置第二通道(A2)，第三配油段(4)沿径向设置第三通道(A3)，第一配油段(2)与第三配油段(4)的外径相等，第二配油段(3)的外径小于第一配油段(2)的外径；阀套(B)的内径与阀芯(A)第一配油段(2)的外径相等，沿轴向分布第四通道(B1)、第五通道(B2)以及第六通道(B3)，其中第四通道(B1)、第五通道(B2)以及第六通道(B3)分别沿阀套(B)的径向设置，第四通道(B1)与第二通道(A2)的轴心处于同一径向平面，第五通道(B2)设置在第二配油段(3)的外侧，第六通道(B3)与第三通道(A3)的轴心处于同一径向平面。

2.根据权利要求2所述的数字液压油缸用转阀组件，其特征在于，所述第二通道(A2)的内径等于第四通道(B1)的内径。

3.根据权利要求2所述的数字液压油缸用转阀组件，其特征在于，所述第三通道(A3)的内径等于第六通道(B3)的内径。

4.根据权利要求2所述的数字液压油缸用转阀组件，其特征在于，所述第五通道(B2)设置在第二配油段(3)中部的外侧。

5.一种内置式机械反馈数字液压油缸，其特征在于，所述内置式机械反馈数字液压油缸包括：权利要求1-4任一所述的数字液压油缸用转阀组件、油缸(C)、滚珠丝杠(D)以及伺服电机(E)，其中，伺服电机(E)与阀芯(A)连接，滚珠丝杠(D)与阀套(B)连接，滚珠丝杠(D)与油缸的活塞(F)连接。

6.根据权利要求5所述的内置式机械反馈数字液压油缸，其特征在于，伺服电机(E)通过十字滑块联轴器(G)与阀芯(A)连接。

7.根据权利要求5所述的内置式机械反馈数字液压油缸，其特征在于，油缸的活塞(F)驱动阀套(B)以与伺服电机(E)相同的方向以及转速转动。

8.一种外置式机械反馈数字液压油缸，其特征在于，所述外置式机械反馈数字液压油缸包括：权利要求1-4任一所述的数字液压油缸用转阀组件、油缸、伺服电机(J)以及反馈伺服电机(I)，其中，伺服电机(J)与阀芯(A)连接，阀套(B)与反馈伺服电机(I)连接。

9.根据权利要求8所述的外置式机械反馈数字液压油缸，其特征在于，油缸的活塞的行程与反馈伺服电机(I)的转动方向以及转速相关联。

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