专利名称：压力流量电液伺服阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种适用于既有较高的力控制要求，又有较高的位置控制要求的电液加载伺服控制系统的压力流量电液伺服阀。属于电液伺服控制系统技术领域。
背景技术：
在现代的电液加载系统中，较为普遍地是用电液流量伺服阀来控制加载力，这种系统虽也能实现按预定载荷谱进行加载的任务，但由于电液流量伺服阀的压力输出呈非线性特征，使加载系统存在干扰大，控制难度高，系统设计复杂，控制精度低，准确性不易保证，多余力消除困难等缺陷。有的系统为了解除多余力，提高加载精度和加载快速性，不得不用大流量阀来控制小的执行元件；还有的系统为获取大的流量增益系数和小的压力增益系数，不得不用大的正开口滑阀或增设泄漏通道。从而加大了油源功率，造成能源的浪费。近年来，随着电液加载伺服系统越来越广泛的应用，不仅要求阀的流量输出呈线性的，而且要求阀的压力输出也是线性的，对阀的控制精度和品质的要求也越来越高。
电液伺服阀是电液伺服控制系统的关键性元件，其性能对系统的特性影响很大。对于惯性大、外负载小且负载变动大的电液伺服控制系统，提高系统的阻尼是加强系统稳定性的有效方法。负载压力随系统动态变化，当系统谐振加剧时，负载压力增大而输出空载流量减小，若在位置反馈伺服阀上增加负载压力反馈，则负载压力和输出空载流量均与信号电流成比例关系。压力流量电液伺服阀综合了压力控制和流量控制的作用，既能给力系统提供较高的力控制，又能给位置系统提供较高的位置精度控制，还能给高共振负载伺服系统提供有效阻尼特性。此外，在电液加载伺服系统中，尤其是在被动加载系统中能有效抑制多余力，解决系统力分争。因此压力流量电液伺服阀是各种电液加载伺服控制系统中的主要控制元件，随着自动化技术的迅速发展，在航空、航天、汽车、冶金、机械等领域里具有广泛的应用前景。
目前，国内常见的伺服阀一般以流量伺服阀为多，尚无压力流量电液伺服阀。在各种电液加载伺服控制系统和高谐振负载电液伺服控制系统中，高品质的压力流量电液伺服阀只能依靠进口。而国外现有的压力流量控制技术是在弹簧平衡式流量电液伺服阀的基础上，引入压力流量回路，并在功率级滑阀进行压力反馈综合。在稳态情况下弹簧力与反馈液压力之合力和控制液压力相平衡，使功率级滑阀取得一个相应的平衡位置。这种结构的阀品质低，性能差。在动态时阀的频宽由于受平衡弹簧的刚度所限，使阀的频宽不高。平衡弹簧可能产生的侧向力也会使阀的灵敏度降低。此结构不能满足高品质电液加载伺服系统的要求，因此未能较好地在工业系统中推广应用。
发明内容
本实用新型针对上述不足提供一种适用于电液加载控制伺服控制系统和高共振负载电液伺服控制系统，且具有较高动态响应能力和高静态控制精度的压力流量电液伺服阀。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种压力流量电液伺服阀，包括阀体、干式永磁力矩马达、双喷嘴挡板阀、固定节流孔、浮动套、带负载压力反馈的力反馈对中滑阀和联接油路，其特征在于双喷嘴挡板阀(4)经油路与带负载压力反馈的力反馈对中滑阀(7)控制腔联接；带负载压力反馈的力反馈对中滑阀(7)经油路分别与高压油、负载两腔和回油相联接，并在高压油通向双喷嘴挡板阀的控制油路中设有固定节流孔(9)；力反馈对中滑阀作为功率级，它通过反馈杆(6)、挡板(5)、控制线圈和衔铁组件(3)相联；力反馈对中滑阀控制腔与负载压力反馈腔间的隔离由浮动套(8)实现；负载两腔经压力反馈油路与带负载压力反馈的力反馈对中滑阀两端反馈腔联接，该反馈油路既可安置在负载压力反馈四通滑阀上，又可安置在负载压力反馈四通滑阀外，均能实现负载压力反馈在功率滑阀级进行综合。
本实用新型由于在现有的力反馈电液伺服阀基础上增设负载压力反馈，在实现了阀的空载输出流量与输入电流的一一对应的同时还实现了阀的输出压力差与输入电流的一一对应。从而具有良好的压力、流量线性特性，对力环和位置环的双环控制系统可直接应用线性控制理论，简化了系统设计和分析。此外，压力流量伺服阀的压力增益平坦，可调，有利于多通道控制和余度管理技术的应用，有利于多路控制中的一致性要求，克服力分争问题。
本实用新型对欠阻尼、带谐振负载的电液位置伺服系统，能够保证系统足够的稳定裕度，有效改善系统品质；对力系统或加载伺服系统，能有效抑制多余力，有益于消除力分争。
图1是本实用新型的结构示意图。
