CN201636110U - 轧机压下系统专用三通电液伺服阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及轧机压下系统专用三通电液伺服阀，主要由主阀、射流管先导级和检测反馈装置组成，其中：主阀采用带阀套的四台阶三通滑阀，由射流管式先导级驱动，阀芯端部装有位移传感器，阀芯的位置由控制电路及位移传感器信号反馈来实现闭环控制；射流管先导级主要由力矩马达、射流管和接收器组成，力矩马达装在主阀的上盖中，采用干式永磁结构，射流管装在中间阀块中，接收器的两腔经主阀阀体油路通往主阀芯的两端。本实用新型具有结构简单、加工成本低、实用性强和性能优异等优点，可运用于轧制过程中所需要的高分辨率和高动态响应的压下或压上高压伺服系统中。

Description

轧机压下系统专用三通电液伺服阀

技术领域

本实用新型涉及阀领域，具体涉及一种轧机压下系统专用三通电液伺服阀。

背景技术

在轧机液压压下/上高压伺服系统中，常将标准四通电液伺服阀堵上一个工作油口，只用伺服阀的一个控制腔来控制压下/上缸，即将四通伺服阀作三通伺服阀使用。标准四通电液伺服阀的主滑阀是对称匹配的，阀芯需经轴向和径向精密配磨；而在轧机液压压下系统中只用到伺服阀两个控制腔中的一个，造成极大浪费。为适应液压压下/上系统的负载工况，将标准四通电液伺服阀用作三通阀，精密加工了伺服阀的多余控制腔，加工成本高且浪费阀的控制能力，从制造和使用上来说都是昂贵的。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种轧机压下系统专用三通电液伺服阀，以克服目前普遍将四通伺服阀作三通伺服阀使用的缺陷。

本实用新型解决其技术问题采用以下的技术方案：

本实用新型提供的轧机压下系统专用三通电液伺服阀，主要由主阀、射流管先导级和检测反馈装置组成，其中：主阀由射流管式先导级驱动，阀芯端部装有位移传感器，阀芯的位置由控制电路及位移传感器信号反馈来实现闭环控制；射流管先导级主要由力矩马达、射流管组件和接收器组成，力矩马达装在主阀的上盖中，采用干式永磁结构，射流管装在中间阀块中，接收器的两腔经主阀阀体油路通往主阀芯的两端；主阀采用带阀套的四台阶三通滑阀。

本实用新型与现有技术相比，具有以下的主要优点：

其一.结构简单，加工成本低：

能够直接满足轧机液压压下/上系统的工况需要，比标准电液伺服阀减少一个控制腔，主阀芯轴向精密配磨尺寸比四通伺服阀减少4个，降低了加工成本。轧机每机架需至少两台此类型电液伺服阀，而每台三通电液伺服阀的成本只为同流量四通伺服阀的四分之三左右。

其二.实用性强：

由于选用射流管式先导级控制，第二级使用四台阶滑阀式，采用电反馈以提高频响，因此可用于轧机压下/上电液位置、压力和力控制系统中，高响应性能易于保证。

其三.性能优异：

选用射流管式先导级以提供优良的抗污染特性，电反馈以提高频响，四台阶三通滑阀使得主阀芯导向性好而不易卡阻。同时，本三通电液伺服阀的频响在20Hz内幅频特性平直，且相位滞后小；幅频特性无超调；幅、相频宽大于90Hz。

附图说明

图1是本实用新型提供的轧机压下系统专用三通电液伺服阀的结构示意图。

图中：1.中间阀块；2.上盖；3.外壳；4.力矩马达；5.射流管组件；6.接收器；7.阀套；8.先导阀电插座；9.位移传感器；10.电路板；11.阀体。

具体实施方式

本实用新型提供的轧机压下系统专用三通电液伺服阀(以下简称三通电液伺服阀)，适用于具有高动态响应要求的轧机压下/上辊缝位置、轧制压力或轧制力控制系统。

三通电液伺服阀的结构如图1所示，主要由主阀、射流管先导级和检测反馈装置等组成，其中：主阀选用带阀套7的四台阶三通滑阀，并由射流管式先导级驱动，以适应轧机工况需求并使得主阀芯导向性好而不易卡阻；应用射流管式先导级控制，使此三通伺服阀抗污染性好；主阀芯(以下简称阀芯)的位置控制由控制电路(内置控制器)及主阀芯所带位移传感器信号反馈来实现闭环控制，也就是说阀芯的位移由其端部的位移传感器9测得，并反馈至内置控制器中。射流管先导级主要由力矩马达4、射流管组件5和接收器6组成。

所述的四台阶三通滑阀为本实用新型的重要部件，其结构如图1所示：阀体11的结构为带阀芯及阀套7的三通两级伺服阀主阀体，阀芯与阀套经精密配磨装在阀体11中，阀芯端部安装位移传感器9。功率级仅有一个控制腔，直接满足轧机压下系统的工况需求，比目前使用的四通标准伺服阀减少了精密配磨加工尺寸。阀芯的四个台阶中，中间的两个台阶内侧分别为供油和回油锐边，中间轴段通工作油口，两端的台阶主要用作导向。

