专利名称：数控液压控制单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种数控液压控制单元，可以有选择地对多个液压执行件进行控制。
背景技术：
现有液压领域分液压传动与液压控制两类。液压传动系统以传递动力为主，其系统由标准的或专用的开关式液压元件组成，执行元件运动参数的控制精度较低，系统在开环状态下工作。液压控制系统注重信息传递，以达到液压执行元件运动参数(如行程速度， 位移量，转速或转角)的准确控制为主，其系统控制部分采用液压伺服机构，执行元件的运动参数能够精确控制，系统在闭环状态下工作。2011年9月14日，公开号为CN201972981U的中国实用新型专利，公开了一种选择性控制多个工作油缸的数字液压控制装置，包括共轴线的阀壳、主阀芯及阀杆，阀杆安装于主阀芯的中孔中，主阀芯为圆柱体，主阀芯的圆柱面与阀壳的主孔内壁液密封配合；阀壳上设有与压力油源压力油连接的总进油口及与压力油源油箱连接的总回油口、与多个工作油缸分别相连接的多组阀壳出油口及阀壳返油口；主阀芯的圆柱面上设有多个与总进油口连通的主阀芯出油口、多个与总回油口连通的主阀芯返油口，各主阀芯出油口可分别与各阀壳出油口对接，各主阀芯返油口可分别与各阀壳返油口对接。阀芯旋转一定角度就接通不同的阀壳出油口及阀壳返油口，从而使与该阀壳出油口及阀壳返油口连接的工作油缸投入工作；同样，阀芯轴向移动一定距离也可以接通不同的阀壳出油口及阀壳返油口，使与该阀壳出油口及阀壳返油口连接的工作油缸投入工作。该液压控制装置存在如下不足之处
(O通过伺服电机一控制阀芯的角位移，伺服电机二控制阀芯的轴向位移，伺服电机三控制回油压力，三电机结构比较复杂，使控制装置的整体尺寸比较大，控制复杂。(2)阀芯上设有工作油槽、工作油道、返油油槽、返油油道、工作出油口、工作返油口，阀芯进返油通道为外置工作油槽及返油油槽，使得阀芯的轴向尺寸很大；工作油道及返油油道为圆柱孔，使得阀芯的径向尺寸很大。(3)阀壳主孔为通孔，两端均要进行密封，密封性能较差。(4)溢流阀位于另一个壳体中，采用两个分体的阀壳组装而成，既存在密封问题， 又增大了外形尺寸。(5)各工作油路的压力是一样的，要变同步变，没有各油路有不同压力的功能。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种数控液压控制单元，结构简单，外形尺寸小，且控制方便。为解决以上技术问题，本发明所提供的一种数控液压控制单元，包括共轴线的阀体、主阀芯及阀杆，所述阀杆安装于所述主阀芯的中孔中，所述主阀芯为圆柱体，主阀芯的圆柱面与所述阀体的主孔内壁液密封配合；所述阀体上设有与压力油源压力油连接的总进油口及与压力油源油箱连接的总回油口、与多个液压执行件分别相连接的多组阀体出油口及阀体返油口；所述主阀芯的圆柱面上设有多个与所述总进油口连通的主阀芯出油口、 多个与所述总回油口连通的主阀芯返油口，各所述主阀芯出油口可分别与各所述阀体出油口对接，各所述主阀芯返油口可分别与各所述阀体返油口对接，所述阀杆内设有与所述总进油口相连通的阀杆油道；各所述主阀芯出油口分别与主阀芯内的供油分配槽相连通，所述供油分配槽与所述阀杆油道相连通；各所述主阀芯返油口分别与主阀芯内的返油分配槽相连通，所述返油分配槽通过阀体主孔的油腔与所述阀体回油道相连通，所述阀体回油道与所述总回油口连通；所述阀体主孔为一端开口的盲孔，所述盲孔的开口端安装有将端口封闭的第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出轴通过键与第一电磁离合器的动力输入端连接，所述第一电磁离合器安装于所述阀杆的前端且其动力输出端通过拨杆装置与所述主阀芯连接；所述阀杆的后端安装有第二电磁离合器，所述第二电磁离合器与所述第一电磁离合器互为一通一断，所述第二电磁离合器的动力输出端与传动丝杆相连接；所述传动丝杆套装在所述阀杆上，且传动丝杆的外周通过丝杆轴承支撑在阀体主孔壁上；所述传动丝杆的前端旋接有传动丝母，所述传动丝母的外周通过组合轴承及挡圈与所述主阀芯连接。