一種伺服電機(jī)直驅(qū)端面凸輪的膜片式氣動(dòng)比例減壓閥的制作方法
【專利摘要】一種伺服電機(jī)直驅(qū)端面凸輪的膜片式氣動(dòng)比例減壓閥，伺服電機(jī)輸出軸與行星減速器的太陽(yáng)輪間隙配合，行星減速器的行星輪和上端面凸輪連接，上端面凸輪和下端面凸輪配合，下端面凸輪下部連接有調(diào)壓彈簧，調(diào)壓彈簧下端連接在彈簧端蓋上，膜片被壓緊固定在上閥體和下閥體之間，位于彈簧端蓋下面，在彈簧端蓋中間裝有溢流閥，閥桿穿過(guò)膜片頂在溢流閥閥口上，閥桿下端和閥芯連接，下閥體兩側(cè)設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口，下閥體內(nèi)部設(shè)有氣體反饋孔，閥芯外部和復(fù)位彈簧連接，閥芯、復(fù)位彈簧和下端蓋密封連接，伺服電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)端面凸輪壓縮彈簧，實(shí)現(xiàn)閥芯直線運(yùn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)平穩(wěn)，能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)控制。
【專利說(shuō)明】 —種伺服電機(jī)直驅(qū)端面凸輪的膜片式氣動(dòng)比例減壓閥
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于氣動(dòng)比例減壓閥【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種伺服電機(jī)直驅(qū)端面凸輪的膜片式氣動(dòng)比例減壓閥。
【背景技術(shù)】
[0002]減壓閥是通過(guò)改變節(jié)流面積，使流體通過(guò)時(shí)產(chǎn)生壓降，將進(jìn)口壓力減至某一需要的出口壓力，并依靠介質(zhì)本身的能量，使出口壓力自動(dòng)保持穩(wěn)定的壓力控制閥。傳統(tǒng)的減壓閥按控制壓力情況來(lái)分有定值、定比、定差三種，根據(jù)結(jié)構(gòu)和工作原理可分為直動(dòng)式減壓溢流閥和先導(dǎo)式減壓閥兩種。它們均為機(jī)械式的手動(dòng)壓力調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)精度不夠高。比如直動(dòng)式彈簧薄膜活塞減壓閥閥后壓力變化范圍一般為15% -20%左右，先導(dǎo)式減壓閥其閥后壓力變化范圍也在5% -10%左右。其次，傳統(tǒng)減壓閥只能實(shí)現(xiàn)靜態(tài)控制，當(dāng)輸出的工作壓力需要隨著負(fù)載大小而實(shí)時(shí)、快速精確地變化時(shí)，傳統(tǒng)的減壓閥就不能滿足工作的要求了。
[0003]電氣比例壓力閥是在傳統(tǒng)減壓閥的基礎(chǔ)上，采用電一機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為位移信號(hào)，連續(xù)控制閥芯行程實(shí)現(xiàn)對(duì)氣動(dòng)系統(tǒng)中工作介質(zhì)壓力的控制的。電氣比例壓力閥是一種模擬量的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)壓力閥，與傳統(tǒng)減壓閥只能在靜態(tài)方式下工作相比，電氣比例壓力閥可對(duì)輸出氣體壓力根據(jù)負(fù)載需要進(jìn)行實(shí)時(shí)、快速地控制，響應(yīng)比較快，工作平穩(wěn)，自動(dòng)化程度比較高，可進(jìn)行開(kāi)環(huán)和閉環(huán)控制。但是，目前工業(yè)實(shí)際中采用的傳統(tǒng)電氣比例壓力閥往往采用專門設(shè)計(jì)的直流比例電磁鐵實(shí)現(xiàn)閥輸出壓力的調(diào)節(jié)，這種傳統(tǒng)比例閥造價(jià)高、動(dòng)態(tài)和靜態(tài)性能都較遜色，有一定的不靈敏區(qū)和滯環(huán)，并且線性度較差，抗壓縮空氣中油和水的污染能力差，抵抗機(jī)床使用中振動(dòng)沖擊的性能較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種伺服電機(jī)直驅(qū)端面凸輪的膜片式氣動(dòng)比例減壓閥，通過(guò)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，能夠精確自動(dòng)調(diào)節(jié)減壓閥的開(kāi)度，實(shí)現(xiàn)精確控制閥后壓力的問(wèn)題，改善閥的動(dòng)態(tài)性能。