一種高頻高線性度射流管式電液伺服閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電液伺服閥技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種高頻高線性度射流管式電液伺服閥。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，液壓伺服系統(tǒng)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，而電液伺服閥是液壓伺服系統(tǒng)不可缺少又十分重要的元件，其靜態(tài)及動(dòng)態(tài)性能直接影響液壓伺服系統(tǒng)性能。自噴嘴擋板電液伺服閥研宄成功并應(yīng)用于工業(yè)、軍事等領(lǐng)域以來(lái)，大大地提高了液壓伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)和靜態(tài)性能，但該閥對(duì)工作介質(zhì)清潔度要求很高，若工作介質(zhì)稍被污染或過(guò)濾精度不高，該閥便被堵塞而失去工作能力。為了克服該閥對(duì)工作介質(zhì)清潔度要求高，研宄人員研宄出具有一定抗污染能力的射流管式電液伺服閥，這種射流管閥相對(duì)于噴嘴擋板閥對(duì)工作介質(zhì)污染度可降低一個(gè)數(shù)量級(jí)。這就較大地得到廣泛應(yīng)用。但射流管式電液伺服閥采用電反饋造成閥的體積增大，不適用于環(huán)境潮濕等惡劣環(huán)境，雖然也有少量型號(hào)采用力反饋結(jié)構(gòu)(上海七零四研宄所衡拓實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司伺服閥部，射流管電液伺服閥專題講座[J].液壓與氣動(dòng)，2009(11):86-88.)，但其反饋桿是單桿式，受力不平衡，影響射流管移動(dòng)；同時(shí)射流管式電液伺服閥接收器孔是兩個(gè)圓形狀孔，使輸出信號(hào)線性度較差，不利于對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制；并由射流管式電液伺服閥閥芯兩端凸臺(tái)為受控面，較不利于提高閥的頻率響應(yīng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型旨在克服上述技術(shù)缺陷，目的是提供一種壽命長(zhǎng)、抗污染能力強(qiáng)、頻率響應(yīng)高、體積小、重量輕、穩(wěn)定性好、線性度高、可靠性高和維修成本低的高頻高線性度射流管式電液伺服閥。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:所述電液伺服閥由閥體、閥芯和反饋射流裝置組成。閥體的水平腔體裝有閥芯，閥體的垂直腔體裝有反饋射流裝置，反饋射流裝置的下端嵌入閥芯的中間位置處。所述電液伺服閥內(nèi)對(duì)稱地設(shè)有左油道和右油道，左油道的一個(gè)油口與閥體的水平腔體的靠近左端處相通，左油道的另一個(gè)油口與反饋射流裝置的上部空腔相通，右油道的一個(gè)油口與閥體的水平腔體的靠近右端處相通，右油道的另一個(gè)油口與反饋射流裝置的上部空腔相通。
[0005]閥體由閥本體和閥蓋構(gòu)成。在閥體的中間位置處設(shè)有水平腔體，水平腔體是由左控制油腔、主腔體和右控制油腔構(gòu)成的整體，左控制油腔和右控制油腔對(duì)稱地位于主腔體的兩側(cè)，閥蓋的右側(cè)設(shè)有左控制油腔，閥本體的左側(cè)面由左向右依次設(shè)有主腔體和右控制油腔。閥體的上部設(shè)有垂直腔體，垂直腔體與主腔體相通，垂直腔體的中心線和水平腔體的中心線位于同一平面。閥體內(nèi)對(duì)稱地設(shè)有閥體左油道和閥體右油道，閥體左油道的一個(gè)油口與左控制油腔相通，閥體左油道的另一個(gè)油口與垂直腔體相通，閥體右油道的一個(gè)油口與右控制油腔相通，閥體右油道的另一個(gè)油口與垂直腔體相通。閥體底部的中間位置處設(shè)有回油孔T，回油孔T的一側(cè)至主腔體左端依次設(shè)有左工作油孔A、左進(jìn)油孔Psl和左泄油孔LI，回油孔T的另一側(cè)至主腔體右端依次對(duì)稱地設(shè)有右工作油孔B、右進(jìn)油孔Ps2和右泄油孔L2。
