专利名称：数字液压泵的变量控制机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及数字液压泵，是一种可以由计算机芯片、软件、步进电机实现数字化控制的变量机构。
传统的轴向柱塞变量泵，控制变量机构的方式可以是手动的、机械的、液压的或电气的。近年来也有一些使用单片机、步进电机去控制泵的变量机构，例如中国《液压工业》杂志1991年2期47页刊出的“自压控制式，轴向柱塞泵变量机构的单片机调节系统”与实用新型“数字式轴向柱塞泵的变量机构”专利号91215039.4，它们都述说了以步进电机的旋转带动丝杆、丝杆螺母，使变量机构作轴向位移，以调节斜盘的摆角，改变泵的排量。只是前者是沿用了传统的通用伺服变量机构，后者是另行设计的一种变量机构。不足处在于它们都达不到31.5MPa的额定压力值。其次，前者的响应速度慢，后者无法实现理想的变量，存在失控和精度差的弊病。
本实用新型的目的是提供一种数字液压泵的变量控制机构。在高压液压泵的额定值范围内都能正常工作，通过计算机程序和反馈装置或其它机电转换器能在很宽的压力、流量范围内迅速、精确的控制，组成一个完善的数字泵。
为了达到上述目的，本实用新型对传统的变量机构作了改进，主要包括湿式步进电机、阀芯、阀套、斜盘、柱塞、泵体、反馈装置、控制单元，其特点是阀芯为一直统圆柱体，中心开有轴向通道与环槽油腔a、b、c相通，顶端设有与丝杆、丝杆螺母相连接的环槽，阀套下端设有确数路进油道和进油孔，在上部位置设有泄油孔，在进油孔和泄油孔之间的外壁上设有凹环槽与柱塞壁构成泄油道，与柱塞上的径向孔相通，上、下两端设有密封圈，并被固定在柱塞内成为力的放大器；在泵体一侧设有一反馈装置，该装置通过电位器或其它机电转换器将角度转换成相应的电信号，供控制单元检测，对变量机构作简单、精确的开环控制。
本实用新型的优点是1，阀芯、阀套可选用较小的步进电机，不作任何改动即可直接驱动阀芯工作。
2，数字液压泵能在低压到高压(0.1MPa～31.5MPa)，流量能从零到最大输出量范围内进行调节并正确工作。
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的阀芯、阀套结构放大图。
结合附图对本实用新型作进一步说明，但必须指出的是本实施例仅作说明而不是对本实用新型的限制。
本实用新型数字液压泵的变量控制机构，由湿式步进电机1、阀芯4、阀套5、斜盘6、柱塞7、泵体8、反馈装置9、控制单元12组成。
阀芯4为一直统圆柱体，中心开有轴向通道14与环槽油腔a、b、C相通，顶端设有与丝杆2、丝杆螺母3相连接的环槽。
阀套5下端设有数路进油道15和进油孔18，在上部位置设有泄油孔21，在进油孔18和泄油孔21之间的外壁上设有凹环槽与柱塞壁构成泄油道20，与柱塞7上的径向孔19相通，上、下两端设有密封圈13、16，并被固定在柱塞7内成为力的放大器。
工作过程，泵体8内的高压油被引至B腔，B腔及油道17内保持高压。当阀芯4上移时，泄油孔21开启，A腔的油经油腔a到油腔b流经泄油孔21、泄油道20、径向孔19流回泵体8内腔，成为无压油，此时，B腔为高压，柱塞7上升，直到泄油孔21被封闭为止，柱塞7停止上升。当阀芯4下移时，进油孔18开启，B腔的高压油经进油道15、进油孔18到油腔c和a进入A腔，A，B两腔油压力相等，且均为高压，但A腔柱塞的面积比B腔柱塞的面积大，A腔推力大，柱塞7下移，直到进油孔18重被封闭，柱塞7停止下移。这样，用很小的力推动阀芯4，柱塞7即可运动，同时输出很大的力带动斜盘6，克服变量控制力矩，改变斜盘6的倾斜角，改变了泵的流量。
控制阀芯的方法，采用湿式步进电机1，直接通过连轴丝杆2、丝杆螺母3，使旋转角度转化为轴向位移，带动阀芯4移动，湿式步进电机1转动一定的步数相当于阀芯4一定的轴向位移。
控制单元12是由计算机或程序控制器及步进电机驱动板构成。控制单元12根据需要的流量输出一定的脉冲，驱动步进电机运行相应的步数。
反馈装置9是信号反馈单元，利用柱塞泵上的刻度指示内的杠杆位移引出的，该装置位置与泵体内的斜盘6角度变化一一对应，即与泵的输出流量一一对应，这一装置通过电位器或其它机电转换器将角度转换成相应的电信号，供控制单元12检测，对变量机构作简单精确的开环控制。如果给控制单元12配上流量传感器10或压力传感器11，该液压系统就成为闭环控制。
权利要求1，一利数字液压泵的变量控制机构，包括湿式步进电机、阀芯、阀套、斜盘、柱塞、泵体、反馈装置、控制单元，其特征在于，阀芯为一直统圆柱体，中心开有轴向通道与环槽油腔a、b、c相通，顶端设有与丝杆、丝杆螺母相连接的环槽，阀套下端设有数路进油道和进油孔，在上部位置设有泄油孔，在进油孔和泄油孔之间的外壁上设有凹环槽与柱塞壁构成泄油道，与柱塞上的径向孔相通，上、下两端设有密封圈，并被固定在柱塞内成为力的放大器。
2，根据权利要求1所述的数字液压泵的变量控制机构，其特征在于泵体一侧设有一反馈装置，该装置通过电位器或其它机电转换器将角度转换成相应的电信号，供控制单元检测。
专利摘要一种数字液压泵的变量控制机构，包括湿式步进电机、阀芯、阀套、斜盘、柱塞、泵体、反馈装置、控制单元，其特点是，阀芯为一直统圆柱体，中心开有轴向通道与油腔相通，顶端与步进电机相连接，阀套下端设有数路进油道，阀套外壁上的环槽与柱塞壁构成泄油道，上、下两端设有密封圈被固定在柱塞内成为力的放大器。泵的一侧设有反馈装置和由计算机或程序控制器及步进电机驱动板组成的控制单元。数字液压泵能在低压到高压(0.1MPa～31.5MPa)范围内正确工作。
文档编号F04B1/00GK2244627SQ9524412
公开日1997年1月8日 申请日期1995年6月5日 优先权日1995年6月5日
发明者徐大地, 张友世 申请人:上海科曼电气公司