[發(fā)明專利]基于伺服電機驅(qū)動的先導式比例插裝閥

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010120674.0
• 申請日: 2020-02-26
• 公開（公告）號: CN111207238A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孔曉武;王亞南
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學
• 主分類號: F16K31/383
• 分類號: F16K31/383;F16K31/42;F16K1/00
• 代理公司: 杭州裕陽聯(lián)合專利代理有限公司 33289
• 代理人: 姚宇吉

本發(fā)明公開了一種基于伺服電機驅(qū)動的先導式比例插裝閥，包括：伺服電機、蓋板、先導閥芯、主閥芯和閥套。伺服電機驅(qū)動先導閥芯轉(zhuǎn)動，固定阻尼孔與可變阻尼孔形成的液壓半橋?qū)⑾葘чy芯的轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)化為控制油腔的壓力驅(qū)動主閥芯運動，主閥芯與先導閥芯之間通過液壓半橋的負反饋實現(xiàn)隨動控制。伺服電機驅(qū)動先導閥芯只需克服較小的慣性力、摩擦力和液壓不平衡力，有利于選擇較小功率的伺服電機。先導閥芯的全行程的轉(zhuǎn)角較小，有利于縮短先導閥芯的階躍響應時間。主閥芯的驅(qū)動力不受伺服電機的功率制約，主閥芯的行程不受先導閥芯的行程的制約，有利于提高主閥的最大工作壓力和最大工作流量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于伺服電機驅(qū)動的先導式比例插裝閥。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的比例插裝閥采用電液伺服閥作為先導級，電液伺服閥制造工藝復雜、成本高，同時對油液清潔度要求高，使用成本高、維護困難，阻礙了它們獲得更廣泛的應用。另外，采用伺服電機和滾珠絲桿直接驅(qū)動主閥芯的比例插裝閥，相比于傳統(tǒng)的比例插裝閥雖然簡化了結(jié)構(gòu)，但由于電機功率與響應速度成反比，在高壓大流量的應用場合下無法兼顧主閥芯所需要的驅(qū)動力和響應速度。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種可以解決上述問題的基于伺服電機驅(qū)動的先導式比例插裝閥。

為了實現(xiàn)上述目標，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種基于伺服電機驅(qū)動的先導式比例插裝閥，其結(jié)構(gòu)包括：伺服電機、蓋板、先導閥芯、主閥芯和閥套。所述伺服電機外殼與蓋板固定連接；所述蓋板與閥套固定連接；所述伺服電機的輸出軸與先導閥芯固定連接，先導閥芯繞其軸線作旋轉(zhuǎn)運動；所述先導閥芯安裝于主閥芯的內(nèi)孔，先導閥芯外圓與主閥芯內(nèi)孔間隙配合；所述主閥芯安裝于閥套的內(nèi)孔，主閥芯外圓與閥套內(nèi)孔間隙配合；所述先導閥芯與主閥芯之間形成可變阻尼孔，可變阻尼孔的過流面積隨先導閥芯的轉(zhuǎn)角及主閥芯的軸向位移變化而變化；所述主閥芯頂部形成一個控制油腔；所述控制油腔通過可變阻尼孔與第二主閥口連通；所述控制油腔通過一個包含固定阻尼孔的進油通道與第一主閥口連通。

可選的，所述主閥芯與閥套之間設(shè)有導向裝置，該導向裝置阻止主閥芯繞其軸線作旋轉(zhuǎn)運動，允許主閥芯沿其軸線作直線運動。

可選的，所述先導閥芯只能繞其軸線作旋轉(zhuǎn)運動。

可選的，所述控制油腔由蓋板、先導閥芯、主閥芯和閥套包圍而成。

可選的，所述控制油腔與第一主閥口之間的進油通道位于主閥芯內(nèi)。

可選的，所述蓋板內(nèi)具有先導油路，通過外部油路將先導油路與第一主閥口連通，所述先導油路與所述外部油路共同構(gòu)成控制油腔與第一主閥口之間的進油通道。

本發(fā)明的有益之處在于：

所提供的基于伺服電機驅(qū)動的先導式比例插裝閥通過伺服電機驅(qū)動先導閥芯轉(zhuǎn)動，先導閥芯與主閥芯之間形成的可變阻尼孔與先導進油通道上的固定阻尼孔一起形成液壓半橋，通過液壓半橋的輸出的高壓油驅(qū)動主閥芯運動，同時主閥芯與先導閥芯之間通過液壓負反饋實現(xiàn)隨動控制。伺服電機驅(qū)動先導閥芯只需克服較小的慣性力、摩擦力和液壓不平衡力的影響，有利于選擇較小功率的伺服電機，從而提高伺服電機的響應速度。先導閥芯的全行程轉(zhuǎn)角較小，有利于縮短先導閥芯的階躍響應時間。上述兩個特點有利于提高主閥芯的響應速度；液壓半橋?qū)⑾葘чy芯的轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)化為控制油腔的壓力，能夠為主閥芯提供足夠的驅(qū)動力，主閥芯的驅(qū)動力不受伺服電機的功率制約。主閥芯的行程僅與先導閥芯的導程有關(guān)，不受先導閥芯的行程制約。上述兩個特點有利于提高主閥口的最大工作壓力和最大工作流量。

附圖說明

圖1(a)和圖1(b)為本發(fā)明兩個實施例的基于伺服電機驅(qū)動的先導式比例插裝閥安裝于閥塊上的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例的基于伺服電機驅(qū)動的先導式比例插裝閥的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；