專利名稱：數字液壓泵的變量控制機構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及數字液壓泵，是一種可以由計算機芯片、軟件、步進電機實現數字化控制的變量機構。
傳統的軸向柱塞變量泵，控制變量機構的方式可以是手動的、機械的、液壓的或電氣的。近年來也有一些使用單片機、步進電機去控制泵的變量機構，例如中國《液壓工業》雜志1991年2期47頁刊出的“自壓控制式，軸向柱塞泵變量機構的單片機調節系統”與實用新型“數字式軸向柱塞泵的變量機構”專利號91215039.4，它們都述說了以步進電機的旋轉帶動絲桿、絲桿螺母，使變量機構作軸向位移，以調節斜盤的擺角，改變泵的排量。只是前者是沿用了傳統的通用伺服變量機構，后者是另行設計的一種變量機構。不足處在于它們都達不到31.5MPa的額定壓力值。其次，前者的響應速度慢，后者無法實現理想的變量，存在失控和精度差的弊病。
本實用新型的目的是提供一種數字液壓泵的變量控制機構。在高壓液壓泵的額定值范圍內都能正常工作，通過計算機程序和反饋裝置或其它機電轉換器能在很寬的壓力、流量范圍內迅速、精確的控制，組成一個完善的數字泵。
為了達到上述目的，本實用新型對傳統的變量機構作了改進，主要包括濕式步進電機、閥芯、閥套、斜盤、柱塞、泵體、反饋裝置、控制單元，其特點是閥芯為一直統圓柱體，中心開有軸向通道與環槽油腔a、b、c相通，頂端設有與絲桿、絲桿螺母相連接的環槽，閥套下端設有確數路進油道和進油孔，在上部位置設有泄油孔，在進油孔和泄油孔之間的外壁上設有凹環槽與柱塞壁構成泄油道，與柱塞上的徑向孔相通，上、下兩端設有密封圈，并被固定在柱塞內成為力的放大器；在泵體一側設有一反饋裝置，該裝置通過電位器或其它機電轉換器將角度轉換成相應的電信號，供控制單元檢測，對變量機構作簡單、精確的開環控制。
本實用新型的優點是1，閥芯、閥套可選用較小的步進電機，不作任何改動即可直接驅動閥芯工作。
2，數字液壓泵能在低壓到高壓(0.1MPa～31.5MPa)，流量能從零到最大輸出量范圍內進行調節并正確工作。
圖1為本實用新型的結構示意圖。
圖2為本實用新型的閥芯、閥套結構放大圖。
結合附圖對本實用新型作進一步說明，但必須指出的是本實施例僅作說明而不是對本實用新型的限制。
本實用新型數字液壓泵的變量控制機構，由濕式步進電機1、閥芯4、閥套5、斜盤6、柱塞7、泵體8、反饋裝置9、控制單元12組成。
閥芯4為一直統圓柱體，中心開有軸向通道14與環槽油腔a、b、C相通，頂端設有與絲桿2、絲桿螺母3相連接的環槽。
閥套5下端設有數路進油道15和進油孔18，在上部位置設有泄油孔21，在進油孔18和泄油孔21之間的外壁上設有凹環槽與柱塞壁構成泄油道20，與柱塞7上的徑向孔19相通，上、下兩端設有密封圈13、16，并被固定在柱塞7內成為力的放大器。
工作過程，泵體8內的高壓油被引至B腔，B腔及油道17內保持高壓。當閥芯4上移時，泄油孔21開啟，A腔的油經油腔a到油腔b流經泄油孔21、泄油道20、徑向孔19流回泵體8內腔，成為無壓油，此時，B腔為高壓，柱塞7上升，直到泄油孔21被封閉為止，柱塞7停止上升。當閥芯4下移時，進油孔18開啟，B腔的高壓油經進油道15、進油孔18到油腔c和a進入A腔，A，B兩腔油壓力相等，且均為高壓，但A腔柱塞的面積比B腔柱塞的面積大，A腔推力大，柱塞7下移，直到進油孔18重被封閉，柱塞7停止下移。這樣，用很小的力推動閥芯4，柱塞7即可運動，同時輸出很大的力帶動斜盤6，克服變量控制力矩，改變斜盤6的傾斜角，改變了泵的流量。
控制閥芯的方法，采用濕式步進電機1，直接通過連軸絲桿2、絲桿螺母3，使旋轉角度轉化為軸向位移，帶動閥芯4移動，濕式步進電機1轉動一定的步數相當于閥芯4一定的軸向位移。
控制單元12是由計算機或程序控制器及步進電機驅動板構成。控制單元12根據需要的流量輸出一定的脈沖，驅動步進電機運行相應的步數。
反饋裝置9是信號反饋單元，利用柱塞泵上的刻度指示內的杠桿位移引出的，該裝置位置與泵體內的斜盤6角度變化一一對應，即與泵的輸出流量一一對應，這一裝置通過電位器或其它機電轉換器將角度轉換成相應的電信號，供控制單元12檢測，對變量機構作簡單精確的開環控制。如果給控制單元12配上流量傳感器10或壓力傳感器11，該液壓系統就成為閉環控制。
權利要求1，一利數字液壓泵的變量控制機構，包括濕式步進電機、閥芯、閥套、斜盤、柱塞、泵體、反饋裝置、控制單元，其特征在于，閥芯為一直統圓柱體，中心開有軸向通道與環槽油腔a、b、c相通，頂端設有與絲桿、絲桿螺母相連接的環槽，閥套下端設有數路進油道和進油孔，在上部位置設有泄油孔，在進油孔和泄油孔之間的外壁上設有凹環槽與柱塞壁構成泄油道，與柱塞上的徑向孔相通，上、下兩端設有密封圈，并被固定在柱塞內成為力的放大器。
2，根據權利要求1所述的數字液壓泵的變量控制機構，其特征在于泵體一側設有一反饋裝置，該裝置通過電位器或其它機電轉換器將角度轉換成相應的電信號，供控制單元檢測。
專利摘要一種數字液壓泵的變量控制機構，包括濕式步進電機、閥芯、閥套、斜盤、柱塞、泵體、反饋裝置、控制單元，其特點是，閥芯為一直統圓柱體，中心開有軸向通道與油腔相通，頂端與步進電機相連接，閥套下端設有數路進油道，閥套外壁上的環槽與柱塞壁構成泄油道，上、下兩端設有密封圈被固定在柱塞內成為力的放大器。泵的一側設有反饋裝置和由計算機或程序控制器及步進電機驅動板組成的控制單元。數字液壓泵能在低壓到高壓(0.1MPa～31.5MPa)范圍內正確工作。
文檔編號F04B1/00GK2244627SQ9524412
公開日1997年1月8日 申請日期1995年6月5日 優先權日1995年6月5日
發明者徐大地, 張友世 申請人:上海科曼電氣公司