CN117646751A - 一种二维电液伺服阀的π轴减速传动机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种二维电液伺服阀的π轴减速传动机构，包括连接壳体，连接壳体的两侧分别连接电‑机械转换器和阀主体，连接壳体内并列设置相互独立的湿式操作腔和干式操作腔；干式操作腔内设置一级力矩放大机构，湿式操作腔内设置二级力矩放大机构，一级力矩放大机构和二级力矩放大机构相连接；所述二级力矩放大机构包括阀芯拨杆和π轴，阀芯拨杆在下端与π轴活动连接，π轴一体成型设置。本发明的传动机构相对于现有技术去除了配磨等复杂加工步骤，加工方便，且能够应用于工业生产。

Description

一种二维电液伺服阀的π轴减速传动机构

技术领域

本发明涉及电液伺服阀技术领域，具体涉及一种二维电液伺服阀的π轴减速传动机构。

背景技术

电液控制系统是一种以液压动力元件作为驱动装置的反馈控制系统，在这个系统中，位移、力等输出量能够快速而精确的复现输入量的变化规律。电液伺服阀是电液控制系统中的核心，系统中输入的电信号作用在电液伺服阀上，转换为大功率的流量或者压力信号输出，从这个角度来看，电液伺服阀不仅是信号接收元件，又是功率放大元件，还是控制和执行元件。电液伺服阀是电液伺服系统的核心元件，其性能好坏直接决定了伺服系统的功能及其相关特性能否实现。

目前的二维电液伺服阀一般通过电-机械转换器驱动传动机构，传动机构将电-机械转换器的转动进行力矩放大后传递至阀芯，阀芯转动改变高低压孔和螺旋槽的弓形间隙的大小，打破阻力半桥平衡，从而使阀芯在液压不平衡力的作用下产生轴向运动。如申请号为2023115345545的中国发明专利，公开了一种基于干湿分离传动机构的二维电液伺服阀，该二维电液伺服阀设置两组力矩放大机构，使得电-机械转换器最终输出至阀芯上的力矩为一级力矩放大机构和二级力矩放大机构放大倍数的乘积数。所述一级力矩放大机构包括电机球头和曲轴拨叉，电机球头和曲轴拨叉在生产时采用配磨的加工方式(精确控制电机球头和曲轴拨叉的配合精度和表面粗糙度，以确保一级力矩放大机构的性能和稳定性)。因此该伺服阀在工作过程中若一级力矩放大机构中的某个零件发生问题，则要将整套传动机构更换。

上述力矩放大机构中所使用的曲轴采用三段式结构，三段结构之间采用胶水粘接或过盈配合的方式连接。具有以下缺陷：1、胶水粘接的方式使得力矩放大机构寿命有限，仅能用于实验研究，无法用于工业生产。2、若采用过盈配合的连接方式，在过盈时一般采用硬压等技术方式，曲轴易变形；从而导致整套力矩放大机构的精度受到影响，工作时易卡滞。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种二维电液伺服阀的π轴减速传动机构。本发明的传动机构相对于现有技术去除了配磨等复杂加工步骤，加工方便，且能够应用于工业生产。

为解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案实现：

一种二维电液伺服阀的π轴减速传动机构，其特征在于：包括连接壳体，连接壳体内并列设置相互独立的湿式操作腔和干式操作腔；干式操作腔内设置一级力矩放大机构，湿式操作腔内设置二级力矩放大机构，一级力矩放大机构和二级力矩放大机构相连接；所述二级力矩放大机构包括阀芯拨杆和π轴，阀芯拨杆在下端与π轴活动连接，π轴一体成型设置。

进一步的：所述一级力矩放大机构包括拨叉和π轴连接拨杆，π轴连接拨杆的下部与π轴连接，π轴连接拨杆的顶部连接有第一球头，第一球头置于拨叉上部的拨叉槽内。

进一步的：所述π轴具有扇形摆动部以及扇形摆动部两侧的连接部，扇形摆动部的底部设有球头通槽，所述阀芯拨杆的下端连接有第二球头，第二球头与所述扇形摆动部的球头通槽滑动连接。

进一步的：所述连接壳体在干式操作腔的位置开设有窗口，连接壳体上设置可拆卸连接与窗口相对应的遮板。

进一步的：所述π轴的一端伸入干式操作腔内与一级力矩放大机构连接，π轴在干式操作腔的这一端上开设有两个相对设置的扳手操作孔。

进一步的：两个扳手操作孔的轴线与水平线的夹角均为12°。

进一步的：所述扇形摆动部两侧的连接部上均分别套设有密封定位结构，π轴与密封定位结构可转动连接，密封定位结构与连接壳体固定连接。

进一步的：所述密封定位结构包括塞环和轴承，塞环和轴承均套设于连接部上，塞环位于轴承的外侧，塞环上设有密封圈。

进一步的：所述球头通槽的长度与伺服阀阀芯的轴向移动的设计行程间距相匹配。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

