一种线性度高力反馈射流管式电液伺服阀的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电液伺服阀技术领域。具体涉及一种线性度高力反馈射流管式电液伺服阀。
【背景技术】
[0002]随着科学技术进步，液压伺服系统应用越来越广泛，而电液伺服阀是液压伺服系统不可缺少又十分重要的元件，其静态及动态性能直接影响液压伺服系统性能。自喷嘴挡板电液伺服阀研究成功并应用于工业、军事等领域以来，大大地提高了液压伺服系统动态和静态性能，但该阀对工作介质清洁度要求很高，若工作介质稍被污染或过滤精度不高，该阀便被堵塞而失去工作能力。为了克服该阀对工作介质清洁度要求高，研究人员研究出具有一定抗污染能力的射流管式电液伺服阀，这种射流管阀相对于喷嘴挡板阀对工作介质污染度可降低一个数量级。这就较大地得到广泛应用。但射流管式电液伺服阀采用电反馈造成阀的体积增大，不适用于环境潮湿等恶劣环境，虽然也有少量型号采用力反馈结构(上海七零四研究所衡拓实业发展有限公司伺服阀部，射流管电液伺服阀专题讲座[J].液压与气动，2009(11):86-88.)，但其反馈杆是单杆式，受力不平衡，影响射流管移动；同时射流管式电液伺服阀接收器孔是两个圆形状孔，使输出信号线性度较差，不利于对执行机构的控制；并由射流管式电液伺服阀阀芯两端凸台为受控面，较不利于提高阀的频率响应。
【发明内容】
[0003]本发明旨在克服上述技术缺陷，目的是提供一种寿命长、抗污染能力强、频率响应高、体积小、重量轻、稳定性好、线性度高、可靠性高和维修成本低的线性度高力反馈射流管式电液伺服阀。
[0004]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:所述电液伺服阀由阀体、阀芯和反馈射流装置组成。阀体的水平腔体装有阀芯，阀体的垂直腔体装有反馈射流装置，反馈射流装置的下端嵌入阀芯的中间位置处。所述电液伺服阀内对称地设有左油道和右油道，左油道的一个油口与阀体的水平腔体的靠近左端处相通，左油道的另一个油口与反馈射流装置的上部空腔相通，右油道的一个油口与阀体的水平腔体的靠近右端处相通，右油道的另一个油口与反馈射流装置的上部空腔相通。
[0005]阀体由阀本体和阀盖构成。在阀体的中间位置处设有水平腔体，水平腔体是由左控制油腔、主腔体和右控制油腔构成的整体，左控制油腔和右控制油腔对称地位于主腔体的两侧，阀盖的右侧设有左控制油腔，阀本体的左侧面由左向右依次设有主腔体和右控制油腔。阀体的上部设有垂直腔体，垂直腔体与主腔体相通，垂直腔体的中心线和水平腔体的中心线位于同一平面。阀体内对称地设有阀体左油道和阀体右油道，阀体左油道的一个油口与左控制油腔相通，阀体左油道的另一个油口与垂直腔体相通，阀体右油道的一个油口与右控制油腔相通，阀体右油道的另一个油口与垂直腔体相通。阀体底部的中间位置处设有回油孔T，回油孔T的一侧至主腔体左端依次设有左工作油孔A、左进油孔Psl和左泄油孔LI，回油孔T的另一侧至主腔体右端依次对称地设有右工作油孔B、右进油孔Ps2和右泄油孔L2。
[0006]阀芯的结构是:在芯杆的中间位置处设有环形槽，环形槽的一侧向左依次设有左一环形凸台、左二环形凸台和左受控活塞，环形槽的另一侧向右依次对称地设有右一环形凸台、右二环形凸台和右受控活塞。左一环形凸台、左二环形凸台、右一环形凸台和右二环形凸台的直径相等，左受控活塞直径D12为左二环形凸台直径DlI的2/3~3/4倍，左受控活塞直径D12与左控制油腔直径D02的名义尺寸相同，左二环形凸台直径Dll与主腔体直径DOl的名义尺寸相同。
[0007]阀芯的结构满足:
L12=L02( I )
LI 1+(2.1-2.4)d=L01(II)
LI 1-(2.1-2.2)d=L03(III)
式(I )~(III)中:L12为左一环形凸台和右一环形凸台的中心距；
L02为左工作油孔A和右工作油孔B的中心距；
Lll为阀芯的长度；
d为右工作油孔B和左工作油孔A的直径；
LOl为阀体的水平腔体的长度；
L03为主腔体的长度。
