位移可放大型電液比例換向閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及電液比例控制系統(tǒng)領(lǐng)域，更具體地說，設(shè)及一種位移可放大型電 液比例換向閥。
【背景技術(shù)】
[0002] 電液比例閥是采用比例控制技術(shù)，介于開關(guān)型液壓閥和電液伺服閥之間的一種液 壓元件。由于電液比例閥能夠與電子控制裝置組合，因而便于對各種輸入、輸出信號進(jìn)行運(yùn) 算處理，W實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。同時(shí)，電液比例閥具有抗污染、低成本且響應(yīng)速度快等優(yōu) 點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中獲得了廣泛的應(yīng)用。
[0003] 現(xiàn)有的電液比例換向閥一般可采用直動(dòng)式和導(dǎo)控型兩種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案。直動(dòng)式 電液比例換向閥由線性-直線型電機(jī)械轉(zhuǎn)換器直接驅(qū)動(dòng)閥忍運(yùn)動(dòng)，其結(jié)構(gòu)簡單，且可W在零 壓力下工作，但由于受線性-直線型電機(jī)械轉(zhuǎn)換器輸出推力的限制無法實(shí)現(xiàn)大流量控制。導(dǎo) 控型電液比例換向閥由導(dǎo)閥控制主閥敏感腔的壓力變化，產(chǎn)生較大的液壓靜壓力驅(qū)動(dòng)主閥 忍運(yùn)動(dòng)，可W實(shí)現(xiàn)大流量控制，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且無法在零導(dǎo)控壓力下工作。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種高壓大 流量，且結(jié)構(gòu)簡單的位移可放大型電液比例換向閥。
[0005] 本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造了一種位移可放大型電液 比例換向閥，包括換向閥與線性-直線型電機(jī)械轉(zhuǎn)換器;所述換向閥包括閥體，W及安裝在 所述閥體內(nèi)的閥忍;所述線性-直線型電機(jī)械轉(zhuǎn)換器包括殼體，W及安裝在所述殼體內(nèi)的銜 鐵;所述電液比例換向閥還包括用于連接所述換向閥與所述線性-直線型電機(jī)械轉(zhuǎn)換器的 壓扭聯(lián)軸器;所述壓扭聯(lián)軸器包括與所述閥忍固定連接的第一連接部、與所述銜鐵固定連 接的第二連接部、兩個(gè)第一彈性螺旋件、兩個(gè)第二彈性螺旋件，W及固定安裝在所述閥體上 的安裝板;所述第一連接部、所述第二連接部、所述第一彈性螺旋件、所述第二彈性螺旋件， W及所述安裝板為一體化結(jié)構(gòu);兩個(gè)所述第一彈性螺旋件分別連接在所述第一連接部與所 述第二連接部之間，兩個(gè)所述第二彈性螺旋件分別連接在所述第二連接部與所述安裝板之 間；
[0006] 所述第一連接部與所述第二連接部為同軸設(shè)置的圓柱體;所述第一彈性螺旋件的 旋向與所述第二彈性螺旋件的旋向相反;兩個(gè)所述第一彈性螺旋件的旋向相同，且關(guān)于所 述第一連接部的軸線呈軸對稱;兩個(gè)所述第二彈性螺旋件的旋向相同，且關(guān)于所述第一連 接部的軸線呈軸對稱;兩個(gè)所述第一彈性螺旋件在所述第二連接部靠近所述第一連接部的 端面形成第一投影，兩個(gè)所述第二彈性螺旋件在所述第二連接部靠近所述第一連接部的端 面形成第二投影，所述第一投影位于所述第二投影內(nèi)；
[0007] 當(dāng)所述銜鐵推動(dòng)所述第二連接部朝向所述閥忍運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩個(gè)所述第一彈性螺旋件 與兩個(gè)所述第二彈性螺旋件產(chǎn)生相對扭轉(zhuǎn)W帶動(dòng)所述第一連接部旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0008] 在本實(shí)用新型所述的位移可放大型電液比例換向閥中，所述第一彈性螺旋件的圈 數(shù)與所述第二彈性螺旋件的圈數(shù)相同。
[0009] 在本實(shí)用新型所述的位移可放大型電液比例換向閥中，所述第一彈性螺旋件的圈 數(shù)為0.45圈~0.48圈。
[0010] 在本實(shí)用新型所述的位移可放大型電液比例換向閥中，所述安裝板包括呈正方體 的板體，W及開設(shè)在所述板體中屯、的通孔;所述第一連接部可在所述通孔中伸縮運(yùn)動(dòng)。