1、本发明采用的π轴采用一体式结构，具有更易加工的优点(如线切割、车、铣等加工方式)。同时，当其中的某个零件发生损坏时，只需更换损坏的零件，无需对整个传动机构进行更换，这大大降低了维修成本和时间。

2、本发明可采用内六角扳手对π轴进行摆动操作，进而实现了阀芯的精准初始调零。这种操作方式不仅可靠，而且方便快捷，显著提高了调零操作的精度和效率。

3、本发明的一级力矩放大机构和二级力矩放大机构均对电机的输出力矩进行倍数放大，且最终输出至阀芯上的力矩为一级力矩放大机构和二级力矩放大机构放大倍数的乘积数，因此能够减小阀芯转动所需的电机输出扭矩，从而可选用小型电机，减轻二维电液伺服阀的整体重量，缩小体积，节约成本。

附图说明

图1是本发明去除遮板的外部整体示意图；

图2是本发明的典型剖面结构示意图；

图3是图2中A处的局部放大图；

图4是本发明二级力矩放大机构的结构示意图；

图5是本发明的一级力矩放大机构的结构示意图；

图6是本发明的π轴的左视图；

图7是本发明的结构示意图；

图8是本发明干式连接套的剖视图。

附图标记：1-连接壳体；2-电-机械转换器；3-阀主体；4-湿式操作腔；5-干式操作腔；6-一级力矩放大机构；7-二级力矩放大机构；8-阀芯拨杆；9-π轴；10-拨叉；11-π轴连接拨杆；12-第一球头；13-拨叉槽；14-扇形摆动部；15-连接部；16-球头通槽；17-窗口；18-遮板；19-扳手操作孔；20-塞环；21-轴承；22-密封圈；23-第二球头；24-阀芯；25-内六角扳手；26-防撞槽；27-湿式连接套；28-干式连接套；29-中间连接套；30-开口槽。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

如图1至6所示，一种二维电液伺服阀的π轴减速传动机构，包括连接壳体1，连接壳体1的两侧分别连接电-机械转换器2和阀主体3，连接壳体1内并列设置相互独立的湿式操作腔4和干式操作腔5；干式操作腔5内设置一级力矩放大机构6，湿式操作腔4内设置二级力矩放大机构7，一级力矩放大机构6和二级力矩放大机构7相连接；所述二级力矩放大机构7包括阀芯拨杆8和π轴9，阀芯拨杆8在下端与π轴9活动连接，阀芯拨杆8的上端在湿式操作腔4内与阀芯24连接，π轴9一体成型设置。

所述一级力矩放大机构6包括拨叉10和π轴连接拨杆11，π轴连接拨杆11的下部与π轴9连接，π轴连接拨杆11的顶部连接有第一球头12，第一球头12置于拨叉10上部的拨叉槽13内，拨叉10下部与电-机械转换器2连接。所述第一球头12与拨叉槽13点接触。

所述π轴9具有扇形摆动部14以及扇形摆动部14两侧的连接部15，扇形摆动部14的底部设有球头通槽16，所述阀芯拨杆8的下端连接有第二球头23，第二球头23与所述扇形摆动部14的球头通槽16滑动连接。所述第二球头23与球头通槽16两侧的槽壁点接触。本发明π轴9的扇形摆动部14和连接部15的圆心在同一轴线上，使得π轴9的加工更为方便。

本发明所述第一球头12和第二球头23均为标准件，本发明的π轴9加工时无需与第二球头23配磨，减少了加工步骤。进一步的，由于第二球头23和π轴9无需配磨，因此当其中某个零件损坏时，仅更换损坏零件即可，无需将整套传动机构进行更换。

所述连接壳体1在干式操作腔5的位置开设有窗口17，连接壳体1上设置可拆卸连接与窗口17相对应的遮板18。

所述连接壳体1包括湿式连接套27、干式连接套28以及中间连接套29，中间连接套29置于湿式连接套27和干式连接套28之间，所述湿式操作腔4处于湿式连接套27内，所述干式操作腔5处于干式连接套28内。所述湿式连接套27、干式连接套28以及中间连接套29可拆卸连接。所述干式连接套28上开设窗口17，窗口17上对应设置所述遮板18。

所述π轴9的一端伸入干式操作腔5内与一级力矩放大机构6连接，π轴9在干式操作腔5的这一端上开设有两个相对设置的扳手操作孔19，两个扳手操作孔19的轴线与水平线的夹角均为12°，从而保证π轴9可以±20°旋转，使得阀芯24也可以±4°旋转。

二维电液伺服阀的阀芯24在装配过程中时常会出现偏离旋转零位安装的情况，若超过旋转零位2.4°，整阀将无法工作。阀芯24的旋转零位偏离一般在个位数甚至分位数的度数范围内，若是直接调整阀芯24零位则要进行个位数或分位数的数值调整，不仅精度难以把控，而且也难以操作。因此本发明采用调整π轴9摆动角度的方式间接调整阀芯24零位，保证精度的同时，也更易操作。即如图7所示，两个所述扳手操作孔19上均能够插接内六角扳手25，操作人员通过控制内六角扳手25可以直接调整π轴9的零位，从而调整阀芯24的零位。

