專利名稱：一種高壓大流量交流伺服直驅(qū)螺紋式流量閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于液壓閥技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高壓大流量交流伺服直驅(qū)螺紋式流量閥。
背景技術(shù)：
電液伺服閥是復(fù)雜的電液兀件，在電液伺服系統(tǒng)中，作為連接電氣部分與液壓部分的橋梁，是電液伺服控制系統(tǒng)的核心部件。近年來，隨著壓鑄機等大型液壓裝備的快速發(fā)展，市場對電液伺服系統(tǒng)，特別是電液伺服閥的需求越來越大，并對其提出了更高的技術(shù)要求。目前廣泛使用的電液比例節(jié)流閥主要是帶有先導(dǎo)閥的兩級或三級噴嘴擋板閥和射流管閥，傳統(tǒng)的液壓伺服系統(tǒng)雖然性能優(yōu)良，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，且中間環(huán)節(jié)較多，降低了整體的效率，尤其是電液伺服閥對油液污染特別敏感。工作油液的污染將加快電液伺服閥的磨損并使其產(chǎn)生故障，從而導(dǎo)致電液伺服系統(tǒng)工作可靠性和性能穩(wěn)定性的降低。因此，必須強化和完善過濾技術(shù)，提高液壓油的清潔度，這樣也就提高了電液伺服系統(tǒng)的成本，這一系列缺點都是因傳統(tǒng)伺服閥的技術(shù)特點而引起的。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種高壓大流量交流伺服直驅(qū)螺紋式流量閥，能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)的簡單化與使用的高效化，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，以及在高壓、大流量等環(huán)境中的適用能力，尤其是克服了對油液污染敏感的問題。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為一種高壓大流量交流伺服直驅(qū)螺紋式流量閥，包括閥座I、端蓋2、交流伺服電機3、圓環(huán)4、諧波減速器5、聯(lián)軸器6、輸入軸7、鍵8、閥芯9、閥套10，諧波減速器5通過圓環(huán)4固定在端蓋2的內(nèi)部凸臺上，交流伺服電機3固定在端蓋2的外端面，交流伺服電機3的輸出軸與諧波減速器5的輸入端用聯(lián)軸器6連接，諧波減速器5的輸出端與輸入軸7連接，輸入軸7開有外螺紋，閥芯9開有內(nèi)螺紋，輸入軸7通過螺紋驅(qū)動閥芯9，兩個鍵8分別安裝在閥芯9兩側(cè)的鍵槽內(nèi)，閥芯9采用插裝方式插入閥套10的同時，兩個鍵8插入閥套10相應(yīng)的開槽處，閥芯9和閥套10配合處用密封圈密封，閥套10采用插裝方式插入閥座1，并在上部配合處用密封圈密封，閥套10通過端蓋2固定在閥座I內(nèi)，端蓋2采用螺紋連接與閥座I固定，端蓋2上開有泄油口，通過管路引回油箱，閥座I以插裝方式安裝于液壓系統(tǒng)。本發(fā)明具有以下有益效果I、該閥沒有使用前置液壓放大器，從而大大提高了其抗污染能力，克服了現(xiàn)有伺服閥技術(shù)中對油液污染敏感的問題。由此為用戶節(jié)省的泵站制造費用及整機調(diào)試前液壓系統(tǒng)清洗過濾費用，甚至遠(yuǎn)高于該閥本身的價格。2、克服了現(xiàn)有伺服閥整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難等問題。該閥安裝、使用簡單，反饋系數(shù)調(diào)整簡單可靠。另外，該閥整體結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，且由于交流伺服直驅(qū)閥本身控制系統(tǒng)就是一個電液伺服控制系統(tǒng)，因此可使用電液伺服系統(tǒng)設(shè)計的優(yōu)秀成果來改善閥的靜、動態(tài)性能。3、具有自診斷功能。該閥具有閥芯位置的檢測信號輸出功能，該信號是與閥芯位移成一定數(shù)值關(guān)系的脈沖信號，通過計算機可視化程序可實時監(jiān)測閥芯運動狀態(tài)。該信號無論閥在供油狀態(tài)還是在不供油狀態(tài)均可方便地測出而且差別極小，由此可診斷電液伺服系統(tǒng)中閥是否正常工作。4、克服了現(xiàn)有伺服閥在高壓大流量環(huán)境下使用困難等缺點。該閥工作壓力范圍寬、流量大，也可以在很低的供油壓力下工作，且動態(tài)性能受供油壓力影響很小。5、克服了現(xiàn)有技術(shù)中效率較低的問題，該閥運用直驅(qū)思想，減少了中間傳動環(huán)節(jié)，使得工作性能安全、穩(wěn)定、可靠，效率較高。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)示意圖。其中1為閥座；2為端蓋；3為交流伺服電機；4為圓環(huán)；5為諧波減速器；6為聯(lián)軸器；7為輸入軸；8為鍵；9為閥芯；10為閥套。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明做詳細(xì)描述。