專利名稱：一種數(shù)字輸入式電液伺服閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種電液伺服閥。尤其涉及一種數(shù)字輸入式電液伺服閥。
背景技術(shù)：
電液伺服閥是液壓控制系統(tǒng)的核心元件，在工業(yè)上有著廣泛應(yīng)用，它能將小功率的電能輸入轉(zhuǎn)化為大功率的液壓輸出，對設(shè)備進行精確控制。電液伺服閥與伺服控制器、檢測元件、執(zhí)行機構(gòu)、指令元件配合使用，能組成不同的開環(huán)或閉環(huán)控制系統(tǒng)，如位置控制系統(tǒng)、力控制系統(tǒng)、速度控制系統(tǒng)等。電液伺服閥一般可分為噴嘴擋板式和滑閥式電液伺服閥，滑閥式電液伺服閥又可分為單級滑閥和二級滑閥電液伺服閥。
目前，二級滑閥電液伺服閥通常采用二個固定節(jié)流孔和二個可變節(jié)流口組成全橋，對主閥芯位置進行控制(孫文質(zhì).液壓控制系統(tǒng).北京.北京國防工業(yè)出版社，1985年)，因液壓系統(tǒng)阻尼小，閥的動態(tài)特性較差；另外其固定節(jié)流孔的尺寸較小，容易被液壓油內(nèi)污染物堵塞。所以，電液伺服系統(tǒng)的故障70％以上為伺服閥污染問題所引起，導(dǎo)致伺服閥失效，使其控制精度和可靠性降低，應(yīng)用受到局限性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是在二級滑閥電液伺服閥的基礎(chǔ)上，提供一種集成度高、控制精度高、響應(yīng)快、抗污染能力強的數(shù)字輸入式電液伺服閥。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是在閥蓋的上端設(shè)置有信號輸入插座，信號輸入插座與安裝在閥蓋內(nèi)的嵌入式數(shù)字伺服放大器連接，嵌入式數(shù)字伺服放大器與閥線圈連接。在閥體內(nèi)裝有主閥芯，主閥芯內(nèi)裝有先導(dǎo)閥芯，先導(dǎo)閥芯的上端與閥線圈固定安裝在一起，在閥線圈下部設(shè)置有磁鋼，在閥線圈的上下設(shè)有復(fù)位彈簧。
四個固定節(jié)流孔呈U形串聯(lián)布置，兩個第一固定節(jié)流孔加工在主閥芯的中部，兩個第二固定節(jié)流孔加工在主閥芯的上部，將一個第一固定節(jié)流孔與一個第二固定節(jié)流孔連通，再與一個可變節(jié)流口相通，將另一個第一固定節(jié)流孔與另一個第二固定節(jié)流孔連通，再與另一個可變節(jié)流口相通。四個固定節(jié)流孔直徑為1～1.2mm。
所述的兩個第一固定節(jié)流孔分別加工在主閥芯的P口徑向位置上，兩個第二固定節(jié)流孔分別加工在主閥芯與先導(dǎo)閥芯凸肩對應(yīng)的內(nèi)側(cè)徑向位置上；兩個第一固定節(jié)流孔與兩個第二固定節(jié)流孔的油道距離為45～50mm。
所述的嵌入式數(shù)字伺服放大器是將微處理器、單片機、通訊模塊、伺服放大器、增壓電路集成在控制板內(nèi)。伺服放大器與微處理器連接、微處理器與單片機連接、單片機與通訊模塊連接，增壓電路與伺服放大器連接；微處理器和通訊模塊分別與信號輸入插座連接，伺服放大器與閥線圈連接。閥線圈的骨架外鍍有一層帶狀銅環(huán)，形成電渦流阻尼環(huán)。
由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有集成度高、控制精度高、響應(yīng)快、抗污染能力強的優(yōu)點，具體表現(xiàn)在1、本發(fā)明設(shè)置有嵌入式數(shù)字伺服放大器，與電液伺服閥實現(xiàn)了一體化。該嵌入式數(shù)字伺服放大器能對閥的故障進行在線自診斷，并可通過現(xiàn)場總線技術(shù)實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和報警。
2、本發(fā)明從結(jié)構(gòu)上將一個小直徑固定節(jié)流孔改為二個較大直徑的固定節(jié)流孔，可將可變節(jié)流口壓差顯著減小，孔徑由原來的0.7mm擴大至1～1.2mm，抗污染能力得到了極大的提高，過濾精度僅需10～20μm。另外，選擇固定節(jié)流孔的油道距離為45～50mm，有效防止了射流對流態(tài)和節(jié)流效果的影響，使控制效果得到優(yōu)化、伺服閥滯環(huán)小于3％、零偏小于1％。
3、本發(fā)明在閥線圈的骨架外鍍有一層帶狀銅環(huán)，可產(chǎn)生獨立的電渦流式阻尼環(huán)，獲得了最佳阻尼參數(shù)，使其阻尼系數(shù)達(dá)到0.7左右。
四

