[發(fā)明專利]一種基于速度差動壓反饋液控先導(dǎo)級的伺服閥

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410008102.8
• 申請日: 2014-01-08
• 公開（公告）號: CN103775411A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魏建華;李世振;國凱;方錦輝;王曉毅
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: F15B13/02
• 分類號: F15B13/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 陳昱彤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種伺服閥，尤其涉及一種可適用于沖壓、液壓執(zhí)行器對接等領(lǐng)域用以實現(xiàn)執(zhí)行機構(gòu)預(yù)加速控制過程的伺服閥。

背景技術(shù)

在沖壓生產(chǎn)線中往往采用液壓緩沖墊（簡稱液壓墊）來降低沖壓過程的碰撞沖擊，如圖1所示，液壓墊較常用的做法是采用多組伺服閥控液壓缸的形式構(gòu)成一個伺服液壓墊。在一個沖壓循環(huán)中，伺服液壓墊需要通過電液伺服閥16控制液壓缸17的壓力、位移等變量來精確實現(xiàn)沖壓工藝所要求的壓力、位移。為降低拉延瞬間的碰撞壓力沖擊，伺服液壓墊需要有預(yù)加速功能來消除拉延階段建立瞬間的沖擊。這樣，在整個工作循環(huán)中，電控系統(tǒng)需要控制電液伺服閥16實現(xiàn)液壓缸17的位移、速度、壓力三個狀態(tài)變量，尤其是在預(yù)加速階段，電控系統(tǒng)需要從位移控制切換到速度控制，再切換拉延階段的壓邊力控制，存在狀態(tài)變量的多次切換控制問題，對控制器及電液伺服閥16的性能要求較高，且較難獲得好的效果。此外，采用電液伺服閥控液壓缸的形式在預(yù)加速階段需要有速度傳感器作為控制變量的反饋，多個環(huán)節(jié)采用電控系統(tǒng)，可靠性差。

為此，解決傳統(tǒng)的控制方式在預(yù)加速控制過程中產(chǎn)生的沖擊問題，以及電液伺服控制系統(tǒng)的可靠性問題，研制能夠自動實現(xiàn)預(yù)加速過程控制的機械液壓伺服閥很有必要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于速度差動壓反饋液控先導(dǎo)級的伺服閥，它無需經(jīng)過電控系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換即可自動實現(xiàn)液壓墊等工況下的預(yù)加速。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

本發(fā)明基于速度差動壓反饋液控先導(dǎo)伺服閥包括動壓反饋機構(gòu)、液控先導(dǎo)閥、壓力調(diào)節(jié)閥和主閥芯，所述動壓反饋機構(gòu)包括柱塞缸、第一阻尼和第二阻尼，所述柱塞缸的缸體設(shè)有反饋壓力口，第一阻尼的一端與先導(dǎo)油的進油口連通，第一阻尼的另一端與柱塞缸的缸體連通，第二阻尼的一端與油箱連通，第二阻尼的另一端與柱塞缸的缸體連通，所述柱塞缸的缸體通過反饋壓力口與液控先導(dǎo)閥的第一控制腔連通，壓力調(diào)節(jié)閥的入口與先導(dǎo)油的進油口???????????????????????????????????????????????連通，壓力調(diào)節(jié)閥的出口與液控先導(dǎo)閥的第二控制腔連通，液控先導(dǎo)閥的A口與主閥芯的控制下腔連通，液控先導(dǎo)閥的B口與主閥芯的控制上腔連通，液控先導(dǎo)閥的P口與與先導(dǎo)油的進油口連通，液控先導(dǎo)閥的T口與所述油箱連通。

在本發(fā)明的動壓反饋機構(gòu)中，通過調(diào)節(jié)第一阻尼和第二阻尼可以調(diào)節(jié)柱塞缸的柱塞桿和缸體之間無速度差時（即穩(wěn)態(tài)時的）柱塞缸的無桿腔的壓力，并使液控先導(dǎo)閥的閥芯位移與活塞缸的柱塞桿和缸體之間的速度差成線性關(guān)系。

進一步地，本發(fā)明在所述液控先導(dǎo)閥的閥芯和閥體之間設(shè)置有第一彈簧和第二彈簧，第一彈簧和第二彈簧分置于所述液控先導(dǎo)閥的閥芯的兩側(cè)以使該閥芯對中。

進一步地，本發(fā)明所述壓力調(diào)節(jié)閥為減壓閥，且該減壓閥的出口壓力恒定、可調(diào)，用來設(shè)定先導(dǎo)閥第二控制腔壓力。

進一步地，本發(fā)明所述液控先導(dǎo)閥的閥芯位移與活塞缸的柱塞桿和缸體之間的速度差成線性關(guān)系。

?進一步地，本發(fā)明所述液控先導(dǎo)閥為比例閥或伺服閥。

進一步地，本發(fā)明所述主閥芯為二通閥或三通閥。

與背景技術(shù)相比，本發(fā)明具有有益的的效果是：

1）本發(fā)明通過動壓反饋機構(gòu)中的第一阻尼、第二阻尼和柱塞缸上設(shè)置的反饋壓力口將主閥芯控制對象的速度差信號通過機械結(jié)構(gòu)自動線性轉(zhuǎn)化成壓力，作為液控先導(dǎo)閥的驅(qū)動指令。本發(fā)明沒有復(fù)雜的電控系統(tǒng)以及傳感器裝置，結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，最主要的是解決了電控系統(tǒng)在預(yù)加速過程中存在的狀態(tài)切換和可靠性問題。

2）本發(fā)明的速度差動壓反饋控制功能應(yīng)用在可以對接執(zhí)行器件以較小的相對速度結(jié)合，減少了對接執(zhí)行器在預(yù)加速過程中產(chǎn)生的沖擊，應(yīng)用在沖壓、液壓執(zhí)行器對接等領(lǐng)域可以很好地提高產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量和效率。

附圖說明

圖1是數(shù)控液壓墊的液壓原理簡圖；

圖2是速度差動壓反饋液控先導(dǎo)級的伺服閥的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是為速度差動壓反饋液控先導(dǎo)級的伺服閥的典型應(yīng)用示意圖；

圖4是預(yù)加速過程中反饋壓力與速度差之間的映射關(guān)系圖；

圖5是預(yù)加速過程中滑塊和壓邊工作臺的位移變化圖；

圖6是預(yù)加速過程中滑塊和壓邊工作臺的速度變化圖；