參照圖1，一種高壓大流量交流伺服直驅(qū)螺紋式流量閥，包括閥座I、端蓋2、交流伺服電機3、圓環(huán)4、諧波減速器5、聯(lián)軸器6、輸入軸7、鍵8、閥芯9、閥套10，諧波減速器5通過圓環(huán)4用螺釘固定在端蓋2的內(nèi)部凸臺上，交流伺服電機3固定在端蓋2的外端面，交流伺服電機3的輸出軸與諧波減速器5的輸入端用聯(lián)軸器6連接,諧波減速器5的輸出端與輸入軸7通過螺釘連接，輸入軸7通過螺紋驅(qū)動閥芯9，兩個鍵8分別安裝在閥芯9兩側(cè)的鍵槽內(nèi)，閥芯9采用插裝方式插入閥套10的同時，兩個鍵8插入閥套10相應(yīng)的開槽處，閥芯9和閥套10配合處用密封圈密封，閥套10采用插裝方式插入閥座1，并在上部配合處用密封圈密封，閥套10通過端蓋2固定在閥座I內(nèi)，端蓋2采用螺紋連接與閥座I固定，端蓋2上開有泄油口，通過管路引回油箱，閥座I以插裝方式安裝于液壓系統(tǒng)。參照圖2，輸入軸7開有外螺紋，閥芯9開有內(nèi)螺紋，輸入軸7通過螺紋驅(qū)動閥芯9，兩個鍵8分別安裝在閥芯9兩側(cè)的鍵槽內(nèi)，閥芯9采用插裝方式插入閥套10的同時，兩個鍵8插入閥套10相應(yīng)的開槽處，從而限制了閥芯9的旋轉(zhuǎn)運動，使其直線運動，達(dá)到了轉(zhuǎn)換運動方式的目的。本發(fā)明的工作原理為交流伺服電機3通過諧波減速器5，降低轉(zhuǎn)速，增大轉(zhuǎn)矩，達(dá)到所需的扭矩，諧波減速器5的輸出端與輸入軸7通過螺釘連接，輸入軸7通過傳動螺紋驅(qū)動閥芯9，兩個鍵8分別安裝在閥芯9兩側(cè)的鍵槽內(nèi)，閥芯9采用插裝方式插入閥套10的同時，兩個鍵8插入閥套10相應(yīng)的開槽處，從而限制閥芯9的旋轉(zhuǎn)運動，使其直線運動，這樣就實現(xiàn)了利用交流伺服電機3直接驅(qū)動閥芯9的開閉運動。閥芯9在開啟過程中，液壓力會自動推動閥芯9上移，交流伺服電機3不需要提供大的驅(qū)動力。閥芯9在關(guān)閉過程中需要克服液壓力，交流伺服電機3需要提供較大轉(zhuǎn)矩，因此，在整個工作過程中，螺紋只需要傳遞單側(cè)的驅(qū)動力，所以選用單向傳動的鋸齒形螺紋。這種螺紋兼具矩形螺紋傳動效率高及梯形螺紋壓根強度高的特點，從而保證了該交流伺服直驅(qū)式液壓閥裝置工作的高效和穩(wěn)定。交流伺服驅(qū)動器可 直接對交流伺服電機3輸出軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器反饋的角位移信號進行采樣，根據(jù)輸入軸7和閥芯9上所開螺紋的螺距可以得出閥芯9直線運動的位移量，從而構(gòu)成對閥芯9位置和速度的閉環(huán)控制系統(tǒng)。通過該交流伺服直驅(qū)螺紋式流量閥的控制系統(tǒng)控制閥芯9的位置，即可改變節(jié)流口通道的長短，從而改變局部阻力的大小，實現(xiàn)對流量的在線控制。
權(quán)利要求
1.一種高壓大流量交流伺服直驅(qū)螺紋式流量閥，包括閥座(I)、端蓋(2)、交流伺服電機⑶、圓環(huán)(4)、諧波減速器(5)、聯(lián)軸器(6)、輸入軸(7)、鍵(8)、閥芯(9)、閥套(10)，其特征在于諧波減速器(5)通過圓環(huán)⑷固定在端蓋⑵的內(nèi)部凸臺上，交流伺服電機(3)固定在端蓋(2)的外端面，交流伺服電機(3)的輸出軸與諧波減速器(5)的輸入端用聯(lián)軸器(6)連接，諧波減速器(5)的輸出端與輸入軸(7)連接，輸入軸(7)開有外螺紋，閥芯(9)開有內(nèi)螺紋，輸入軸(7)通過螺紋驅(qū)動閥芯(9)，兩個鍵(8)分別安裝在閥芯(9)兩側(cè)的鍵槽內(nèi)，閥芯(9)采用插裝方式插入閥套(10)的同時，兩個鍵⑶插入閥套(10)相應(yīng)的開槽處，閥芯(9)和閥套(10)配合處用密封圈密封，閥套(10)采用插裝方式插入閥座(1)，并在上部配合處用密封圈密封，閥套(10)通過端蓋⑵固定在閥座⑴內(nèi)，端蓋⑵采用螺紋連接與閥座(I)固定，端蓋(2)上開有泄油口，通過管路引回油箱，閥座(I)以插裝方式安裝于液壓系統(tǒng)。
全文摘要
一種高壓大流量交流伺服直驅(qū)螺紋式流量閥，用交流伺服電機通過螺紋傳動直接驅(qū)動閥芯的開閉運動，由于液壓力的存在，使得該閥在整個工作過程中，螺紋只需要傳遞單側(cè)的驅(qū)動力，選用了單向傳動的鋸齒形螺紋，該閥結(jié)構(gòu)簡單，控制精準(zhǔn)，使用方便，可直接用計算機進行數(shù)字控制，具有良好的緩沖和定位性能，可以滿足在任意點定位的要求，能實現(xiàn)通過電反饋的閉環(huán)系統(tǒng)，尤其能夠很好地處理原有伺服閥對油液污染敏感的問題，同時也克服了原有伺服閥在高壓、大流量等環(huán)境下使用困難等缺點，該閥工作壓力范圍寬、流量大，也可以在很低的供油壓力下工作，動態(tài)性能受供油壓力影響很小，且由于中間傳動環(huán)節(jié)少，能夠提高系統(tǒng)的效率。
文檔編號F15B13/02GK102635582SQ20121008415
公開日2012年8月15日 申請日期2012年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月27日
發(fā)明者張琦, 李磊, 范淑琴, 趙升噸 申請人:西安交通大學(xué)