[0006]閥芯的結(jié)構(gòu)是:在芯桿的中間位置處設(shè)有環(huán)形槽，環(huán)形槽的一側(cè)向左依次設(shè)有左一環(huán)形凸臺(tái)、左二環(huán)形凸臺(tái)和左受控活塞，環(huán)形槽的另一側(cè)向右依次對(duì)稱地設(shè)有右一環(huán)形凸臺(tái)、右二環(huán)形凸臺(tái)和右受控活塞。左一環(huán)形凸臺(tái)、左二環(huán)形凸臺(tái)、右一環(huán)形凸臺(tái)和右二環(huán)形凸臺(tái)的直徑相等，左受控活塞直徑D12為左二環(huán)形凸臺(tái)直徑Dll的2/3~3/4倍，左受控活塞直徑D12與左控制油腔直徑D02的名義尺寸相同，左二環(huán)形凸臺(tái)直徑Dll與主腔體直徑DOl的名義尺寸相同。
[0007]閥芯的結(jié)構(gòu)滿足:
[0008]L12=L02( I )
[0009]Lll+(2.1-2.4) d=L01( II )
[0010]LI 1-(2.1-2.2)d=L03(III)
[0011]式(I )~(III)中:L12為左一環(huán)形凸臺(tái)和右一環(huán)形凸臺(tái)的中心距；
[0012]L02為左工作油孔A和右工作油孔B的中心距；
[0013]Lll為閥芯的長(zhǎng)度；
[0014]d為右工作油孔B和左工作油孔A的直徑；
[0015]LOl為閥體的水平腔體的長(zhǎng)度；
[0016]L03為主腔體的長(zhǎng)度。
[0017]反饋射流裝置包括銜鐵組件、射流管、支承座、接收器、反饋桿、鋼球和彈性密封支承件。接收器同軸心地裝入支承座的下部，彈性密封支承件固定在支承座的上端；射流管上部與銜鐵組件連接，射流管的下部穿過(guò)彈性密封支承件同軸心地置于支承座的上部空腔內(nèi)。反饋桿的上端對(duì)稱地固定在射流管下部的兩側(cè)，反饋桿的下端固定有鋼球；支承座下部對(duì)稱地開(kāi)有水平油道，位于支承座外壁的2個(gè)油口與閥體的垂直腔體的2個(gè)油口對(duì)應(yīng)相通，位于支承座內(nèi)壁的2個(gè)油口與接收器的2個(gè)接收器油道在圓弧面對(duì)應(yīng)的油口相通。
[0018]鋼球嵌入閥芯的環(huán)形槽內(nèi)，支承座安裝在閥體的垂直腔體內(nèi)。
[0019]所述閥芯的材質(zhì)為45號(hào)鋼。
[0020]所述環(huán)形槽的寬度與鋼球的直徑相等，環(huán)形槽的深度為鋼球直徑的(0.6-1)倍。
[0021]所述反饋桿的形狀近似于兩只手臂外伸，反饋桿的下端合攏處焊接有鋼球；反饋桿為扁平形狀，材質(zhì)為彈簧鋼。
[0022]所述鋼球的材質(zhì)為高碳鋼，鋼球的表面鍍鉻，鍍鉻層厚度為0.02-0.03mm。
[0023]所述接收器的橫截面由兩條直線和兩條弧線圍成，弧面的曲率半徑與支承座內(nèi)壁半徑相同；接收器內(nèi)對(duì)稱地設(shè)有兩個(gè)接收器油道，接收器油道的一個(gè)油口位于接收器的上平面，接收器油道的另一個(gè)油口位于接收器下部的弧面；接收器油道的截面呈等腰三角形，兩個(gè)等腰三角形的頂角相對(duì)設(shè)置，兩個(gè)等腰三角形頂角間的距離為0~0.03mm，兩個(gè)接收器油道之間的夾角為30° ~60° ;接收器的材質(zhì)為硬質(zhì)合金。
[0024]所述射流管的噴口為矩形，矩形噴口的兩條長(zhǎng)邊與接收器上平面的等腰三角形油口的底邊相平行；射流管材料為高強(qiáng)度鋼。
[0025]所述閥蓋內(nèi)的左控制油腔與主腔體為同一中心線，閥蓋安裝在閥本體的左端。