圖1是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中主閥芯[7]的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖1中嵌入式數(shù)字伺服放大器[2]的結(jié)構(gòu)示意圖；五具體實施方式
下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明作進一步描述圖1是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，在本裝置閥蓋[19]的上端設(shè)置有信號輸入插座[1]，信號輸入插座[1]與安裝在閥蓋[19]內(nèi)的嵌入式數(shù)字伺服放大器[2]連接，嵌入式數(shù)字伺服放大器[2]與閥線圈[4]連接，嵌入式數(shù)字伺服放大器[2]可對本裝置的故障進行在線自診斷，并可通過現(xiàn)場總線技術(shù)實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和報警。
在閥體[16]內(nèi)裝有主閥芯[7]，主閥芯[7]內(nèi)裝有先導(dǎo)閥芯[11]，可以形成機械位置反饋。先導(dǎo)閥芯[11]的上端與閥線圈[4]固定安裝在一起，先導(dǎo)閥芯[11]的頂端與零位調(diào)節(jié)旋鈕[3]螺紋連接。在閥線圈[4]下部設(shè)置有磁鋼[6]，在閥線圈[4]的上下設(shè)有復(fù)位彈簧[18]，在磁鋼[6]的磁場作用下，通電閥線圈[4]產(chǎn)生推力驅(qū)動先導(dǎo)閥芯[11]產(chǎn)生軸向位移。
為防止射流對流態(tài)和節(jié)流效果的影響，本裝置如圖2所示，采用四個固定節(jié)流孔[14]、[15]、[9]、[13]呈U形串聯(lián)布置，兩個第一固定節(jié)流孔[14]、[15]加工在主閥芯[7]的中部，兩個第二固定節(jié)流孔[9]、[13]加工在主閥芯[7]的上部，將第一固定節(jié)流孔[14]與第二固定節(jié)流孔[9]連通，再與可變節(jié)流口[10]相通；將第一固定節(jié)流孔[15]與第二固定節(jié)流孔[13]連通，再與可變節(jié)流口[12]相通。U形4孔串聯(lián)布置可以將可變節(jié)流口[10]、[12]壓差顯著減小。
兩個第一固定節(jié)流孔[14]和[15]分別加工在主閥芯[7]的P口徑向位置上，兩個第二固定節(jié)流孔[9]和[13]分別加工在主閥芯[7]與先導(dǎo)閥芯[11]凸肩對應(yīng)的內(nèi)側(cè)徑向位置上。第一固定節(jié)流孔[14]、[15]與第二固定節(jié)流孔[9]、[13]的油道距離為45～50mm。
為了增加先導(dǎo)級液阻，四個固定節(jié)流孔[14]、[15]、[9]、[13]直徑擴大為1～1.2mm，同時可增強抗污染能力。
本裝置的嵌入式數(shù)字伺服放大器[2]如圖3所示，將微處理器[24]、單片機[21]、通訊模塊[22]、伺服放大器[25]、增壓電路[20]集成在控制板[23]內(nèi)。伺服放大器[25]與微處理器[24]連接、微處理器[24]與單片機[21]連接、單片機[21]與通訊模塊[22]連接，增壓電路[20]與伺服放大器[25]連接；微處理器[24]和通訊模塊[22]分別與信號輸入插座[1]連接，伺服放大器[25]與閥線圈[4]連接。
在嵌入式數(shù)字伺服放大器[2]中增設(shè)了增壓電路[20]，可大大減小閥線圈[4]電阻和閥線圈[4]電感組成的慣性環(huán)節(jié)的影響，展寬伺服放大器[25]的頻帶。
另外，在閥線圈[4]的骨架外鍍有一層帶狀銅環(huán)[5]，可形成電渦流阻尼環(huán)，能提高先導(dǎo)閥芯[11]的阻尼，使本裝置先導(dǎo)級的阻尼系數(shù)達(dá)到0.7左右，動態(tài)穩(wěn)定性明顯提高。
本裝置的工作原理是控制數(shù)字信號從信號輸入插座[1]送到嵌入式數(shù)字伺服放大器[2]，通過運算后產(chǎn)生相應(yīng)的控制電流輸送到閥線圈[4]，在磁鋼[6]的磁場作用下，通電閥線圈[4]產(chǎn)生推力驅(qū)動先導(dǎo)閥芯[11]產(chǎn)生軸向位移，使可變節(jié)流口[10]和[12]的節(jié)流面積發(fā)生改變，液阻不對稱；同時先導(dǎo)控制油通過主閥芯[7]上第一固定定節(jié)流孔[14]、[15]和第二級固定節(jié)流孔[9]、[13]，經(jīng)可變節(jié)流口[10]和[12]流回低壓口T，構(gòu)成U形全橋控制油路?？勺児?jié)流口[10]和[12]的節(jié)流面積發(fā)生改變，液阻不對稱，導(dǎo)致U形全橋不平衡，從而引起兩側(cè)先導(dǎo)控制油壓力不等。先導(dǎo)控制油再經(jīng)控制油道[8]和[17]進入主閥芯[7]兩端，使主閥芯[7]軸向受力不平衡，產(chǎn)生軸向移動，使主閥芯[7]的閥口改變，從而控制主油路流量改變。