[0008]反馈射流装置包括衔铁组件、射流管、支承座、接收器、反馈杆、钢球和弹性密封支承件。接收器同轴心地装入支承座的下部，弹性密封支承件固定在支承座的上端；射流管上部与衔铁组件连接，射流管的下部穿过弹性密封支承件同轴心地置于支承座的上部空腔内。反馈杆的上端对称地固定在射流管下部的两侧，反馈杆的下端固定有钢球；支承座下部对称地开有水平油道，位于支承座外壁的2个油口与阀体的垂直腔体的2个油口对应相通，位于支承座内壁的2个油口与接收器的2个接收器油道在圆弧面对应的油口相通。
[0009]钢球嵌入阀芯的环形槽内，支承座安装在阀体的垂直腔体内。
[0010]所述阀芯的材质为45号钢。
[0011]所述环形槽的宽度与钢球的直径相等，环形槽的深度为钢球直径的(0.6-1)倍。
[0012]所述反馈杆的形状近似于两只手臂外伸，反馈杆的下端合拢处焊接有钢球；反馈杆为扁平形状，材质为弹簧钢。
[0013]所述钢球的材质为高碳钢，钢球的表面镀铬，镀铬层厚度为0.02-0.03mm。
[0014]所述接收器的横截面由两条直线和两条弧线围成，弧面的曲率半径与支承座内壁半径相同；接收器内对称地设有两个接收器油道，接收器油道的一个油口位于接收器的上平面，接收器油道的另一个油口位于接收器下部的弧面；接收器油道的截面呈等腰三角形，两个等腰三角形的顶角相对设置，两个等腰三角形顶角间的距离为0~0.03mm，两个接收器油道之间的夹角为30° ~60° ;接收器的材质为硬质合金。
[0015]所述射流管的喷口为矩形，矩形喷口的两条长边与接收器上平面的等腰三角形油口的底边相平行；射流管材料为高强度钢。
[0016]所述阀盖内的左控制油腔与主腔体为同一中心线，阀盖安装在阀本体的左端。
[0017]所述阀体左油道由阀盖的油道和阀本体的左油道构成；阀盖油道的一个油口与左控制油腔相通，阀盖油道的另一油口位于阀盖的右端面，阀本体左油道的一个油口位于阀本体的左端面，阀本体左油道的另一个油口位于阀本体的垂直腔体的内壁。
[0018]本发明的压力油从反馈射流装置的射流管喷出，压力油经过右油道和左油道进入右控制油腔和左控制油腔，压力油作用在右受控活塞和左受控活塞的端面上。
[0019]当衔铁组件未产生力矩时，射流管处于两个接收器油道的中间位置(即零位)，两个接收器油道所接收的压力油流量相同，右受控活塞和左受控活塞所受压力相同，此时阀芯处于零位。左泄油孔LI和右泄油孔L2对应地位于左二环形凸台和右二环形凸台外侧，左进油孔Psl位于左二环形凸台和左一环形凸台之间，右进油孔Ps2位于右一环形凸台和右二环形凸台之间，左工作油孔A和右工作油孔B分别被左一环形凸台和右一环形凸台堵住，左进油孔Psl、左工作油孔A、回油孔T、右工作油孔B和右进油孔Ps2之间互不连通。
[0020]当衔铁组件产生顺时针力矩时，使射流管向左偏转一个正比于力矩的小角度，两个接收器油道中左边油道的压力油流量大于右边油道的压力油流量，左受控活塞所受压力大于右受控活塞所受压力，阀芯两端的压力差推动阀芯沿轴向向右移动。这时，左进油孔Psl与左工作油孔A连通，右工作油孔B与回油孔T连通。阀芯的移动使反馈杆产生驱动射流管回到零位的反馈力矩，射流管向右偏转回到零位，使进入到两个接受器油道的压力油流量相等，作用在右受控活塞和左受控活塞的压力相等，此时阀芯处于平衡位置，该装置对外输出相应流量和压力的压力油。
[0021]当衔铁组件产生逆时针力矩时，使射流管向右偏转一个正比于力矩的小角度，两个接收器油道中右边油道的压力油流量大于左边油道的压力油流量，右受控活塞所受压力大于左受控活塞所受压力，阀芯两端的压力差推动阀芯沿轴向向左移动。这时，右进油孔Ps2与右工作油孔B连通，左工作油孔A与回油孔T连通。阀芯的移动使反馈杆产生驱动射流管回到零位的反馈力矩，射流管向左偏转回到零位，使进入到两个接受器油道的压力油流量相等，作用在右受控活塞和左受控活塞的压力相等，此时阀芯处于平衡位置，该装置对外输出相应流量和压力的压力油。
[0022]由于采用上述技术方案，本发明和现有技术相比有如下积极效果:
(I)本发明中接收器油道的截面形状加工成等腰三角形，射流管的出口加工成矩形，射流管随衔铁组件左右偏移，当射流管将压力油以高压高速射向接收器油道时，接收器油道所接收的流量能较好产生线性变化，有效地提高了本发明的线性度。
[0023](2)本发明中阀芯的位移通过反馈杆产生使射流管回归零位的反馈力矩，反馈力作用在射流管上，结构上省去了电反馈所用的电器元件和位移传感器，使本发明的体积减小和重量减轻。反馈杆用双臂形，克服了单反馈杆受力不均的缺陷，可靠性高和寿命长。
[0024](