比例换向阀的阀芯结构的制作方法

1.本发明涉及阀门制造技术，尤其涉及一种比例换向阀的阀芯结构，属于液压设备制造技术领域。


背景技术：

2.换向阀作为控制油路通断和换向的一种液压元件，应用非常普遍。常见的换向阀为滑阀式结构，其阀芯在阀体内滑动，通过切换阀芯换向，使得不同油口之间连通或者关闭。
3.比例换向阀因其阀芯的开度可随控制指令的变化而变化，故可以通过调节比例换向阀的过流量，实现对执行元件的运动速度连续调节，控制简单方便，控制精度高；为了使流量调整可控，比例换向阀其阀芯上设置若干个节流槽，通过控制节流槽的开口大小，可连续调节比例换向阀的过流量；节流槽形式根据应用工况的不同可设计为三角形、u型、矩形等多种样式，由于这些节流槽的加工难度高，加工工艺复杂，造成比例换向阀的成本偏高；设计节流槽时，因节流槽形状特殊，在计算阀芯某个开度下其过流面积的大小时比较复杂，往往理论计算与实际测试相差较大，造成比例换向阀开发时效变慢。
4.因此，现有技术中阀芯的不便于计算通过流量，而且计算误差与实际应用之间的误差较大。


技术实现要素：

5.本发明提供一种新的比例换向阀的阀芯结构，通过在阀芯的密封端面边缘设计变径圆台，以解决现有技术中阀芯开启状态下流量难以准确计算的技术问题。
6.本发明实施例的比例换向阀的阀芯结构，可滑动的安装于壳体内，所述壳体内设置有高压油口和至少一个工作油口，所述壳体上设置有滑孔，所述阀芯套设在滑孔内并通过所述阀芯的径向面密封所述滑孔；所述阀芯滑动，以使所述阀芯的径向端面与所述滑孔之间具有间隙，该间隙用于连通所述高压油口与所述工作油口；
7.所述阀芯位于中位时，所述阀芯与所述滑孔相接触的面为肩台密封面；所述阀芯上还设置有多组变径锥台，每组所述变径锥台包括至少两个相连且斜面斜率不同的圆台；所述肩台密封面的两侧分别设置有一组所述变径锥台。
8.如上所述的比例换向阀的阀芯结构，其中，所述肩台密封面的上均设置有多个润滑油槽。
9.如上所述的比例换向阀的阀芯结构，其中，所述变径圆台包括：与所述肩台密封面紧密相连的第一圆台，以及与所述第一圆台紧密相连的第二圆台；
10.所述第二圆台的斜面斜率大于所述第一圆台的斜面斜率；所述第一圆台的最大直径小于所述肩台密封面的直径。
11.如上所述的比例换向阀的阀芯结构，其中，所述阀芯为左右对称结构，且具有两个相互对应的所述轴向端面。
12.如上所述的比例换向阀的阀芯结构，其中，所述变径圆台包括：第三圆台；所述第三圆台与所述第二圆台相邻。
13.如上所述的比例换向阀的阀芯结构，其中，所述壳体的两侧分别设置有控制油路，两个所述控制油路的两端分别与所述阀芯的两端相接触。
14.如上所述的比例换向阀的阀芯结构，其中，所述壳体内设置有两个控制油腔，两个所述控制油腔分别与所述控制油路相连；所述阀芯的两端分别位于两个所述控制油腔内；所述控制油路通过所述控制油腔驱动所述阀芯滑动；
15.所述控制油腔内还设置有与所述阀芯相接触的预紧弹簧。
16.本发明采用围绕阀芯外圆环形斜坡切除工艺制作，可直接采用车削加工，制作工艺简单；由于阀芯采用变径圆台设计，当阀芯滑动时，其过流面积计算简单，可快速计算出通过阀芯的流量。
附图说明
17.图1为本发明实施例的比例换向阀的阀芯结构的中位状态下剖面结构示意图；
18.图2为图1中n局部放大示意图；
19.图3为图2另一结构示意图。
具体实施方式
20.本发明所述的比例换向阀的阀芯结构可以采用以下材料制成，且不限于如下材料，例如：阀芯、液压配套系统、电控装置等常用组件。
21.图1为本发明实施例的比例换向阀的阀芯结构的中位状态下剖面结构示意图；图2为图1中n局部放大示意图；本实施例结合图3进行说明。
22.本发明实施例的比例换向阀的阀芯结构，可滑动的安装于壳体1内，所述壳体1内设置有高压油口p和至少一个工作油口(a和b)，所述壳体1上设置有滑孔10，所述阀芯2套设在滑孔10内并通过所述阀芯2的径向面密封所述滑孔10；所述阀芯2滑动，以使所述阀芯2的径向端面与所述滑孔10之间具有间隙，该间隙用于连通所述高压油口与所述工作油口。
23.一般情况下，所述壳体1上设置有两个滑孔，所述阀芯2套设在两个滑孔内；所述阀芯2向左或向右滑动，打开其中一侧所述滑孔，以使所述高压油口与其中一个所述工作油口相连通，进而执行换向动作。