本发明二级力矩放大机构7实现了五倍数的力矩放大，即π轴9转动5°，阀芯24转动1°。因此采用调整π轴9摆动角度间接调整阀芯24零位的方式更加可靠。进一步的，本发明设置两个内六角扳手25，用于消除调整过程中的间隙，减小死区。

所述扇形摆动部14两侧的连接部15上均分别套设有密封定位结构，π轴9与密封定位结构可转动连接，密封定位结构与连接壳体1固定连接。如图8所示，所述湿式连接套27上贯通开设有开口槽30，所述密封定位结构通过开口槽30嵌设于所述湿式连接套27上。所述π轴9的一端通过开口槽30伸入干式操作腔5内与所述π轴连接拨杆11连接。通过密封定位结构能够实现开口槽30槽口处的密封，防止湿式操作腔4内的油液进入干式操作腔5内，

所述密封定位结构包括塞环20和轴承21，塞环20和轴承21均套设于连接部15上，塞环20位于轴承21的外侧，塞环20上设有密封圈22。阀主体3上开设防撞槽26，防撞槽26能够防止π轴9撞击阀主体3。二级力矩放大机构7和塞环20对防撞槽26的槽口进行密封，防撞槽26内部压力与干式操作腔5对二级力矩放大机构7的压力相平衡，能够防止一级力矩放大机构6的轴向侧向力作用于曲轴，使其发生轴向位移，产生变形。

所述球头通槽16的长度与伺服阀阀芯24的轴向移动的设计行程间距L相匹配。所述阀芯24轴向移动时，会带动阀芯拨杆8轴向移动，进而使得第二球头23在球头通槽16内轴向移动。

依据本发明的描述及附图，本领域技术人员很容易制造或使用本发明的一种二维电液伺服阀的π轴减速传动机构，并且能够产生本发明所记载的积极效果。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种二维电液伺服阀的π轴减速传动机构，其特征在于：包括连接壳体(1)，连接壳体(1)内并列设置相互独立的湿式操作腔(4)和干式操作腔(5)；干式操作腔(5)内设置一级力矩放大机构(6)，湿式操作腔(4)内设置二级力矩放大机构(7)，一级力矩放大机构(6)和二级力矩放大机构(7)相连接；所述二级力矩放大机构(7)包括阀芯拨杆(8)和π轴(9)，阀芯拨杆(8)在下端与π轴(9)活动连接，π轴(9)一体成型设置。

2.根据权利要求1所述的一种二维电液伺服阀的π轴减速传动机构，其特征在于：所述一级力矩放大机构(6)包括拨叉(10)和π轴连接拨杆(11)，π轴连接拨杆(11)的下部与π轴(9)连接，π轴连接拨杆(11)的顶部连接有第一球头(12)，第一球头(12)置于拨叉(10)上部的拨叉槽(13)内。

3.根据权利要求1所述的一种二维电液伺服阀的π轴减速传动机构，其特征在于：所述π轴(9)具有扇形摆动部(14)以及扇形摆动部(14)两侧的连接部(15)，扇形摆动部(14)的底部设有球头通槽(16)，所述阀芯拨杆(8)的下端连接有第二球头(23)，第二球头(23)与所述扇形摆动部(14)的球头通槽(16)滑动连接。

4.根据权利要求1所述的一种二维电液伺服阀的π轴减速传动机构，其特征在于：所述连接壳体(1)在干式操作腔(5)的位置开设有窗口(17)，连接壳体(1)上设置可拆卸连接与窗口(17)相对应的遮板(18)。

5.根据权利要求1所述的一种二维电液伺服阀的π轴减速传动机构，其特征在于：所述π轴(9)的一端伸入干式操作腔(5)内与一级力矩放大机构(6)连接，π轴(9)在干式操作腔(5)的这一端上开设有两个相对设置的扳手操作孔(19)。

6.根据权利要求5所述的一种二维电液伺服阀的π轴减速传动机构，其特征在于：两个扳手操作孔(19)的轴线与水平线的夹角均为12°。

7.根据权利要求3所述的一种二维电液伺服阀的π轴减速传动机构，其特征在于：所述扇形摆动部(14)两侧的连接部(15)上均分别套设有密封定位结构，π轴(9)与密封定位结构可转动连接，密封定位结构与连接壳体(1)固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种二维电液伺服阀的π轴减速传动机构，其特征在于：所述密封定位结构包括塞环(20)和轴承(21)，塞环(20)和轴承(21)均套设于连接部(15)上，塞环(20)位于轴承(21)的外侧，塞环(20)上设有密封圈(22)。

9.根据权利要求3所述的一种二维电液伺服阀的π轴减速传动机构，其特征在于：所述球头通槽(16)的长度与伺服阀阀芯(24)的轴向移动的设计行程间距相匹配。