相对于现有技术，本发明取得了以下有益效果(I)第一伺服电机启动后，第一伺服电机主轴驱动阀杆转动，第一电磁离合器与第二电磁离合器互为一通一断，当第二电磁离合器失电时，第一电磁离合器得电，第一电磁离合器的动力输出端通过拨杆装置驱动主阀芯旋转，使得主阀芯上某一对主阀芯出油口、主阀芯返油口与相应的阀体出油口、阀体返油口对接，从而使与该阀体出油口及阀体返油口连接的工作油缸投入工作；当第一电磁离合器失电时，第二电磁离合器得电，第二电磁离合器的动力输出端驱动传动丝杆旋转，进而带动旋接在传动丝杆前端的传动丝母沿传动丝杆轴向位移，传动丝母带动主阀芯轴向位移，也使得主阀芯上某一对主阀芯出油口、主阀芯返油口与相应的阀体出油口、阀体返油口对接，从而使与该阀体出油口及阀体返油口连接的工作油缸投入工作；这样一个伺服电机既可驱动主阀芯作旋转运动，又可以驱动主阀芯作轴向运动，简化了结构，使控制单元外形尺寸更小；(2)总进油口与阀杆油道相连通，阀杆油道与供油分配槽相连通，供油分配槽与主阀芯出油口相连通，形成了进油通道内置，减小了控制单元的外形尺寸；(3)阀体主孔为一端开口的盲孔，提高了密封性能。作为本发明的优选方案，所述阀体内设有变压腔，所述变压腔的一端为大直径端， 另一端为小直径端，所述变压腔中设有变压活塞，所述变压活塞的两端分别与变压腔的大直径端及小直径端液密封配合，所述变压腔的小直径端通过变压腔小端油道与所述阀体主孔内壁的变压小端油道口相连通，所述变压腔的大直径端通过变压腔大端油道与所述阀体主孔内壁的变压大端油道口相连通。类似液压千斤顶的原理，变压活塞两个端面的面积不同，当从变压腔小端油道向变压活塞的小端供油时，从变压腔大端油道输出的油压降低，实现减压；反之，当从变压腔大端油道向变压活塞的大端供油时，从变压腔小端油道输出的油压升高，实现增压。作为本发明的进一步优选方案，所述变压大端油道口与所述阀体上的某个阀体出油口连通。作为本发明的优选方案，所述阀体上的总进油口与总回油口之间通过溢流阀相连通。当供油压力过高时，溢流阀打开，总进油口与总回油口连通，此时控制单元处于卸荷状态。作为本发明的进一步优选方案，所述溢流阀为先导式溢流阀，所述先导式溢流阀的溢流阀阀芯位于所述总进油口与总回油口之间，所述先导式溢流阀的先导阀阀芯由先导阀弹簧和调压丝杆调整开启压力，所述调压丝杠通过齿轮副与第二伺服电机的主轴传动连接。第二伺服电机通过齿轮副驱动调压丝杆转动，调整先导阀弹簧的预紧力，从而调节溢流阀的开启压力。作为本发明的优选方案，所述供油分配槽及返油分配槽为扁弧槽，所述扁弧槽的弧面以所述主阀芯的轴线为中心沿圆周面延伸。扁弧槽与圆柱孔相比，在主阀芯的径向尺寸更小，有利于减小主阀芯的尺寸。作为本发明的优选方案，所述拨杆装置包括对称设置的两根拨杆及固定两根拨杆的连接盘，所述连接盘与所述第一电磁离合器的动力输出端固定连接，两所述拨杆分别插接在所述主阀芯相应的孔中。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本发明。