一种水压伺服阀的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于水压伺服控制技术领域，更具体地，涉及一种水压伺服阀。
【背景技术】
[0002]水压伺服阀是水压伺服控制系统的核心元件，用于连接伺服系统的电气控制部分和液压负载控制部分，实现电、液信号的转化和放大从而控制水压执行元件。传统的伺服阀一般采用两级结构，前置级采用喷嘴挡板、偏导射流等方式，功率级采用滑阀结构，滑阀副是功率级滑阀的核心组成部分，利用前置级驱动功率级阀芯，使阀芯在阀套内运动，其存在以下缺陷:阀芯和阀套的配合属于间隙配合，两者都属于精密零件，间隙仅有几个微米，在这样小的间隙中，要保证阀芯在阀套中灵活运动，必须对其工作面的几何精度严格要求。如果几何形状不正确，由液压产生的不平衡力，有使阀芯压向阀套一边的趋势，这将增加摩擦力，影响系统的灵敏度和寿命等，严重时会造成阀芯卡滞或卡死。同时，高的加工精度也使得阀芯和阀套的加工难度明显增加。
【发明内容】
[0003]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种水压伺服阀，在满足使用性能要求的前提下，能有效降低阀芯和阀套的加工难度，同时降低阀芯和阀套间发生卡滞及卡死的可能性。
[0004]为实现上述目的，本发明提供了一种水压伺服阀，包括前置级和功率级，其特征在于，所述功率级采用滑阀结构，包括阀芯、阀套和衬套，所述阀芯由左阀芯和右阀芯两部分构成，所述阀套由左阀套和右阀套两部分构成，所述衬套设置在所述阀芯和所述阀套之间，由第一衬套、第二衬套、第三衬套和第四衬套四部分构成；所述第一衬套和所述第二衬套与所述左阀套为过盈配合，与所述左阀芯为间隙配合，用于为所述左阀芯提供导向支撑，所述第三衬套和所述第四衬套与所述右阀套为过盈配合，与所述右阀芯为间隙配合，用于为所述右阀芯提供导向支撑，所述阀芯与所述阀套之间未设置所述衬套的部分为间隙配合。
[0005]优选地，所述衬套采用天然骨材料经机械加工制成。
[0006]优选地，所述天然骨材料为牛骨、驴骨、马骨、羊骨或狗骨。
[0007]总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果:
[0008](I)采用组合式阀芯和组合式阀套的结构，即阀芯由左阀芯和右阀芯两部分组成，阀套由左阀套和右阀套两部分组成，这种结构极大地降低了伺服阀中的关键零件阀芯和阀套的加工难度。
[0009](2)采用阀套中镶嵌衬套的结构，其中，第一衬套和第二衬套与左阀套均为过盈配合，第三衬套和第四衬套与右阀套均为过盈配合，由衬套对阀芯提供导向支撑，阀套和阀芯组成相应节流边，这种结构有效减小了阀芯与阀套间发生卡阻、卡滞和卡死的可能性。
[0010](3)采用天然骨材料加工制成衬套，利用骨材料的微观组织结构中的微小孔洞和细胞组织的粘弹性，增强衬套和阀芯之间的水润滑性能，有效减小了阀芯与衬套之间的摩擦力，从而保证伺服阀工作的稳定性和可靠性。
【附图说明】
[0011]图1是本发明实施例的水压伺服阀的结构示意图；
[0012]图2是第一级液压放大器的结构示意图。
[0013]在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中:1_左端盖，2-调节螺钉，3-左弹簧座，4-左弹簧，5-左阀芯，6-第一衬套，7-左阀套，8-第二衬套，9-电源插头，10-线圈端盖，11-控制线圈，12-衔铁，13-挡板，14-喷嘴，15-反馈杆，16-挡套，17-阀体，18-过滤器，19-固定节流孔，20-第四衬套，21-右阀芯，22-右端盖，23-右弹黃，24-右阀套，25-第三衬套，26-可变节流孔，27-弹簧管。
【具体实施方式】
[0014]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0015]如图1和图2所示，本发明实施例的水压伺服阀采用两级液压放大结构，包括第一级液压放大器和第二级液压放大器。
[0016]第一级液压放大器(前置级)采用由动铁式永磁力矩马达控制的双喷嘴挡板阀结构，包括力矩马达、挡板13、两个喷嘴14和固定节流孔19。力矩马达包括控制线圈11和衔铁12，设置于线圈端盖10内，弹簧管27与衔铁12连接，挡板13的一端与衔铁12连接，另一端穿过弹簧管27，两个喷嘴14设置于阀体17内，分别位于挡板13的两侧，与挡板13形成可变节流孔26。阀体17上开有进水口 P、出水口 T、控制口 A和控制口 B，固定节流孔19与进水口 P连通。