[0026]所述閥體左油道由閥蓋的油道和閥本體的左油道構(gòu)成；閥蓋油道的一個(gè)油口與左控制油腔相通，閥蓋油道的另一油口位于閥蓋的右端面，閥本體左油道的一個(gè)油口位于閥本體的左端面，閥本體左油道的另一個(gè)油口位于閥本體的垂直腔體的內(nèi)壁。
[0027]本實(shí)用新型的壓力油從反饋射流裝置的射流管噴出，壓力油經(jīng)過(guò)右油道和左油道進(jìn)入右控制油腔和左控制油腔，壓力油作用在右受控活塞和左受控活塞的端面上。
[0028]當(dāng)銜鐵組件未產(chǎn)生力矩時(shí)，射流管處于兩個(gè)接收器油道的中間位置(即零位)，兩個(gè)接收器油道所接收的壓力油流量相同，右受控活塞和左受控活塞所受壓力相同，此時(shí)閥芯處于零位。左泄油孔LI和右泄油孔L2對(duì)應(yīng)地位于左二環(huán)形凸臺(tái)和右二環(huán)形凸臺(tái)外側(cè)，左進(jìn)油孔Psl位于左二環(huán)形凸臺(tái)和左一環(huán)形凸臺(tái)之間，右進(jìn)油孔Ps2位于右一環(huán)形凸臺(tái)和右二環(huán)形凸臺(tái)之間，左工作油孔A和右工作油孔B分別被左一環(huán)形凸臺(tái)和右一環(huán)形凸臺(tái)堵住，左進(jìn)油孔Psl、左工作油孔A、回油孔T、右工作油孔B和右進(jìn)油孔Ps2之間互不連通。
[0029]當(dāng)銜鐵組件產(chǎn)生順時(shí)針力矩時(shí)，使射流管向左偏轉(zhuǎn)一個(gè)正比于力矩的小角度，兩個(gè)接收器油道中左邊油道的壓力油流量大于右邊油道的壓力油流量，左受控活塞所受壓力大于右受控活塞所受壓力，閥芯兩端的壓力差推動(dòng)閥芯沿軸向向右移動(dòng)。這時(shí)，左進(jìn)油孔Psl與左工作油孔A連通，右工作油孔B與回油孔T連通。閥芯的移動(dòng)使反饋桿產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)射流管回到零位的反饋力矩，射流管向右偏轉(zhuǎn)回到零位，使進(jìn)入到兩個(gè)接受器油道的壓力油流量相等，作用在右受控活塞和左受控活塞的壓力相等，此時(shí)閥芯處于平衡位置，該裝置對(duì)外輸出相應(yīng)流量和壓力的壓力油。
[0030]當(dāng)銜鐵組件產(chǎn)生逆時(shí)針力矩時(shí)，使射流管向右偏轉(zhuǎn)一個(gè)正比于力矩的小角度，兩個(gè)接收器油道中右邊油道的壓力油流量大于左邊油道的壓力油流量，右受控活塞所受壓力大于左受控活塞所受壓力，閥芯兩端的壓力差推動(dòng)閥芯沿軸向向左移動(dòng)。這時(shí)，右進(jìn)油孔Ps2與右工作油孔B連通，左工作油孔A與回油孔T連通。閥芯的移動(dòng)使反饋桿產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)射流管回到零位的反饋力矩，射流管向左偏轉(zhuǎn)回到零位，使進(jìn)入到兩個(gè)接受器油道的壓力油流量相等，作用在右受控活塞和左受控活塞的壓力相等，此時(shí)閥芯處于平衡位置，該裝置對(duì)外輸出相應(yīng)流量和壓力的壓力油。
[0031]由于采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型和現(xiàn)有技術(shù)相比有如下積極效果:
[0032](I)本實(shí)用新型中接收器油道的截面形狀加工成等腰三角形，射流管的出口加工成矩形，射流管隨銜鐵組件左右偏移，當(dāng)射流管將壓力油以高壓高速射向接收器油道時(shí)，接收器油道所接收的流量能較好產(chǎn)生線性變化，有效地提高了本實(shí)用新型的線性度。
[0033](2)本實(shí)用新型中閥芯的位移通過(guò)反饋桿產(chǎn)生使射流管回歸零位的反饋力矩，反饋力作用在射流管上，結(jié)構(gòu)上省去了電反饋所用的電器元件和位移傳感器，使本實(shí)用新型的體積減小和重量減輕。反饋桿用雙臂形，克服了單反饋桿受力不均的缺陷，可靠性高和壽命長(zhǎng)。
[0034](3)本