一種交流伺服電機驅(qū)動的液壓流量和方向復(fù)合控制閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明涉及一種交流伺服電機驅(qū)動的液壓流量和方向復(fù)合控制閥。
【背景技術(shù)】：
[0002] 流量控制閥和方向控制閥在普通液壓系統(tǒng)中是兩種獨立的控制元件。僅在電液伺 服和電液比例控制系統(tǒng)中采用流量和方向復(fù)合閥。但電液比例閥或伺服閥，僅能接受連續(xù) 變化的電壓或電流信號控制。當(dāng)應(yīng)用計算機對電液系統(tǒng)進(jìn)行控制時，必須使用D/A轉(zhuǎn)換裝 置，致使系統(tǒng)變得復(fù)雜，提高了成本，降低了可靠性。
[0003]數(shù)字式電液控制閥直接接收數(shù)字信號，無需D/A轉(zhuǎn)換，具有結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、 抗干擾與污染能力強、重復(fù)性好、工作穩(wěn)定可靠、功耗小等優(yōu)點，因此已成為液壓技術(shù)的一 個廣為關(guān)注的研宄熱點。目前國內(nèi)外電液數(shù)字閥的發(fā)展仍較慢，可供選擇種類不多。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004] 本發(fā)明為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題而提供一種交流伺服電機驅(qū)動的液 壓流量和方向復(fù)合控制閥。
[0005] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案有：
[0006] 一種交流伺服電機驅(qū)動的液壓流量和方向復(fù)合控制閥，包括微處理單元、轉(zhuǎn)角傳 感器、閥體、端蓋、油咀、驅(qū)動器、交流伺服電機和圓柱形閥芯，所述閥芯轉(zhuǎn)動設(shè)置在閥體內(nèi)， 端蓋設(shè)置在閥體左右兩側(cè)，交流伺服電機的輸出軸與閥芯相連，微處理單元、轉(zhuǎn)角傳感器和 驅(qū)動器設(shè)置在閥體上，轉(zhuǎn)角傳感器的檢測信號反饋輸入至微處理單元，微處理單元的輸出 端與驅(qū)動器輸入端相連，驅(qū)動器的信號輸出端與交流伺服電機的相連，閥體上設(shè)有與油泵、 油箱、液壓執(zhí)行元件進(jìn)、回油口相連接的P油口、T油口、A油口和B油口，油咀對應(yīng)連接在 閥體上所述油口內(nèi)；所述閥芯上設(shè)有第一組扇形油槽、第二組扇形油槽以及連通所述兩組 扇形油槽的軸向流道x、y，第一組扇形油槽與P油口和T油口相連通；第二組扇形油槽與A 油口和B油口相連通，所述復(fù)合控制閥在處于閉合狀態(tài)時，P油口、T油口、A油口和B油口 互不連通；當(dāng)閥芯在閥體順時針旋轉(zhuǎn)時，P油口通過流道x和B油口連通，A油口通過流道y 和T油口連通；當(dāng)閥芯在閥體逆時針旋轉(zhuǎn)時，P油口通過流道y和A油口連通，B油口通過 流道x和T油口連通。
[0007] 本發(fā)明的進(jìn)一步設(shè)計在于：
[0008] 所述第一組扇形油槽包括兩條相同的第一、二變截面扇形油槽，兩條相同的第一、 二等截面扇形油槽，短油孔e、f和長油孔m、n ;所述長油孔n和短油孔e相連通，長油孔m 和短油孔f相連通，第一變截面扇形油槽通過長油孔n和短油孔e與第二等截面扇形油槽 相連通，第二變截面扇形油槽通過長油孔m和短油孔f?與第一等截面扇形油槽相連通，長油 孔m、n分別對應(yīng)與流道x和流道y相連通。
[0009]所述第一變截面扇形油槽、第二變截面扇形油槽、第一等截面扇形油槽和第二等 截面扇形油槽沿閥芯軸線方向環(huán)形對稱設(shè)置。
[0010] 所述第二組扇形油槽包含四條相同第三、四、五、六等截面扇形油槽，短油孔h、g 和長油孔u、k ;所述長油孔U和短油孔h相連通，長油孔k和短油孔g相連通，第三等截面 扇形油槽通過短油孔g和長油孔k與第四等截面扇形油槽相連通，第五等截面扇形油槽過 短油孔h和長油孔u與第六等截面扇形油槽相連通，長油孔u、k分別對應(yīng)與流道x和軸向 流道y相連通。
[0011] 所述第三等截面扇形油槽、第四等截面扇形油槽、第五等截面扇形油槽和第六等 截面扇形油槽沿閥芯軸線方向環(huán)形對稱設(shè)置。
[0012] 所述第一組扇形油槽中的第一變截面扇形油槽和第二變截面扇形油槽對稱設(shè)置 于閥體上P油口兩側(cè)，第一變截面扇形油槽和第二變截面扇形油槽沿閥芯圓周方向展開后 為截面腰形狀的槽，且該腰形狀槽的兩側(cè)邊之間距離朝P油口方向逐漸變大。
[0013] 本發(fā)明具有如下有益效果：
[0014] (1)本發(fā)明能夠同時實現(xiàn)閥體的流量和方向的復(fù)合控制，結(jié)構(gòu)簡單、使用方便。
[0015] (2)本發(fā)明采用交流伺服電機直接驅(qū)動閥芯旋轉(zhuǎn)，消除了由于傳動機構(gòu)造成的閥 的輸出死區(qū)以及慣性滯后，提高了流量控制的線性度和動態(tài)響應(yīng)速度。
[0016] (3)本發(fā)明能夠直接接收數(shù)字信號，用于計算機控制的液壓系統(tǒng)，便于實現(xiàn)本發(fā)明 裝置的自動化管理。
[0017] (4)本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對液壓執(zhí)行元件進(jìn)油腔和回油腔的雙向流量控制。