[0011] 在本實(shí)用新型所述的位移可放大型電液比例換向閥中，所述電液比例換向閥還包 括套裝在所述第二彈性螺旋件的外部的套筒;所述套筒的一端與所述安裝板固定連接，所 述套筒的另一端與所述殼體連接。
[0012] 在本實(shí)用新型所述的位移可放大型電液比例換向閥中，所述套筒為方形結(jié)構(gòu);所 述方形結(jié)構(gòu)開設(shè)有通孔，所述第二彈性螺旋件置于所述通孔內(nèi)。
[0013] 在本實(shí)用新型所述的位移可放大型電液比例換向閥中，所述線性-直線型電機(jī)械 轉(zhuǎn)換器為比例電磁鐵或線性力馬達(dá)。
[0014] 在本實(shí)用新型所述的位移可放大型電液比例換向閥中，所述閥忍上設(shè)置有低壓 孔、高壓孔與感受通道；
[0015] 其中，所述低壓孔與所述感受通道重疊的弓高h(yuǎn)i,所述低壓孔與所述感受通道重 疊的弓形面積Ai根據(jù)低壓孔與感受通道之間的關(guān)系式表示為：
[0018]所述高壓孔與所述感受通道重疊的弓高h(yuǎn)2,所述高壓孔與所述感受通道重疊的弓 形面積A2根據(jù)高壓孔與感受通道之間的關(guān)系式表示為：
[0021] 式中；
[0022] rd:高壓孔或低壓孔的半徑；
[0023] Rd:閥忍的臺肩半徑；
[0024] R:第一彈性螺旋件與第二彈性螺旋件傳遞力的有效半徑；
[0025] 0m:面對線性-直線型電機(jī)械轉(zhuǎn)換器時(shí)，閥忍的順時(shí)針轉(zhuǎn)角位移；
[0026] θν:面對線性-直線型電機(jī)械轉(zhuǎn)換器時(shí)，閥忍的逆時(shí)針轉(zhuǎn)角位移；
[0027] Xm:線性-直線型電機(jī)械轉(zhuǎn)換器輸出水平位移；
[002引 XV:閥忍運(yùn)動(dòng)位移；
[0029] ho:高壓孔或低壓孔的初始弓高；
[0030] β:第一彈性螺旋件或第二彈性螺旋件的螺旋升角。
[0031] 實(shí)施本實(shí)用新型的位移可放大型電液比例換向閥，具有W下有益效果:所述電液 比例換向閥采用壓扭聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)，當(dāng)銜鐵推動(dòng)第二連接部朝向閥忍運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩個(gè)第一彈 性螺旋件與兩個(gè)第二彈性螺旋件產(chǎn)生相對扭轉(zhuǎn)W帶動(dòng)第一連接部旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而將銜鐵的 直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)殚y忍的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，與其它電液比例閥相比，所述電液比例換向閥具有無摩擦 傳遞、柔性好，體積小且加工裝配簡便等優(yōu)點(diǎn)；其次，由于第一彈性螺旋件的旋向與第二彈 性螺旋件的旋向相反，能夠起到放大閥忍行程，增加閥的額定流量作用;再者，因?yàn)樵诠ぷ?壓力為零或失壓時(shí)，由于此時(shí)閥忍軸向阻力幾乎為零，完全可W由線性-直線型電機(jī)械轉(zhuǎn)換 器直接推動(dòng)閥忍，發(fā)揮直動(dòng)閥的特點(diǎn)，故能克服傳統(tǒng)導(dǎo)控級電液比例換向閥需要為導(dǎo)控級 單獨(dú)提供壓力的缺點(diǎn)，使液壓系統(tǒng)更為簡單;最后，通過改變第一彈性螺旋件螺旋升角正切 值和第二彈性螺旋件螺旋升角正切值的比例，能方便設(shè)計(jì)所需放大位移的倍數(shù)。
【附圖說明】
[0032] 下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，附圖中：
[0033] 圖1是本實(shí)用新型較佳實(shí)施例提供的位移可放大型電液比例換向閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示 意圖；
[0034] 圖2是圖1所示的電液比例換向閥中的壓扭聯(lián)軸器的立體結(jié)構(gòu)圖；
[0035] 圖3是圖1所示的電液比例換向閥中的壓扭聯(lián)軸器的另一立體結(jié)構(gòu)圖；
[0036] 圖4是圖1所示的電液比例換向閥中的壓扭聯(lián)軸器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；
[0037] 圖5是圖1所示的電液比例換向閥中的壓扭聯(lián)軸器的局部剖視圖。