[0017]第二级液压放大器(功率级)采用滑阀结构，具体采用组合式阀芯和组合式阀套的结构，包括阀芯、阀套和衬套。阀芯由左阀芯5和右阀芯21两部分构成，阀套由左阀套7和右阀套24两部分构成，衬套设置在阀芯和阀套之间，由第一衬套6、第二衬套8、第三衬套25和第四衬套20四部分构成。第一衬套6和第二衬套8与左阀套7为过盈配合，与左阀芯5为I?2um的间隙配合，用于为左阀芯5提供导向支撑；第三衬套25和第四衬套20与右阀套24为过盈配合，与右阀芯21为I?2um的间隙配合，用于为右阀芯21提供导向支撑。阀芯与阀套之间未设置衬套的部分为4um左右的间隙配合。第一衬套6通过左阀套7上的台阶面和左端盖I进行轴向定位，第二衬套8通过左阀套7上的台阶面和挡套16进行轴向定位，第三衬套25通过右阀套24上的台阶面和挡套16进行轴向定位，第四衬套20通过右阀套24上的台阶面和右端盖22进行轴向定位。反馈杆15设置在挡板13的下方，其一端固定在挡板13上，另一端为球头结构，与由左阀芯5和右阀芯21形成的凹槽啮合。
[0018]左端盖I内设置有左弹貪4和左弹貪座3，右端盖22内设置有右弹貪23，左弹貪4和右弹簧23分别用于压紧左阀芯5的左端和右阀芯21的右端，以保证左阀芯5和右阀芯21始终处于压紧状态。左端盖I上设置有调节螺钉2，调节螺钉2的一端与左弹簧座3的左端面接触，通过调节螺钉2调整左弹簧4的压缩量，能使左弹簧4和右弹簧23的压缩量相等，对阀芯起辅助对中的作用。左端盖1、右端盖22和左弹簧座3均采用密封圈密封，防止泄露。
[0019]优选地，衬套采用天然骨材料经过机械加工制成，由于骨材料的微观组织结构中的微小孔洞和细胞组织的粘弹性，使其具有较好的水润滑能力，从而减小了阀芯与衬套之间的摩擦。天然骨材料可选用牛、驴、马、羊或狗等动物骨。
[0020]当控制线圈11中无电流时，力矩马达无输出，衔铁12处于中间位置未发生转动，挡板13处于两喷嘴14的中间位置，两喷嘴14的腔的压力相等，左阀芯5和右阀芯21组成的阀芯在两端液压力、左弹簧4和右弹簧23的作用下处于零位，伺服阀无输出。当给控制线圈11输入正或负电流信号时，力矩马达输出成比例的力矩，使挡板13向一边偏转，改变两个可变节流孔26的液阻，两喷嘴14的腔的压力不相等，使得阀芯两端所受液压力不相等，阀芯在两端液压力、左弹簧4和右弹簧23的作用下，将会发生移动。由于阀芯中槽与反馈杆15的球头啮合，阀芯的移动带着反馈杆15移动产生反馈力矩。当输入电流产生的电磁力矩、反馈力矩和弹簧管变形产生的力矩相平衡时，阀芯将停止运动，此时阀芯两端所受液压力与反馈杆15的反作用力和阀芯两端弹簧力相平衡。此时，水从进水口 P流入，通过控制口 A和控制口 B促使执行机构运动，再从出水口 T流出。
[0021]输入的控制电流越大，阀芯的位移量也越大，输出的流量就越大，执行机构运动的速度就越快。输入的控制电流反向，流量方向也反向。
[0022]本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种水压伺服阀，包括前置级和功率级，其特征在于，所述功率级采用滑阀结构，包括阀芯、阀套和衬套，所述阀芯由左阀芯和右阀芯两部分构成，所述阀套由左阀套和右阀套两部分构成，所述衬套设置在所述阀芯和所述阀套之间，由第一衬套、第二衬套、第三衬套和第四衬套四部分构成；所述第一衬套和所述第二衬套与所述左阀套为过盈配合，与所述左阀芯为间隙配合，用于为所述左阀芯提供导向支撑，所述第三衬套和所述第四衬套与所述右阀套为过盈配合，与所述右阀芯为间隙配合，用于为所述右阀芯提供导向支撑，所述阀芯与所述阀套之间未设置所述衬套的部分为间隙配合。2.如权利要求1所述的水压伺服阀，其特征在于，所述衬套采用天然骨材料经机械加工制成。3.如权利要求2所述的水压伺服阀，其特征在于，所述天然骨材料为牛骨、驴骨、马骨、羊骨或狗骨。
【专利摘要】本发明公开了一种水压伺服阀。包括前置级和功率级，功率级采用滑阀结构，包括阀芯、阀套和衬套，阀芯由左阀芯和右阀芯两部分构成，阀套由左阀套和右阀套两部分构成，衬套设置在阀芯和阀套之间，由第一衬套、第二衬套、第三衬套和第四衬套四部分构成；第一衬套和第二衬套与左阀套为过盈配合，与左阀芯为间隙配合，用于为左阀芯提供导向支撑，第三衬套和第四衬套与右阀套为过盈配合，与右阀芯为间隙配合，用于为右阀芯提供导向支撑。该结构能有效降低阀芯和阀套的加工难度，衬套采用天然骨材料经过机械加工制成，增强了衬套和阀芯之间的水润滑性能，减小了阀芯与衬套之间的摩擦力，从而降低了阀芯和阀套间发生卡滞及卡死的可能性。
【IPC分类】F16K11/07, F15B13/02
【公开号】CN105041753
【申请号】CN201510520491
【发明人】朱碧海, 田敬中
【申请人】华中科技大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年8月21日