图-1.干式永磁力矩马达，2.上盖，3.控制线圈和衔铁组件，4.挡板阀，5.挡板，6.反馈杆，7.滑阀，8.浮动套，9.节流孔，10.阀体。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型主要由干式永磁力矩马达(1)、上盖(2)、双喷嘴挡板阀(4)、带负载压力反馈的力反馈对中滑阀(7)、浮动套(8)、固定节流孔(9)、阀体(10)和联接油路构成。干式永磁力矩马达(1)又由永久磁铁、控制线圈和衔铁组件(3)组成。双喷嘴挡板阀(4)作为前置放大级由挡板(5)和一对控制喷嘴组成。带负载压力反馈的力反馈对中滑阀(7)作为功率级，它通过反馈杆(6)、挡板(5)、控制线圈和衔铁组件(3)相联。在高压油与双喷嘴挡板阀(4)相联的油路上分别串联了固定节流孔(9)。负载两腔P1、P2经油路分别与带负载压力反馈的力反馈对中滑阀(7)两端反馈腔Pf1、Pf2相联。
若系统输入的电信号使干式永磁力矩马达(1)产生顺时针方向的电磁力矩，控制线圈和衔铁组件(3)在电磁力矩和弹簧力矩的作用下，顺时针方向偏转一角度，于是双喷嘴挡板阀(4)的左间隙减小而右间隙增大，则通过固定节流孔(9)的控制压力Pn1增大，Pn2减小，推动带负载压力反馈的力反馈对中滑阀(7)右移，高压油Ps进入负载腔p1，负载腔p2回流至pr。与此同时，带负载压力反馈的力反馈对中滑阀(7)两端反馈腔Pf1、Pf2与负载腔p1、负载腔p2相通并感受负载反馈压力作用，阻止带负载压力反馈的力反馈对中滑阀(7)向右移。此外由于带负载压力反馈的力反馈对中滑阀(7)的偏移使反馈杆(6)产生弹性变形，作用给挡板(5)逆时针方向的弹簧反力矩，使挡板回中。当作用在双喷嘴挡板阀(4)上由于干式永磁力矩马达(1)产生的电磁力矩、反馈杆(6)上的反力矩等诸多力矩达到平衡时，带负载压力反馈的力反馈对中滑阀(7)停止运动，取得一个平衡位置，此时伺服阀输出的负载压力和空载流量均与输入信号电流成比例关系。如果负载压力由于干扰作用而增大，那么负载压力反馈作用在带负载压力反馈的力反馈对中滑阀(7)上的反馈力也增大，破坏了带负载压力反馈的力反馈对中滑阀(7)的力矩平衡，使带负载压力反馈的力反馈对中滑阀(7)向左移动，使控制喷嘴腔Pn1增大，而Pn2减小，推动带负载压力反馈的力反馈对中滑阀(7)向右移动回至原位。如果负载压力由于干扰而减小，其调整过程与上相反。可见，在输入电信号不变时，阀的输出流量和输出压差保持不变，且输入信号与阀的空载输出流量和输出负载压差成比例关系。因此，本实用新型能提供系统有效的附加阻尼，满足系统品质的需要。特别是在被动电液加载伺服系统中，能有效抑制多余力，取得理想的效果。
权利要求1.一种压力流量电液伺服阀，由阀体、干式永磁力矩马达、双喷嘴挡板阀、带负载压力反馈的力反馈对中滑阀、浮动套、固定节流孔组成，其特征在于双喷嘴挡板阀(4)经油路与力反馈对中滑阀(7)控制腔联接；带负载压力反馈的力反馈对中滑阀(7)经油路分别与高压油、负载两腔并和回油路相联接，在高压油通向双喷嘴挡板阀(4)的控制油路上设有固定节流孔(9)。
2.根据权利要求1所述的一种压力流量电液伺服阀，其特征在于带负载压力反馈的力反馈对中滑阀(7)作为功率级，通过反馈杆(6)、挡板(5)、控制线圈和衔铁组件(3)相联。
3.根据权利要求1所述的一种压力流量电液伺服阀，其特征在于带负载压力反馈的力反馈对中滑阀(7)两端反馈腔经反馈油路分别与负载两腔相通，该反馈油路既可安置在带负载压力反馈的力反馈对中滑阀(7)上，又可安置在带负载压力反馈的力反馈对中滑阀(7)外，均能实现负载压力反馈在功率滑阀级进行综合。
4.根据权利要求1所述的一种压力流量电液伺服阀，其特征在于浮动套用于隔离带负载压力反馈的力反馈对中滑阀(7)的控制腔与反馈腔。
专利摘要本实用新型涉及一种压力流量电液伺服阀，其特征是双喷嘴挡板阀经油路与力反馈对中滑阀控制腔联接，带负载压力反馈对中滑阀经油路分别与高压油，负载两腔回油路联接，并在高压油通向双喷嘴挡板阀的控制油路上设有固定节流孔。该阀对欠阻尼、带谐振负载的电液位置伺服系统，能够保证系统足够的稳定裕度，提高了产品的质量和性能，可广泛应用于各种电液加载伺服控制系统中。
文档编号F15B13/044GK2846835SQ20052009728
公开日2006年12月13日 申请日期2005年7月22日 优先权日2005年7月22日
发明者陈镇汉 申请人:陈镇汉