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]一種伺服電機(jī)直驅(qū)端面凸輪的膜片式氣動(dòng)比例減壓閥，包括外殼8，伺服電機(jī)I固定在外殼8頂部連接的上端蓋3上，伺服電機(jī)I輸出軸與行星減速器的太陽(yáng)輪2間隙配合，行星減速器的行星輪4和上端面凸輪10連接，圓錐滾子軸承7外圈和內(nèi)圈分別由齒圈31和上端面凸輪10定位，深溝球軸承29外圈和內(nèi)圈分別由上閥體13和上端面凸輪10定位，上閥體13上部和外殼8固連，上端面凸輪10和位于上閥體13內(nèi)的下端面凸輪12配合，下端面凸輪12下部連接有調(diào)壓彈簧25，調(diào)壓彈簧25下端連接在彈簧端蓋24上，上閥體13與下閥體16固連，膜片21被壓緊固定在上閥體13和下閥體16之間，位于彈簧端蓋24下面，在彈簧端蓋24中間裝有溢流閥23，閥桿20穿過(guò)膜片21頂在溢流閥23閥口上，閥桿20下端和閥芯19連接，下閥體16兩側(cè)設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口，下閥體16內(nèi)部設(shè)有氣體反饋孔15，閥芯19外部和復(fù)位彈簧17連接，閥芯19、復(fù)位彈簧17通過(guò)下端蓋18和下閥體16下部密封連接。
[0007]所述的上端面凸輪10和下端面凸輪12之間裝有滾珠11，將滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)化為滾動(dòng)摩擦，下端面凸輪12上裝有第二鍵27，上閥體13 —側(cè)開(kāi)有導(dǎo)向槽26，第二鍵27沿著導(dǎo)向槽26滑動(dòng)。
[0008]當(dāng)采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行壓力的閉環(huán)自動(dòng)控制時(shí)，在下閥體16的出氣口處安裝有傳感器；或在下閥體16的出氣口處裝壓力表，人為通過(guò)伺服電機(jī)I的速度，調(diào)整膜片21上調(diào)壓彈簧25的壓下量，達(dá)到所需的輸出壓力。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):伺服電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)端面凸輪壓縮彈簧，實(shí)現(xiàn)閥芯直線運(yùn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)平穩(wěn)；通過(guò)檢測(cè)閥門出口壓力，構(gòu)建電控伺服系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，能夠?qū)崟r(shí)、快速、精確調(diào)節(jié)閥的輸出壓力，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)控制，改善閥的動(dòng)態(tài)性能。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2為本發(fā)明上端面凸輪10、下端面凸輪12、滾珠11連接示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0013]參照?qǐng)D1，一種伺服電機(jī)直驅(qū)端面凸輪的膜片式氣動(dòng)比例減壓閥，包括外殼8，伺服電機(jī)I固定在外殼8頂部連接的上端蓋3上，伺服電機(jī)I輸出軸與行星減速器的太陽(yáng)輪2通過(guò)第一鍵32間隙配合，行星減速器的行星輪4通過(guò)軸套5和銷軸6和上端面凸輪10連接，帶動(dòng)上端面凸輪10轉(zhuǎn)動(dòng)，圓錐滾子軸承7外圈和內(nèi)圈分別由齒圈31和上端面凸輪10定位，深溝球軸承29外圈和內(nèi)圈分別由上閥體13和上端面凸輪10定位，上閥體13上部和外殼8通過(guò)第一銷釘9和第一六角螺栓28固連，上端面凸輪10和位于上閥體13內(nèi)的下端面凸輪12配合，下端面凸輪12下部連接有調(diào)壓彈簧25，調(diào)壓彈簧25下端連接在彈簧端蓋24上，上端面凸輪10推動(dòng)下端面凸輪12壓縮調(diào)壓彈簧25，上閥體13通過(guò)第二銷釘14和第二六角螺栓22與下閥體16固連，膜片21被壓緊固定在上閥體13和下閥體16之間，位于彈簧端蓋24下面，在彈簧端蓋24中間裝有溢流閥23，閥桿20穿過(guò)膜片21頂在溢流閥23閥口上，閥桿20下端和閥芯19連接，調(diào)壓彈簧25通過(guò)彈簧端蓋24推動(dòng)膜片21，帶動(dòng)閥桿20和閥芯19上下運(yùn)動(dòng)，下閥體16兩側(cè)設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口，下閥體16內(nèi)部設(shè)有氣體反饋孔15，通過(guò)氣體反饋孔15將出氣口氣體壓力變化反饋至膜片21，閥芯19外部和復(fù)位彈簧17連接，閥芯19、復(fù)位彈簧17通過(guò)下端蓋18和下閥體16下部密封連接。
[0014]伺服電機(jī)直驅(qū)端面凸輪驅(qū)動(dòng)的膜片式氣動(dòng)比例減壓閥，工作時(shí)內(nèi)部軸向力由圓錐滾子軸承7傳遞到上端蓋3上，伺服電機(jī)I通過(guò)第一鍵32與太陽(yáng)輪2間隙配合，這樣伺服電機(jī)I只傳遞扭矩，不承受軸向載荷。
