[发明专利]一种液压螺旋半桥先导级结构

说明书

技术领域

本发明属于液压伺服控制技术领域，涉及一种新型的液压螺旋半桥先导级结构。

背景技术

在液压伺服控制技术领域，伺服阀是液压和气动流体伺服控制技术的关键部件，由于液 动力的存在，使大流量的液压伺服阀阀芯推动需要很大的作动力，目前的电机械转换器在合 理的体积、功率前提下很难直接推动，所以大流量的伺服阀普遍采用液压两级或三级控制。 传统的喷嘴挡板或射流管阀采用喷嘴挡板和射流管二级液压放大，解决了大流量伺服阀设计 的问题，但其缺点是加工困难，对油液要求高，可靠性低。

发明内容

本发明为了解决现有伺服阀工作当中存在的问题，提出了一种新型的液压螺旋半桥先导 级结构，对于研制新型的液压螺旋半桥先导伺服阀有着很高的实用意义。

本发明的液压螺旋半桥先导级结构包括螺旋先导控制棒、液压放大活塞与液压放大活塞 筒三个部分，其中的螺旋先导控制棒为圆柱形结构，外表面加工有螺旋槽和一道与螺旋槽相 交的周向环槽；液压放大活塞为非对称双作用活塞，液压放大活塞的活塞杆中心沿轴向有一 个中心孔，液压放大活塞上的活塞一侧作用面的面积是另一侧作用面的面积的二倍。在面积 作用面较小一侧和作用面面积较大一侧的液压放大活塞上各有一个径向通油孔连通中心孔和 活塞腔，在作用面面积较大一侧的液压放大活塞上还有一个径向通油孔连通中心孔和回油， 但该径向通油孔不连通活塞腔。液压放大活塞筒在活塞作用面面积较小一侧有一径向通油孔 连通供油。

所述的液压螺旋半桥先导级结构利用螺旋先导控制棒的螺旋槽与液压放大活塞上的径向 通流孔形成弓形可变节流面积，即可变液压阻尼，形成液压半桥结构，通过先导控制棒的旋 转或直线运动调节可变液压阻尼，使活塞左右两腔形成压差推动液压放大活塞直线运动，液 压活塞直线运动对液压阻尼半桥起负反馈作用，液压阻尼半桥达到新的平衡停止运动，实现 了螺旋先导控制棒的转角与液压放大活塞直线位移之间的一一对应关系，实现了液压放大功 能。该结构可以利用现在已经十分成熟的旋转电机或直线电机控制技术实现先导级的控制。 螺旋先导控制棒负载力矩或力极小，对电机的力矩或推力要求很低，可以选用转动惯量很小 的旋转电机或惯性很小的直线电机，使先导级具有很高的动态特性。

本发明的优点及积极效果在于：

1.与螺旋全桥先导级结构相比结构更简单，加工难度较低，控制方式灵活。

2.螺旋先导控制棒可以采用旋转或直线驱动，利用成熟的旋转电机或直线电机技术，降 低成本。螺旋先导控制棒负载力矩或负载力极小，驱动电机可以选用转动惯量很小的旋转电 机或惯性很小的直线电机，使驱动级的动态特性达到很高。

3.可变节流孔的阻尼变化范围大，使液压阻尼半桥放大系数大，如果将圆形通流孔改成 与螺旋槽平行的方孔，阻尼全桥变化梯度可以更大且更加线性。

4.螺旋槽和通流孔采用对称加工，具有天然的余度，同时在弓形可变节流孔堵塞的情况 下具有自清洁功能，当油液中的微小杂质颗粒堵塞一端可变节流孔的时候，造成该节流孔的 通油面积减小，液阻增大，使液压阻尼半桥失去平衡，液压放大活塞在左右两腔的压差推动 下向增大阻尼孔面积方向运动，从而迫使油液中的杂质通过节流孔，从而避免被堵塞，从而 降低了对油液清洁度的要求，大大提高了可靠性。

附图说明

图1是本发明液压螺旋半桥先导级结构剖视图；

图2是本发明螺旋先导控制棒结构示意图；

图3是本发明液压放大活塞剖面图；

图3a是本发明液压放大活塞结构示意图；

图3b是本发明液压放大活塞的活塞两侧面积的示意图；

图4是本发明液压放大活塞筒结构示意图；

图5是本发明液压螺旋半桥先导级的结构原理图；

图6是本发明液压螺旋半桥先导级的液压原理图；

图中：1-螺旋先导控制棒；2-液压放大活塞；3-液压放大活塞筒；101-螺旋槽；102- 环槽；103-轴孔；201-中心孔；202-第二径向通油孔；203-第三径向通油孔；204-第一径 向通油孔；205-活塞；206-活塞面积大侧作用面；207-活塞面积小测作用面；301-第四径 向通油孔；302-活塞腔；4-第一容腔；5-第二容腔。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明的螺旋先导级结构做进一步详细说明。