【附圖說明】：
[0018] 圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 圖2為圖1中第一組扇形油槽與第二組扇形油槽的剖視結(jié)構(gòu)圖。
[0020] 圖3為圖2中閥芯在閥體內(nèi)順時針轉(zhuǎn)動后結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖4為圖2中閥芯在閥體內(nèi)逆時針轉(zhuǎn)動后結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 圖5為圖2中流道x、y的剖視結(jié)構(gòu)圖。
[0023] 圖6為圖1中第一組扇形油槽與第二組扇形油槽在沿閥芯圓周方向展開后的結(jié)構(gòu) 圖。
[0024]圖7為本發(fā)明中第一變截面扇形油槽的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025] 圖8為本發(fā)明中定位機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 其中
[0027] 1、防護罩；2、微處理單元；3、轉(zhuǎn)角傳感器；4、左端蓋；5、定位機構(gòu)；6、閥芯7、閥 體；8、油咀；9、右端蓋；10、軸承；11、驅(qū)動器；12、交流伺服電機；13、預(yù)緊螺母；14、彈簧； 15、定位鋼球；16、V型槽；61、第一組扇形油槽；62、第二組扇形油槽；63、第一變截面扇形油 槽；64、第二變截面扇形油槽；65、第一等截面扇形油槽；66、第二等截面扇形油槽；67、第三 等截面扇形油槽；68、第四等截面扇形油槽；69、第五等截面扇形油槽；70、第六等截面扇形 油槽。
【具體實施方式】：
[0028] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0029] 請參照圖1，本發(fā)明一種交流伺服電機驅(qū)動的液壓流量和方向復(fù)合控制閥，包括閥 體7和圓柱形閥芯6,閥芯6通過軸承10設(shè)置在閥體7內(nèi)轉(zhuǎn)動，在閥體7左右兩側(cè)分別設(shè) 有左端蓋4和右端蓋9,在閥體7右側(cè)設(shè)有一交流伺服電機12,該交流伺服電機12的輸出 軸與閥芯6固定連接。本發(fā)明為了實現(xiàn)對控制閥自動化控制，在閥體7上設(shè)有微處理單元 2、轉(zhuǎn)角傳感器3和驅(qū)動器11，其中微處理單元2和轉(zhuǎn)角傳感器3通過防護罩1設(shè)置在閥體 7左側(cè)。轉(zhuǎn)角傳感器3的檢測信號反饋輸入至微處理單元2,微處理單元2的輸出端與驅(qū)動 器11輸入端相連，驅(qū)動器11的信號輸出端與交流伺服電機12的相連。改變液壓系統(tǒng)流 量或液流方向的控制指令可以直接由微處理單元2,或由控制系統(tǒng)上位機通過微處理單元 2間接向驅(qū)動器11發(fā)出，由驅(qū)動器11控制交流伺服電機12按要求的轉(zhuǎn)動角度或方向驅(qū)動 閥芯6旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)角傳感器3檢測閥芯6轉(zhuǎn)過的角度并反饋至驅(qū)動器11，并通過驅(qū)動器11內(nèi) 的控制算法，輸出脈沖信號，決定交流伺服電機12是否進(jìn)一步轉(zhuǎn)動或轉(zhuǎn)動角度的大小和方 向，直至控制閥精確輸出對應(yīng)指令的流量或方向。
[0030] 如圖2,在閥體7外表面上設(shè)有與油泵、油箱、液壓執(zhí)行元件進(jìn)、回油口相連接的P 油口、T油口、A油口和B油口，其中P油口和A油口位于閥體7 id則，T油口和B油口位于 閥體7下側(cè)，在各個油口內(nèi)分別設(shè)有一油咀8。在閥體7內(nèi)設(shè)有油孔a、b和油孔a '， 油孔a、油孔b、油孔a'、油孔b'分別與P油口、T油口、A油口和B油口對應(yīng)連通，本發(fā)明 為了實現(xiàn)對液壓系統(tǒng)油液流動方向的控制功能，在閥芯6上設(shè)有第一組扇形油槽61、第二 組扇形油槽62、流道x和流道y，流道x和流道y沿閥芯6軸向設(shè)置，流道x和流道y用以 連通第一組扇形油槽61和第二組扇形油槽62。
[0031] 第一組扇形油槽61包括第一變截面扇形油槽63、第二變截面扇形油槽64,第一等 截面扇形油槽65和第二等截面扇形油槽66 ;第二組扇形油槽62包括第三等截面扇形油槽 67、第四等截面扇形油槽68、第五等截面扇形油槽69和第六等截面扇形油槽70。第一組扇 形油槽61和第二組扇形油槽62中所有截面為扇形的油槽的深度均為s，圓心角為0。
[0032] 第一組扇形油槽61中：第一變截面扇形油槽63、第二變截面扇形油槽64,第一等 截面扇形油槽65和第二等截面扇形油槽66沿閥芯6軸線方向環(huán)形對稱設(shè)置，其中兩變截 面扇形油槽63、64對稱設(shè)置于a油孔（連接P油口）的兩側(cè)。在第一組扇形油槽61的剖 切截面，沿閥芯6軸線對稱一位置處設(shè)有短油孔e、f和平臺c、d，并沿平臺加工長油孔m和 長油孔n，長油孔m、n和其對應(yīng)端的短油孔f、e相連通；第一變截面扇形油槽63通過長油 孔n與第二等截面扇形油槽66相連通，第二變截面扇形油槽64通過長油孔m與第一等截 面扇形油槽6