所述的内置控制器装在电路板10上，该控制器为现有技术，主要由前置放大电路、功率放大电路、调节器和调零电路组成。电路板10通过螺钉装在阀体11的外壳内。

所述力矩马达4采用干式永磁结构，为市售产品，例如磁钢LNGT56。该力矩马达装在上盖2中，用于驱动射流管组件5中的衔铁，弹簧管支撑着衔铁、射流管，并使力矩马达与液压部分隔离。上盖2位于的外壳3内。

所述射流管组件5为市售产品，例如中船重工704所和上海诺玛液压系统有限公司提供的Φ220～Φ450mm射流管，其包括射流管、弹簧管和衔铁。射流管采用能高速射流(高达150m/s)的喷嘴，其装在中间阀块1中，距离阀块中的接收器0.4～0.5mm。接收器的两腔经阀体油路通往阀芯的两端。高接受效率的射流管先导级，具有很高的无阻尼自然频率，且不会产生满舵失效现象；射流放大器没有压力负反馈作用，压力效率和容积效率较高，推动阀芯力较大，提高了阀芯的位置重复精度；射流管先导级低压工作性能优良，甚至可以在0.5MPa供油条件下正常工作。

本实用新型采用的射流管先导级具有很高的无阻尼自然频率，且不会产生满舵失效现象。该射流管先导级中，其射流放大器没有压力负反馈作用，压力效率和容积效率较高，推动阀芯力较大，提高了阀芯的位置重复精度；射流管先导级低压工作性能优良，可以在0.5～1MPa供油条件下正常工作。

图1中：外壳3为先导级的保护罩。先导阀电插座8装在主阀体11端部壳体上，其为三通伺服阀的电气接口。

本实用新型采用超大流量阀体流道设计，先导级控制油外控、外泄可进行选择；主阀芯的驱动面积小使得阀具有高的动态响应，较小的先导级流量也可驱动阀芯迅速响应。可运用于轧制过程中所需要的高分辨率和高动态响应的压下或压上高压伺服系统中。

所谓压下或压上高压伺服系统是指以高压油液为介质、以压下/上缸为执行机构来控制轧制产品纵向厚差的自动控制系统。

下面简述本实用新型的工作过程。

当力矩马达的线圈有电流通过时，产生的电磁力使射流管喷嘴偏离零位。大部分油液集中射向一侧的接收器，因而在接收器两个控制口产生压力差，该压差推动主阀芯移动进而形成先导流量。三通电液伺服阀的实际输出流量与输入的指令电信号和阀的压降有关。当三通电液伺服阀开口度一定时，负载流量与阀锐边节流口前后压降的平方根成正比。

给三通电液伺服阀的集成式控制放大器输入一个与阀期望流量成正比的指令信号来驱动先导级；射流管偏转并在阀芯驱动面积两端产生压差驱动阀芯移动。位移传感器9测得阀芯的实际位移，并反馈到控制放大器与指令信号比较；基于偏差信号，控制放大器驱动力矩马达4，直至偏差为零，并达到与指令信号成正比的阀芯位移。图1中阀芯右移时，供油压力P通向工作油口A，而泄油口T被遮盖与工作油口A不连通，应用于轧机压下/上的轧制压紧或施力工况；阀芯左移时，供油压力P被遮盖与工作油口A不连通，而工作油口A通向泄油口T，此时应用于轧机压下/上的辊缝打开或减小力的工况。

Claims (3)

1.一种轧机压下系统专用三通电液伺服阀，其特征是主要由主阀、射流管先导级和检测反馈装置组成，其中：主阀由射流管式先导级驱动，阀芯端部装有位移传感器，阀芯的位置由控制电路及位移传感器信号反馈来实现闭环控制；射流管先导级主要由力矩马达、射流管组件和接收器组成，力矩马达装在主阀的上盖中，采用干式永磁结构，射流管装在中间阀块中，接收器的两腔经主阀阀体油路通往主阀芯的两端；主阀采用带阀套的四台阶三通滑阀。

2.根据权利要求1所述的轧机压下系统专用三通电液伺服阀，其特征在于所述射流管装在中间阀块中，该射流管与中间阀块中的接收器的距离为0.4～0.5mm。

3.根据权利要求1所述的轧机压下系统专用三通电液伺服阀，其特征在于所述四台阶三通滑阀，其阀体结构为带阀芯、阀套的三通两级伺服阀；功率级设有一个控制腔，直接满足轧机压下系统的工况需求；阀芯的四个台阶中，中间的两个台阶内侧分别为供油和回油锐边，中间轴段通工作油口，两端的台阶主要用作导向。

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