[实用新型]片状式阀芯旋转直驱电液伺服阀

说明书

本实用新型提供了片状式阀芯旋转直驱电液伺服阀，其采用片状阀芯结构，结构新颖、简单、易加工装配方便；流量与转动角度成线性关系，流量增益恒定、无加速度零漂、控制简单灵活；特别是采用阀芯两侧同时进油对称布置结构，大幅降低了阀口开启与关闭时的圆周方向的液动力，可有效提高这种形式伺服阀的动态特性。其包括直流无刷伺服阀电机、上端盖、副配油盘、片状阀芯转盘、主配油盘、下端盖,所述主配油盘的上端内凹形成有阀芯安装腔，所述片状阀芯转盘位于所述阀芯安装腔内，所述片状阀芯转盘、主配油盘的上端面相平齐，所述副配油盘的下端面覆盖于所述主配油盘、片状阀芯转盘所对应的上端面，所述副配油盘的上端面盖装有上端盖。

技术领域

本实用新型涉及液压阀的技术领域，具体为片状式阀芯旋转直驱电液伺服阀。

背景技术

电液伺服阀作为电液伺服控制系统的关键元件，它既是电液转换元件，也是功率放大元件，它将电气部分与液压部分连接起来，实现电液信号的转换与放大，其性能在很大程度上决定了整个电液控制系统的性能，以其精度高、响应快的特点广泛地应用于机械、汽车、船舶、航空、航天等许多领域。

目前，随着电液伺服系统应用领域的拓宽，新的应用场合也对电液伺服阀提出了更高的要求：高频响、高可靠性、抗污染能力强、结构简单、使用维护方便及低成本等，而传统的电液伺服阀已经很难再达到上述要求，因此研制新型的电液伺服阀已成为液压行业的一大课题和技术壁垒。随着新型功能材料的研制开发，新型的微电子元器件也运应而生，特别是可以应用做电液伺服阀的电驱动器也相继丰富起来，这些电驱动器的出现为电液伺服阀的研制提供了技术基础。因此，国内外都在努力尝试研制新型电液伺服阀，特别是回转式电液伺服阀，具体详见参考文献：王晓，回转式电液伺服阀及其在液压系统中的应用研究，液压气动与密封，2014(01)：40-47。上述文献中对近些年国内外的回转式电液伺服阀进行了详细的罗列及介绍。

其中，1991年，由Tadahiko Nogami设计的伺服转阀是一种典型的转盘式伺服阀。主要由油口盘、转盘、配油盘组成，其转盘为旋转件，转盘上的阀口a、b、c、d分别与油口盘上的油口A、B、P、T相对应。配油盘上环形凹槽由两个圆柱块分隔成两个半圆弧腔G、H，分别与阀口a、b相对应，而两个圆柱块端面恰好将阀口c、d遮住。转盘和油口盘装配好后如图所示。此时，阀芯处于中位，无油液流动。转盘顺时针转动时，油口P与A连通，B与T连通；反之，油液流向相反。1991年，由浙江大学流体传动及控制实验室研制的单级转轴式旋转电液伺服阀，阀套上沿圆周均匀开有八个阀孔，与进出油口相连的阀孔为矩形，与工作A口、B相连的阀孔为圆形。阀芯上沿圆周方向均匀开有四个凹槽，两凹槽间的间隔恰好遮住阀套上的矩形开口。为了补偿由工作压差造成的转轴径向力不平衡，该阀在阀套上设有补偿油路。此外，为平衡转阀负载口的油压，阀芯上还切有平衡台阶。该阀功率级的结构设计使其适用于高压大流量的工作场合。2005年，北京航空航天大学也研制了一款与浙江大学转阀结构相同的伺服转阀。

上述转盘阀虽具有结构简单、加工方便等优点，但是其转盘的径向力不平衡且流量控制非线性而提高了系统的控制难度；而浙大与北航所研制的转阀也具有结构简单、径向力平衡、阀芯短、惯性力小、稳定性好等优点，但是阀芯与阀套加工配磨困难、降低了阀的精度。除此之外，目前的伺服阀都未有效克服液动力的影响。

发明内容

针对上述问题，本实用新型提供了片状式阀芯旋转直驱电液伺服阀，其采用片状阀芯结构，结构新颖、简单、易加工装配方便；流量与转动角度成线性关系，流量增益恒定、无加速度零漂、控制简单灵活；特别是采用阀芯两侧同时进油对称布置结构，大幅降低了阀口开启与关闭时的圆周方向的液动力，可有效提高这种形式伺服阀的动态特性。