24.一般情况下，高压油口与液压系统中的液压泵相连，用于通过高压油管释放高压的液压油。
25.两个工作油口分别与执行元件的两端相连，以便于通过进出油管进行执行换向动作。
26.如图2和图3，所述阀芯2位于中位时，所述阀芯2与所述滑孔10相接触的面为肩台密封面20；所述阀芯2上还设置有多组变径锥台21，每组所述变径锥台21包括至少两个相连且斜面斜率不同的圆台(l1和l2)；所述肩台密封面20的两侧分别设置有一组所述变径锥台21。
27.一般来讲，总共四组变径锥台21，分别用来打开p
‑
a，p
‑
b，a
‑
t，b
‑
t，不仅用于工作油口的开启，也用于开启工作油口与回油口t之间的油路。
28.本实施例的比例换向阀的阀芯结构，其中，所述肩台密封面20的上均设置有多个润滑油槽25。
29.由于润滑油槽25的大部分与滑孔的密封面对应，所以阀芯受到了油压的悬浮支撑作用，降低了阀芯运动的摩擦力，降低了阀芯的液压卡紧力，所以当换向阀长时间处于中立位置需要换向时能正常换向。
30.如图2所示，本实施例的比例换向阀的阀芯结构，其中，所述变径圆台21包括：与所述肩台密封面紧密相连的第一圆台l1，以及与所述第一圆台紧密相连的第二圆台l2；
31.所述第二圆台的斜面斜率大于所述第一圆台的斜面斜率；所述第一圆台的最大直径小于所述肩台密封面的直径。
32.由于第一圆台围绕阀芯外圆环形斜坡切除，其结构样式使得其对液压油的流动具有导流作用，当阀芯在换向过程中，节流槽的导流作用可有效改善液压油的流场，减小流动阻力，对阀芯的换向稳定性有利。
33.本实施例的阀芯结构，由于第二圆台的斜面斜率大于所述第一圆台的斜面斜率，因此适合于先慢速作动再快速作动的工况。
34.由于阀芯采用围绕阀芯外圆环形斜坡切除工艺制作，可直接采用车削加工，制作工艺简单；由于变径圆台围绕阀芯外圆环形斜坡切除，当阀芯向右发生位移变化时，其p通a，b通t的过流面积计算简单，可快速计算出通过阀芯的流量，故根据应用的工况不同可通过改变圆台斜面的角度，宽度快速设计适合的节流槽形式，开发时效快。
35.一般情况下，所述阀芯2为左右对称结构，且具有两个相互对应的所述轴向端面。
36.进一步的，所述变径圆台包括：第三圆台；所述第三圆台与所述第二圆台相邻。变径圆台21根据实际需要可以包括更多斜率不同的圆台。
37.本实施例的比例换向阀的阀芯结构，其中，所述壳体的两侧分别设置有控制油路(a和b)，两个所述控制油路的两端分别与所述阀芯2的两端相接触。
38.具体的，所述壳体1内设置有两个控制油腔，两个所述控制油腔分别与所述控制油路相连；所述阀芯2的两端分别位于两个所述控制油腔内；所述控制油路通过所述控制油腔驱动所述阀芯2滑动。
39.所述控制油腔内还设置有与所述阀芯相接触的预紧弹簧8。
40.当控制腔a、b没有导引压力时，阀芯在预紧弹簧的作用下，置于中位，油口p/a/b/t都不相通；当控制腔a有导引压力时，导引压力与弹簧抗衡，阀芯开始往右运动，使得油口p与a通，油口b与t通，且运动的距离与控制腔a的导引压力的大小有关；同理当控制腔b有导引压力时，使得油口p与b通，油口a与t通；所以电液比例换向阀通过连续调节控制腔的导引压力的大小，实现阀芯的位移连续变化。
41.本发明采用围绕阀芯外圆环形斜坡切除工艺制作，可直接采用车削加工，制作工艺简单；由于阀芯采用变径圆台设计，当阀芯滑动时，其过流面积计算简单，可快速计算出通过阀芯的流量。
42.另外，本发明的比例换向阀的阀芯结构制作成本不高，结构设计紧凑，构造巧妙，启动停止稳定，流量计算和控制方便，适用于各种类型的液压系统的开启或换向动作的实施。
43.上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。通过以上的实施方
式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助一些变形加必需的通用技术叠加的方式来实现；当然也可以通过简化上位一些重要技术特征来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分为：整体的作用和结构，并配合本发明各个实施例所述的结构。
44.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。