图I为本发明数控液压控制单元的结构示意图。图2为图I中沿A-A的剖视图。图3为图I中沿B-B的剖视图。图4为图I中沿C-C的剖视图。图5为图I中沿D-D的剖视图。图6为图I中沿E-E的剖视图。图7为图I的主阀芯轴向位移后的状态图。图8为数控液压控制单元的变压活塞处于减压状态时的结构图。图9为数控液压控制单元的变压活塞处于增压状态时的结构图。图10为数控液压控制单元的变压活塞处于卸荷状态时的结构图。图中1阀体；Ia总进油口 ；lb阀体出油口 ；lc阀体返油口 ；ld阀体回油道；le总回油口 ；2主阀芯；2a供油分配槽；2b主阀芯出油口 ；2c返油分配槽；2d主阀芯返油口 ；3 阀杆；3a阀杆油道；4第一伺服电机；4a第一伺服电机主轴；5第一电磁离合器；6连接盘；7 拨杆；8第二电磁离合器；9传动丝杆；9a丝杆轴承；9b丝杆轴承座；10a向心球轴承一 ；10b 向心球轴承二 ；10c推力球轴承一 ；10d推力球轴承二 ；11传动丝母；lla组合轴承；llb挡圈；12液压执行件；13第二伺服电机；13a第二伺服电机主轴；14a溢流阀阀芯；14b先导阀阀芯；14c先导阀弹簧；14d调压丝杆；15齿轮副；16变压活塞；16a变压腔小端油道；16b变压腔大端油道；17压力油源。
具体实施例方式如图I至图6所示，本发明的数控液压控制单元，包括共轴线的阀体I、主阀芯2及阀杆3，阀杆3安装于主阀芯2的中孔中，主阀芯2为圆柱体，主阀芯2的圆柱面与阀体I的主孔内壁液密封配合。
5
阀体I上设有与压力油源17压力油连接的总进油口 Ia及与压力油源油箱连接的总回油口 le、与多个液压执行件12分别相连接的多组阀体出油口 Ib及阀体返油口 lc。各阀体出油口 Ib与相应的阀体返油口 Ic位于同一断面上且相位相差180°。液压执行件可以为液压马达、液压油缸或偏转油缸。阀杆3中心设有阀杆油道3a，主阀芯2的圆柱面上设有多个主阀芯出油口 2b及多个主阀芯返油口 2d，各主阀芯出油口 2b与相应的主阀芯返油口 2d位于同一断面上且相位相差180°。各主阀芯出油口 2b向外可分别与各阀体出油口 Ib对接，向内分别与主阀芯内的供油分配槽2a相连通，供油分配槽2a与阀杆油道3a相连通，阀杆油道3a与阀体I上的总进油口 Ia相连通。各主阀芯返油口 2d向外可分别与各阀体返油口 Ic对接，向内分别与主阀芯内的返油分配槽2c相连通，返油分配槽2c通过阀体主孔的油腔与阀体回油道Id相连通，阀体回油道Id与总回油口 Ie连通。供油分配槽2a及返油分配槽2c为扁弧槽，扁弧槽的弧面以主阀芯的轴线为中心沿圆周面延伸，使主阀芯的径向尺寸更小。阀体主孔为一端开口的盲孔，盲孔的开口端安装有将端口封闭的第一伺服电机4, 第一伺服电机主轴4a通过键与第一电磁离合器5的动力输入端连接,第一电磁离合器5安装于阀杆3的前端且其动力输出端通过拨杆装置与主阀芯连接。拨杆装置包括对称设置的两根拨杆7及固定两根拨杆的连接盘6，连接盘6与第一电磁离合器5的动力输出端固定连接，两拨杆7分别插接在主阀芯相应的孔中。第二电磁离合器8通过键安装在阀杆的后端，第二电磁离合器8与第一电磁离合器5互为一通一断，第二电磁离合器8的动力输出端与传动丝杆9相连接；传动丝杆9套装在阀杆上，且传动丝杆9的外周安装有丝杆轴承9a，并通过丝杆轴承座9b支撑在阀体主孔壁上；传动丝杆9的前端旋接有传动丝母11，传动丝母11的外周通过组合轴承Ila及挡圈 Ilb与主阀芯2连接。阀杆与连接盘6之间安装有向心球轴承一 10a，阀杆与传动丝杆9之间安装有向心球轴承二 10b，阀杆与阀体主孔端头之间安装有推力球轴承一 10c，阀杆后端与阀体之间安装有推力球轴承二 10d。