[实用新型]基于超磁致伸缩转换器的大流量高频直动式电液伺服阀

说明书

技术领域

本实用新型涉及超磁致伸缩材料的应用，具体涉及一种基于超磁致伸缩转换器的大流量高频直动式电液伺服阀，属液压伺服控制技术领域。

背景技术

与传统的两级和多级式电液伺服阀相比，直动式电液伺服阀具有结构简单、响应快、抗污染能力强、可靠性高、价格低、特性不受供油压力影响等性能优点，已成为流体传动与控制领域的研究热点之一。传统的直动式电液伺服阀以力马达直接驱动伺服阀的阀芯，由于力马达的频宽低、响应速度、输出力小，因此传统的直动式电液伺服阀难以满足航空航天、工程机械、军事工业等提出的高频响、大流量等要求，因此如何提高直动式电液伺服阀的频响、流量、精度等成为了电液伺服阀的一个重要发展方向。

流体传动与控制领域中，利用新型功能材料研制高性能的驱动与控制元件，一直是今年来国内外专家研究的热点之一，超磁致伸缩材料在流体控制元件中的应用尤为引人注目。超磁致伸缩材料是继稀土永磁，稀土磁光和稀土高温超导材料之后的又一种重要的新型功能材料。基于超磁致伸缩材料的新型转换器具有响应速度快、频宽高、输出位移大、结构相对简单和易于微型化等特点，利用其取代力马达，可提高整个伺服阀的频响、流量和精度。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有传统直动式电液伺服阀存在的缺陷，利用超磁致伸缩材料响应速度快、频宽高、输出力大等优异性能，设计一种自动热补偿式的超磁致伸缩转换器和位移放大机构驱动伺服阀的阀芯，提出一种基于超磁致伸缩转换器的大流量高频直动式电液伺服阀，以期提高伺服阀的响应速度、频宽、精度和简化伺服阀的结构等。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于超磁致伸缩转换器的大流量高频直动式电液伺服阀，其结构特点在于：

由阀体、位于阀体上方的超磁致伸缩转换器、位于阀体与超磁致伸缩转换器左侧的微位移放大机构和外壳、位于阀体内部及其左侧的滑阀复位调零装置组成；

所述超磁致伸缩转换器包括左端盖和右端盖，沿左端盖和右端盖的轴向位置中间处依次安装的预压碟弹簧、转换器位移输出杆、超磁致伸缩棒、预压螺套和调节导杆，依次安装在超磁致伸缩棒与转换器外壳之间的保护衬、线圈骨架、依次绕于线圈骨架外侧的驱动线圈和偏置线圈，所述线圈骨架的左端固定于左端盖，线圈骨架的右端支撑于右端盖上，并可在右端盖上滑动，保护衬和线圈骨架之间预留有冷却循环油道；

所述预压螺套通过细牙螺纹连接于线圈骨架的左端，预压螺套上设有四个油液通道，沿预压螺套的周向均匀分布，预压螺套中心设有轴向六角导向槽，调节导杆穿过右端盖，其手动调节端位于右端盖右侧，另一端设有六角螺头与预压螺套的六角导向槽滑动配合，转换器位移输出杆设有四个油液通道，沿转换器位移输出杆的周向均匀分布，左端盖设有转换器进油通道，右端盖设有出油通道；

所述微位移放大机构由转换器位移输出杆、位移放大杆、支撑杆和阀芯位移输入杆组成，实现转换器输出位移的放大，位移放大杆的两球形端与转换器位移输出杆和阀芯位移输入杆球接触配合，位移放大杆设有球形凹槽，与支撑杆的球形端面形成球接触配合；

所述滑阀复位调零装置由零位调节螺钉、左对中弹簧、阀芯位移输入杆、阀芯和右对中弹簧组成，调节螺钉通过细牙螺纹连接于外壳；

所述阀体设有供油通道、输出油道和滑阀回油通道，滑阀回油通道与转换器进油通道相通。

所述左端盖、线圈骨架、预压螺套、冷却循环油道、预压碟弹簧和转换器位移输出杆构成自动热补偿机构，自动补偿超磁致伸缩棒的热变形；

所述左端盖、预压碟弹簧、转换器位移输出杆、预压螺套和调节导杆构成预压力施加机构，可以方便地实现超磁致伸缩棒预压力的施加，以增加其磁致伸缩应变，使其工作在线性段；

所述左端盖、转换器位移输出杆、超磁致伸缩棒、预压螺套、调节导杆、右端盖和转换器外壳构成闭合磁路，以减小漏磁，提高磁场利用率；

所述滑阀回油通道、转换器进油通道、转换器位移输出杆上的油液通道、冷却循环油道、预压螺套上的油液通道和出油通道构成冷却系统，带走线圈发热、涡流等产生的热量，对转换器进行冷却。

所述左端盖、转换器位移输出杆、超磁致伸缩棒、预压螺套、调节导杆、右端盖和转换器外壳采用磁导率高、热膨胀系数小的不锈钢；

所述位移输出杆、位移放大杆、支撑杆和阀芯位移输入杆均采用刚度大的不锈钢制成；

所述线圈骨架采用导热性好、磁导率小、热膨胀系数与超磁致伸缩棒相一致的不锈钢制成，线圈骨架的热膨胀系数和长度的乘积等于超磁致伸缩棒的热膨胀系数和长度的乘积；