本发明属于数控液压系统的液压元件。
对现有的数字控制液压元件进行了检索,查阅了世界专利索引和美国工程索引等,现有的数字阀,按其结构类型可分为五种,它们的共同特点是以流量为控制对象,不能直接对执行机构进行位置和速度控制,例如广州机床研究所1987年研制的数字阀SZQ-8/16B。
本发明的目的是提供一种具有压力补偿、刚性反馈、新型位移式数字阀。这种数字阀通过微型机控制,不仅能直接对执行机构进行位置和速度控制,而且能保证执行机构运动速度的稳定性。
本发明的技术方案是:本新型位移式数字阀由主阀(数字阀)和辅阀(溢流阀)组成。主阀是由步进电机1、阀芯7等组成,辅阀是一般标准的先导型溢流阀。本发明的特殊之处在于主阀具有由步进电机带动的减速齿轮2、反馈齿条9、螺母齿轮3以及由螺母齿轮3,反馈齿条9,阀芯7所组成的刚性反馈式的阀芯复合运动机构,并采用了镶嵌式阀体结构,它由五个单独加工的阀套4、5、6组成为所要求的环形槽,阀套与阀芯7匹配构成要求的轴向尺寸。(负开口、正开口或零开口),辅阀是将溢流阀的主阀阀芯上的阻尼孔堵死,并配以适当的稳压控制弹簧10,且使进油口13与主阀的进油口通道并联连接,控制口12与主阀的控制出油通道并联连接,并在靠近控制口12处设置一个φ1mm的阻尼孔8,溢流口14直接与主阀的回油通道相通。
本发明的新型数字阀与现有的数字阀相比,它具有压力补偿刚性反馈的特点,它通过刚性反馈的主阀阀芯的复合运动机构,可以实现直接控制执行机构的位移和速度的目的,而与执行机构的容积无关。同时在辅阀的压力补偿作用下,提高了执行机构的运动稳定性,调节辅阀的弹簧11,可以控制系统的最高安全压力,作为过载保护。本发明的新型数字阀还具有结构简单,工艺性好,装配容易,成本低,安装使用方便,阀的动作灵敏,抗污能力强,不受温飘、磁滞影响等优点。使用中无冲击、噪声。无论直线位移或旋转位移均可匹配使用,并且不需增加其它任何检测装置和手段,可以达到很高的控制精度(0.02mm/PULSE)。在变负载工况下,仍能保持执行机构的运动稳定不变。本阀还具有稳压分流作用,以致液压泵的工作压力随外载大小而自动变化,从而达到液压系统的节能效果。因此本阀将以其显著优点取代电液比例阀。
附图1为本发明的数字阀的数控液压系统控制方框示意图。其中:XP-预置控制信息;YP-位移(或转角);15-微型计算机;16-功率放大单元;17-数字阀主阀;18-数字阀辅阀;19-执行机构。
附图2为本发明数字阀辅阀的结构装配示意图。其中:13-进油口;12-控制口;14-溢流口;10-稳压控制弹簧;8-阻尼孔;11-系统安全压力控制弹簧。
附图3为本发明数字阀主阀的结构装配示意图。
附图4为图3,A-A剖视图。其中:1-步进电机;2-减速齿轮;3-螺母齿轮;4、5、6-阀套;7-阀芯;8-阻尼孔;9-刚性反馈齿条。
一种新型位移式数字阀由主阀(数字阀)和辅阀(溢流阀)组成、主阀是由步进电机1、阀芯7等组成,辅阀是一般标准的先导型溢流阀,其特征在于主阀由步进电机带动的减速齿轮2、反馈齿条9、螺母齿轮3以及螺母齿轮3、反馈齿条9、阀芯7组成的刚性反馈式的复合运动机构。阀体为镶嵌式结构,它由五个单独加工的阀套4、5、6组成为所要求的环形槽,阀套与阀芯7匹配构成要求的轴向尺寸。(负开口、正开口或零开口);辅阀是把溢流阀中的主阀阀芯上的阻尼孔堵死,并配以适当的稳压控制弹簧10,进油口13与主阀的进油口通道并联连接,控制口12与主阀的控制出油通道并联连接,并在靠近控制口12处设置了一个φ1mm的阻尼孔8,溢流口14直接与主阀的回油通道相通。