阀体内设有变压腔，变压腔的一端为大直径端，另一端为小直径端，变压腔中设有变压活塞16，变压活塞16的两端分别与变压腔的大直径端及小直径端液密封配合，变压腔的小直径端通过变压腔小端油道16a与阀体主孔内壁的变压小端油道口相连通，变压腔的大直径端通过变压腔大端油道16b与阀体主孔内壁的变压大端油道口相连通。变压大端油道口可以与阀体上的某个阀体出油口 Ib连通。阀体上的总进油口 Ia与总回油口 Ie之间通过溢流阀相连通，溢流阀为先导式溢流阀，先导式溢流阀的溢流阀阀芯14a位于总进油口 Ia与总回油口 Ie之间，先导式溢流阀的先导阀阀芯14b由先导阀弹簧14c和调压丝杆14d调整开启压力，调压丝杠通过齿轮副 15与第二伺服电机13的主轴传动连接。第二伺服电机主轴13a通过齿轮副15驱动调压丝杆14d转动，调整先导阀弹簧14c的预紧力，从而调节溢流阀的开启压力。工作中，第一伺服电机启动后，第一伺服电机主轴4a驱动阀杆转动，当第二电磁离合器8失电时,第一电磁离合器5得电,第一电磁离合器5的动力输出端通过拨杆装置驱动主阀芯旋转，使得主阀芯上某一对主阀芯出油口 2b、主阀芯返油口 2d与相应的阀体出油口 lb、阀体返油口 Ic对接，从而使与该阀体出油口 Ib及阀体返油口 Ic连接的工作油缸投入工作。当第一电磁离合器5失电时，第二电磁离合器8得电，第二电磁离合器8的动力输出端驱动传动丝杆9旋转,进而带动旋接在传动丝杆9前端的传动丝母11沿传动丝杆9轴向位移，传动丝母11带动主阀芯轴向位移，也使得主阀芯上某一对主阀芯出油口 2b、主阀芯返油口 2d与相应的阀体出油口 lb、阀体返油口 Ic对接，从而使与该阀体出油口 Ib及阀体返油口 Ic连接的工作油缸投入工作。如图I所示，主阀芯2处于该位置时，主阀芯出油口 G、I处于工作状态，主阀芯出油口 F、H关闭，同时主阀芯返油口 g、i处于工作状态，主阀芯返油口 f、h关闭。如图7所示，主阀芯2处于该位置时，主阀芯出油口 F、H处于工作状态，主阀芯出油口 G、I关闭，同时主阀芯返油口 f、h处于工作状态，主阀芯返油口 g、i关闭。如图8所示，变压活塞16两个端面的面积不同，当从变压腔小端油道16a向变压活塞16的小端供油时，从变压腔大端油道16b输出的油压降低，实现减压。如图9所示，当从变压腔大端油道16b向变压活塞16的大端供油时，从变压腔小端油道16a输出的油压升高，实现增压。如图10所示，第二伺服电机13通过齿轮副15驱动调压丝杆14d旋转，从而改变先导阀弹簧14c的张力。当供油压力过高时，先导阀阀芯14b克服先导阀弹簧14c的张力而打开，接着溢流阀阀芯14a打开，总进油口 Ia与总回油口 Ie连通，此时控制单元处于卸荷状态，压力油从总进油口 Ia进，直接经溢流阀从总回油口 Ie流回压力油源油箱。以上所述仅为本发明之较佳可行实施例而已，非因此局限本发明的专利保护范围。除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。
权利要求