當(dāng)主閥芯[7]軸向位移與先導(dǎo)閥芯[11]軸向位移相等后，可變節(jié)流口[10]和[12]的節(jié)流面積又相等了，液阻對稱，U形全橋平衡，兩側(cè)先導(dǎo)控制油壓力相等，主閥芯[7]軸向受力恢復(fù)平衡，軸向運動停止，主閥芯[7]的閥口開度保持不變，主油路流量也保持不變。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字輸入式電液伺服閥，其特征在于在閥蓋[19]的上端設(shè)置有信號輸入插座[1]，信號輸入插座[1]與安裝在閥蓋[19]內(nèi)的嵌入式數(shù)字伺服放大器[2]連接，嵌入式數(shù)字伺服放大器[2]與閥線圈[4]連接，在閥體[16]內(nèi)裝有主閥芯[7]，主閥芯[7]內(nèi)裝有先導(dǎo)閥芯[11]，先導(dǎo)閥芯[11]的上端與閥線圈[4]固定安裝在一起，在閥線圈[4]下部設(shè)置有磁鋼[6]，在閥線圈[4]的上下設(shè)有復(fù)位彈簧[18]；四個固定節(jié)流孔[14]、[15]、[9]、[13]呈U形串聯(lián)布置，兩個第一固定節(jié)流孔[14]、[15]加工在主閥芯[7]的中部，兩個第二固定節(jié)流孔[9]、[13]加工在主閥芯[7]的上部，將第一固定節(jié)流孔[14]與第二固定節(jié)流孔[9]連通，再與可變節(jié)流口[10]相通；將第一固定節(jié)流孔[15]與第二固定節(jié)流孔[13]連通，再與可變節(jié)流口[12]相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字輸入式電液伺服閥，其特征在于所述的兩個第一固定節(jié)流孔[14]和[15]分別加工在主閥芯[7]的P口徑向位置上，兩個第二固定節(jié)流孔[9]和[13]分別加工在主閥芯[7]與先導(dǎo)閥芯[11]凸肩對應(yīng)的內(nèi)側(cè)徑向位置上；兩個第一固定節(jié)流孔[14]、[15]與兩個第二固定節(jié)流孔[9]、[13]的油道距離為45～50mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2項所述的數(shù)字輸入式電液伺服閥，其特征在于所述的固定節(jié)流孔[14]、[15]、[9]、[13]直徑為1～1.2mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字輸入式電液伺服閥，其特征在于所述的嵌入式數(shù)字伺服放大器[2]是將微處理器[24]、單片機[21]、通訊模塊[22]、伺服放大器[25]、增壓電路[20]、集成在控制板[23]內(nèi)；伺服放大器[25]與微處理器[24]連接、微處理器[24]與單片機[21]連接、單片機[21]與通訊模塊[22]連接，增壓電路[20]與伺服放大器[25]連接；微處理器[24]和通訊模塊[22]分別與信號輸入插座[1]連接，伺服放大器[25]與閥線圈[4]連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字輸入式電液伺服閥，其特征在于所述的閥線圈[4]的骨架外鍍有一層帶狀銅環(huán)[5]。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種數(shù)字輸入式電液伺服閥。其技術(shù)方案是在閥蓋[19]的上端設(shè)置有信號輸入插座[1]，信號輸入插座[1]與安裝在閥蓋[19]內(nèi)的嵌入式數(shù)字伺服放大器[2]連接，嵌入式數(shù)字伺服放大器[2]與閥線圈[4]連接，在閥體[16]內(nèi)裝有主閥芯[7]，主閥芯[7]內(nèi)裝有先導(dǎo)閥芯[11]，先導(dǎo)閥芯[11]的上端與閥線圈[4]固定安裝在一起，在閥線圈[4]下部設(shè)置有磁鋼[6]，在閥線圈[4]的上下設(shè)有復(fù)位彈簧[18]。四個固定節(jié)流孔[14]、[15]、[9]、[13]呈U形串聯(lián)布置，直徑為1～1.2mm。兩個第一固定節(jié)流孔[14]、[15]與兩個第二固定節(jié)流孔[9]、[13]的油道距離為45～50mm。本發(fā)明具有集成度高、控制精度高、響應(yīng)快、抗污染能力強的優(yōu)點。
文檔編號F15B13/00GK1752465SQ20051001972
公開日2006年3月29日 申請日期2005年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月3日
發(fā)明者陳奎生, 陳新元, 曾良才, 傅連東, 李良, 李宜霞, 李遠(yuǎn)慧, 易建剛, 湛從昌, 容芷君 申請人:武漢科技大學(xué)