[0015]參照?qǐng)D2，所述的上端面凸輪10和下端面凸輪12將伺服電機(jī)I輸出軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為軸向直線運(yùn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)平穩(wěn)，上端面凸輪10和下端面凸輪12之間裝有滾珠11，將滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)化為滾動(dòng)摩擦，傳動(dòng)效率高；下端面凸輪12上裝有第二鍵27，上閥體13 一側(cè)開(kāi)有導(dǎo)向槽26，第二鍵27沿著導(dǎo)向槽26滑動(dòng)，限制了下端面凸輪12轉(zhuǎn)動(dòng)，保證其只有軸向運(yùn)動(dòng)。[0016]當(dāng)采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行壓力的閉環(huán)自動(dòng)控制時(shí)，在下閥體16的出氣口處安裝有傳感器；或在下閥體16的出氣口處裝壓力表，人為地通過(guò)伺服電機(jī)I的速度，調(diào)整膜片21上調(diào)壓彈簧25的壓下量，達(dá)到所需的輸出壓力。
[0017]本發(fā)明的工作原理為:
[0018]在工作前，需要預(yù)先設(shè)定減壓壓力，系統(tǒng)啟動(dòng)后，伺服電機(jī)I接收控制信號(hào)，通過(guò)行星減速器驅(qū)動(dòng)上端面凸輪10推動(dòng)下端面凸輪12上下運(yùn)動(dòng)壓縮調(diào)壓彈簧25，調(diào)壓彈簧25通過(guò)彈簧端蓋24推動(dòng)膜片21帶動(dòng)閥芯19上下直線運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)閥出口氣體壓力的調(diào)節(jié)。減壓閥出氣口處裝有壓力傳感器檢測(cè)壓力實(shí)現(xiàn)出口壓力的閉環(huán)控制。伺服電機(jī)I通過(guò)鍵與太陽(yáng)輪2間隙配合，這樣伺服電機(jī)I只傳遞扭矩，不承受軸向載荷，保證了系統(tǒng)的可靠工作。
【權(quán)利要求】
1.一種伺服電機(jī)直驅(qū)端面凸輪的膜片式氣動(dòng)比例減壓閥，包括外殼(8)，其特征在于:伺服電機(jī)⑴固定在外殼⑶頂部連接的上端蓋⑶上，伺服電機(jī)⑴輸出軸與行星減速器的太陽(yáng)輪⑵間隙配合，行星減速器的行星輪⑷和上端面凸輪(10)連接，圓錐滾子軸承⑵外圈和內(nèi)圈分別由齒圈(31)和上端面凸輪(10)定位，深溝球軸承(29)外圈和內(nèi)圈分別由上閥體(13)和上端面凸輪(10)定位，上閥體(13)上部和外殼(8)固連，上端面凸輪(10)和位于上閥體(13)內(nèi)的下端面凸輪(12)配合，下端面凸輪(12)下部連接有調(diào)壓彈簧(25)，調(diào)壓彈簧(25)下端連接在彈簧端蓋(24)上，上閥體(13)與下閥體(16)固連，膜片(21)被壓緊固定在上閥體(13)和下閥體(16)之間，位于彈簧端蓋(24)下面，在彈簧端蓋(24)中間裝有溢流閥(23)，閥桿(20)穿過(guò)膜片(21)頂在溢流閥(23)閥口上，閥桿(20)下端和閥芯(19)連接，下閥體(16)兩側(cè)設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口，下閥體(16)內(nèi)部設(shè)有氣體反饋孔(15)，閥芯(19)外部和復(fù)位彈簧(17)連接，閥芯(19)、復(fù)位彈簧(17)通過(guò)下端蓋(18)和下閥體(16)下部密封連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種伺服電機(jī)直驅(qū)端面凸輪的膜片式氣動(dòng)比例減壓閥，其特征在于:所述的上端面凸輪(10)和下端面凸輪(12)之間裝有滾珠(11)，將滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)化為滾動(dòng)摩擦，下端面凸輪(12)上裝有第二鍵(27)，上閥體(13) —側(cè)開(kāi)有導(dǎo)向槽(26)，第二鍵(27)沿著導(dǎo)向槽(26)滑動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種伺服電機(jī)直驅(qū)端面凸輪的膜片式氣動(dòng)比例減壓閥，其特征在于:當(dāng)采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行壓力的閉環(huán)自動(dòng)控制時(shí)，在下閥體(16)的出氣口處安裝有傳感器；或在下閥體(16)的出氣口處裝壓力表，人為地通過(guò)伺服電機(jī)(I)的速度，調(diào)整膜片(21)上調(diào)壓彈簧(25)的壓下量，達(dá)到所需的輸出壓力。
【文檔編號(hào)】F16K17/04GK103925399SQ201410190889
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年5月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月7日
【發(fā)明者】趙升噸, 金立波, 李靖祥, 張宗元 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)