1.一种数控液压控制单元，包括共轴线的阀体、主阀芯及阀杆，所述阀杆安装于所述主阀芯的中孔中，所述主阀芯为圆柱体，主阀芯的圆柱面与所述阀体的主孔内壁液密封配合; 所述阀体上设有与压力油源压力油连接的总进油口及与压力油源油箱连接的总回油口、与多个液压执行件分别相连接的多组阀体出油口及阀体返油口；所述主阀芯的圆柱面上设有多个与所述总进油口连通的主阀芯出油口、多个与所述总回油口连通的主阀芯返油口， 各所述主阀芯出油口可分别与各所述阀体出油口对接，各所述主阀芯返油口可分别与各所述阀体返油口对接，其特征在于所述阀杆内设有与所述总进油口相连通的阀杆油道；各所述主阀芯出油口分别与主阀芯内的供油分配槽相连通，所述供油分配槽与所述阀杆油道相连通；各所述主阀芯返油口分别与主阀芯内的返油分配槽相连通，所述返油分配槽通过阀体主孔的油腔与所述阀体回油道相连通，所述阀体回油道与所述总回油口连通；所述阀体主孔为一端开口的盲孔，所述盲孔的开口端安装有将端口封闭的第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出轴通过键与第一电磁离合器的动力输入端连接，所述第一电磁离合器安装于所述阀杆的前端且其动力输出端通过拨杆装置与所述主阀芯连接；所述阀杆的后端安装有第二电磁离合器，所述第二电磁离合器与所述第一电磁离合器互为一通一断，所述第二电磁离合器的动力输出端与传动丝杆相连接；所述传动丝杆套装在所述阀杆上，且传动丝杆的外周通过丝杆轴承支撑在阀体主孔壁上；所述传动丝杆的前端旋接有传动丝母，所述传动丝母的外周通过组合轴承及挡圈与所述主阀芯连接。
2.根据权利要求I所述的数控液压控制单元，其特征在于所述阀体内设有变压腔，所述变压腔的一端为大直径端，另一端为小直径端，所述变压腔中设有变压活塞，所述变压活塞的两端分别与变压腔的大直径端及小直径端液密封配合，所述变压腔的小直径端通过变压腔小端油道与所述阀体主孔内壁的变压小端油道口相连通，所述变压腔的大直径端通过变压腔大端油道与所述阀体主孔内壁的变压大端油道口相连通。
3.根据权利要求2所述的数控液压控制单元，其特征在于所述变压大端油道口与所述阀体上的某个阀体出油口连通。
4.根据权利要求I所述的数控液压控制单元，其特征在于所述阀体上的总进油口与总回油口之间通过溢流阀相连通。
5.根据权利要求4所述的数控液压控制单元，其特征在于所述溢流阀为先导式溢流阀，所述先导式溢流阀的溢流阀阀芯位于所述总进油口与总回油口之间，所述先导式溢流阀的先导阀阀芯由先导阀弹簧和调压丝杆调整开启压力，所述调压丝杠通过齿轮副与第二伺服电机的主轴传动连接。
6.根据权利要求I所述的数控液压控制单元，其特征在于所述供油分配槽及返油分配槽为扁弧槽，所述扁弧槽的弧面以所述主阀芯的轴线为中心沿圆周面延伸。
7.根据权利要求I所述的数控液压控制单元，其特征在于所述拨杆装置包括对称设置的两根拨杆及固定两根拨杆的连接盘，所述连接盘与所述第一电磁离合器的动力输出端固定连接，两所述拨杆分别插接在所述主阀芯相应的孔中。
全文摘要
本发明涉及一种数控液压控制单元，包括共轴线的阀体、主阀芯及阀杆，各主阀芯出油口分别与主阀芯内的供油分配槽相连通及阀杆油道相连通；各主阀芯返油口分别与主阀芯内的返油分配槽、阀体回油道及总回油口连通；阀体主孔为盲孔，开口端安装有第一伺服电机，第一伺服电机的输出轴与第一电磁离合器的动力输入端连接，第一电磁离合器通过拨杆装置与主阀芯连接；阀杆后端安装有第二电磁离合器，两电磁离合器一通一断，第二电磁离合器的输出端与传动丝杆相连接；传动丝杆的前端旋接有传动丝母，传动丝母的外周通过组合轴承及挡圈与主阀芯连接。该数控液压控制单元通过一个伺服电机驱动主阀芯作旋转或轴位移，外形尺寸小，且控制方便。
文档编号F15B13/02GK102588369SQ20121004212
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月23日 优先权日2012年2月23日
发明者江正庆 申请人:江正庆