[0038] 圖6是圖1所示的電液比例換向閥中低壓孔與感受通道的位置關(guān)系圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039] 為了對本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細(xì) 說明本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】。
[0040] 如圖1、圖2、圖3、圖4W及圖5所示，本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例提供一種位移可放大 型電液比例換向閥，其包括換向閥1、線性-直線型電機(jī)械轉(zhuǎn)換器2、壓扭聯(lián)軸器3, W及套筒 4。
[0041] 具體地，如圖及圖6所示，該換向閥1包括閥體11，W及安裝在閥體11內(nèi)的閥忍 12。該閥忍12上設(shè)置有低壓孔13、高壓孔14與感受通道15。其中，低壓孔13與感受通道15重 疊的弓高h(yuǎn)i,低壓孔13與感受通道15重疊的弓形面積Ai根據(jù)低壓孔13與感受通道15之間的 關(guān)系式表示為：
[0042]
[0043]
[0044] 高壓孔14與感受通道15重疊的弓高h(yuǎn)2,高壓孔14與感受通道15重疊的弓形面積A2 根據(jù)高壓孔14與感受通道15之間的關(guān)系式表示為：
[0047]式中；
[004引 rd:高壓孔14或低壓孔13的半徑；
[0049] Rd:閥忍12的臺肩半徑；
[0050] R:第一彈性螺旋件33與第二彈性螺旋件34傳遞力的有效半徑；
[0051] 面對線性-直線型電機(jī)械轉(zhuǎn)換器2時(shí)，閥忍12的順時(shí)針轉(zhuǎn)角位移；
[0052] θν:面對線性-直線型電機(jī)械轉(zhuǎn)換器2時(shí)，閥忍12的逆時(shí)針轉(zhuǎn)角位移；
[00對 Xm:線性-直線型電機(jī)械轉(zhuǎn)換器2輸出水平位移；
[0化4] XV:閥忍12運(yùn)動(dòng)位移；
[0055] ho:高壓孔14或低壓孔13的初始弓高；
[0056] β:第一彈性螺旋件33或第二彈性螺旋件34的螺旋升角。
[0057] W上關(guān)系式能較為準(zhǔn)確地描述該換向閥導(dǎo)控級通流面積的變化過程，從而反映導(dǎo) 控級流量的大小變化過程，因此，該關(guān)系式對整個(gè)電液比例換向閥的靜動(dòng)態(tài)特性有制約作 用。
[0058] 如圖1所示，該線性-直線型電機(jī)械轉(zhuǎn)換器2為比例電磁鐵或線性力馬達(dá)，其包括殼 體21，W及安裝在殼體21內(nèi)的銜鐵22。線性-直線型電機(jī)械轉(zhuǎn)換器2為現(xiàn)有技術(shù)中常見的結(jié) 構(gòu)，在此不再寶述。
[0059] 如圖2、圖3、圖4并參閱圖1所示，該壓扭聯(lián)軸器3用于將線性-直線型電機(jī)械轉(zhuǎn)換器 2中的銜鐵22的直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)閾Q向閥1中的閥忍12的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。壓扭聯(lián)軸器3包括第一連接 部31、第二連接部32、第一彈性螺旋件33、第二彈性螺旋件34W及安裝板35。第一連接部31、 第二連接部32、第一彈性螺旋件33、第二彈性螺旋件34W及安裝板35為一體化結(jié)構(gòu)，其整體 性結(jié)構(gòu)較好，組裝拆卸所述電液比例換向閥時(shí)較為簡便。本實(shí)施例中，壓扭聯(lián)軸器3可采用 3D打印的方式加工。
[0060] 其中，如圖2、圖3、圖4W及圖5并參閱圖1所示，該第一連接部31與閥忍12固定連 接，該第二連接部32與銜鐵22固定連接，第一連接部31與第二連接部32為同軸設(shè)置的圓柱 體，第一連接部31的外徑小于第二連接部32的外徑。
[0061] 該第一彈性螺旋件33連接在第一連接部31與第二連接部32之間，也即第一彈性螺 旋件33連接在第一連接部31與第二連接部32相鄰的兩端面。本實(shí)施例中，第一彈性螺旋件 33設(shè)置有兩個(gè)，兩個(gè)第一彈性螺旋件33的旋向相同，且兩個(gè)第一彈性螺旋件33關(guān)于第一連 接部31的軸線呈軸對稱，此時(shí)，兩個(gè)第一彈性螺旋件33在第一連接部31的同一端面上的投 影相互分離，該投影為扇環(huán)形，兩個(gè)投影呈軸對稱設(shè)置。該第二彈性螺旋件34連接在第二連 接部32與安裝板35之間，也即第二