[發明專利]一種液壓步進器及其控制方法

有效

• 申請號: 201610058757.5
• 申請日: 2016-01-24
• 公開（公告）號: CN105485288B
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 沈國泉
• 申請（專利權）人: 杭州科技職業技術學院
• 主分類號: F16H47/02
• 分類號: F16H47/02;F16H37/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種液壓步進器及其控制方法，主要應用于大扭矩步進式旋轉工況，按照正反方向每次旋轉1/8轉進行步進式運動，可以應用于建筑鉆機自動加桿機構等場合。

背景技術

通常在建筑鉆機加桿機構里面采用液壓馬達加電氣控制的方式實現精確的角度旋轉控制，由于液壓馬達的最低轉速有一定限制，當馬達轉速低于5轉/分鐘時會導致液壓馬達液壓效率急劇下降，增加液壓損耗，減少馬達輸出的扭矩，而且采用電氣控制容易引起定位偏差，無法實現精確的旋轉角度，同時對旋轉速度的控制比較困難，因此，需要一種結構緊湊，控制可靠，可以實現精確角度旋轉的液壓步進器滿足這類工況。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：針對現有的液壓馬達加電氣控制方式液壓效率低下、輸出扭矩小、電氣控制定位困難、旋轉速度控制困難等問題，提供一種液壓步進器及其控制方法，適合于一次旋轉1/8轉、輸出扭矩大的運行場合。

為了解決上述技術問題，本發明通過以下技術方案實現：

一種液壓步進器，主要包括左右外殼、一對減速齒輪、一個低速馬達、一組控制閥及一個凹輪，其特征在于：所述低速馬達法蘭固定安裝在左外殼上，低速馬達轉軸與小齒輪軸左端采用鍵連接的方式同步旋轉，小齒輪軸通過軸承安裝在左右外殼里，可以跟隨低速馬達正反方向旋轉，一個小齒輪借助一個鍵固定安裝在小齒輪軸上，小齒輪跟隨小齒輪軸同步旋轉；所述大齒輪與小齒輪的傳動比例是8∶1，與小齒輪嚙合，大齒輪借助一個鍵固定安裝在大齒輪軸上，大齒輪軸通過軸承安裝在左右外殼里，可以跟隨大齒輪的旋轉進行正反方向旋轉。

所述凹輪通過一個鍵固定安裝在小齒輪軸的右端，其外圓面有一個缺口，控制閥組中有一個機動換向閥的換向滾輪可以在凹輪外圓面上滾動，當換向滾輪進入凹輪缺口時，機動換向閥開始換向，當換向滾輪到達凹輪缺口底部時，機動換向閥換向結束，它的P、T、A、B油口全部封閉。

所述一組控制閥包含一個控制閥塊，控制閥塊上固定安裝了一個機動換向閥、一個步進控制閥、一個換向控制閥，步進控制閥和換向控制閥均為電磁換向閥，通過電開關信號控制其換向，機動換向閥與步進換向閥的P口并聯后與高壓油源連接，T口并聯后與油箱連接，A口并聯后與換向控制閥的P口連接，B口并聯后與換向控制閥的T口連接，換向控制閥的A口與低速馬達的A口連接，換向控制閥的B口與低速馬達的B口連接。

一種液壓步進器的控制方法：初始狀態是機動換向閥的換向滾輪在凹輪缺口底部，機動換向閥的P、T、A、B四個口全部不通，步進控制閥的電磁鐵DT1和換向控制閥的電磁鐵DT2全部不通電，步進控制閥的P、T、A、B四個口全部不通，換向控制閥的P口通A口，B口通T口，由于機動換向閥和步進控制閥的P口都是封閉的，高壓油源的高壓油無法進入低速馬達的A口和B口，馬達不動，同時由于機動換向閥和步進控制閥的A口和B口都是封閉的，馬達的A口和B口的油全部被鎖住，因此馬達不會跟隨小齒輪軸旋轉；給步進控制閥的電磁鐵DT1一個電信號，步進控制閥換向，高壓油源的油經過步進控制閥的P口進入步進控制閥的A口，通過換向控制閥的P口進入換向控制閥的A口，進入低速馬達A口，推動低速馬達旋轉，被擠壓出的油通過低速馬達B口進入換向控制閥的B口，通過步進控制閥B口、T口后回到油箱，低速馬達經過30°旋轉后，機動換向閥的換向滾輪脫離凹輪缺口，使得機動換向閥全部換向，它的P口和A口連通，B口和T口連通，此時將步進控制閥的電磁鐵DT1斷電，步進控制閥彈簧復位到P、T、A、B全部封閉狀態，高壓油源的高壓油通過機動換向閥的P口進入A口繼續推動低速馬達同向旋轉，低速馬達旋轉一周，機動換向閥的換向滾輪進入凹輪缺口，機動換向閥慢慢關閉，增加機動換向閥的P口到A口的節流效果，低速馬達轉速降低，當機動換向閥的換向滾輪到凹輪缺口底部時，機動換向閥全部關閉，低速馬達停止旋轉，完成低速馬達一圈的運動。

所述低速馬達與小齒輪同步旋轉，大齒輪與小齒輪的齒數比是8∶1，大齒輪軸與大齒輪同步旋轉，當低速馬達旋轉一周，大齒輪軸的左端反向輸出1/8周，即45°，如果采用不同傳動比的齒輪對，可以輸出不同的步進角度。

所述換向控制閥的電磁鐵DT2通電，換向電磁閥換向，其P口通B口，A口通T口，可以使低速馬達反向旋轉，使大齒輪軸的左端輸出口反向旋轉。