專利名稱：動壓反饋電液伺服閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于電液伺服控制系統(tǒng)中的電液伺服閥，特別是一種適用于大慣量、低剛度、欠阻尼、且要求高精度、高響應(yīng)能力的電液伺服控制系統(tǒng)的動壓反饋電液伺服閥，屬于電液伺服控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
任何一個電液伺服控制系統(tǒng)都要求能穩(wěn)、準(zhǔn)、快的工作，但是系統(tǒng)要穩(wěn)，就要有足夠的阻尼；系統(tǒng)要準(zhǔn)，就要有足夠大的速度常數(shù)；系統(tǒng)要快，就要有足夠?qū)挼拇┰筋l率。實際上，在工程實踐中，對于同一系統(tǒng)而言，這三個要求是相互制約的。由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)條件的限制，磨擦、游隙和負(fù)載慣性等非線性的影響，系統(tǒng)的阻尼和后段的液壓固有頻率都很低，要同時滿足穩(wěn)、準(zhǔn)、快三個目標(biāo)就很困難，此問題一直困擾著系統(tǒng)設(shè)計人員和系統(tǒng)研究人員。要使系統(tǒng)穩(wěn)定工作，勢必犧牲精度，降低速度常數(shù)；特別是在大慣量低剛度的系統(tǒng)中，由于結(jié)構(gòu)帶來的阻尼小、速度常數(shù)和固有頻率低，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性、控制精度和響應(yīng)能力的問題都相當(dāng)尖銳的突出出來。
目前，國內(nèi)常用的電液伺服閥，無論是兩級伺服閥還是三級伺服閥應(yīng)用在電液伺服控制系統(tǒng)中的動態(tài)性能一般很低，尤其是應(yīng)用在大慣量、低剛度、阻尼系數(shù)小的電液伺服控制系統(tǒng)時，為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，系統(tǒng)頻寬一般只能限制在負(fù)載液壓自然頻率的20％～40％之間。很難滿足寬頻帶高頻響高精度電液伺服控制系統(tǒng)的需要。因而，當(dāng)前國內(nèi)民用的高品質(zhì)的電液伺服閥幾乎全靠進(jìn)口。
現(xiàn)有的動壓反饋技術(shù)一般是在低品質(zhì)的彈簧對中的滑閥結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加動壓反饋功能，并在功率滑閥上進(jìn)行壓力反饋綜合。這種結(jié)構(gòu)的缺點不僅使得閥的品質(zhì)低，零組件的加工工藝性較差，制造成本高，而且系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整困難，對系統(tǒng)的適應(yīng)能力差，因此動壓反饋校正方法未能很好地在工業(yè)系統(tǒng)中的推廣應(yīng)用。
現(xiàn)有的力反饋式電液伺服閥，由閥體、干式永磁力矩馬達(dá)、雙噴嘴擋板閥、力反饋對中滑閥和固定節(jié)流孔構(gòu)成，其中，雙噴嘴擋板閥經(jīng)油路與力反饋對中滑閥聯(lián)接，力反饋對中滑閥經(jīng)油路分別與高壓油、負(fù)載腔聯(lián)接。力反饋電液伺服閥雖具有高品質(zhì)的特點，但由于未設(shè)有壓力反饋綜合，因而存在無校正能力的不足，在大慣量、低剛度、欠阻尼的電液伺服控制系統(tǒng)中，靜態(tài)精度和響應(yīng)能力都不高，不能滿足電液伺服控制系統(tǒng)對高品質(zhì)的要求。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對上述不足之處而提供一種適用于大慣量、低剛度、欠阻尼的電液伺服控制系統(tǒng)，且具有較高的動態(tài)響應(yīng)能力和高靜態(tài)控制精度的動壓反饋電液伺服閥。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種動壓反饋電液伺服閥，包括閥體、干式永磁力矩馬達(dá)、雙噴嘴擋板閥、力反饋對中滑閥和固定節(jié)流孔，其中，雙噴嘴擋板閥經(jīng)油路與力反饋對中滑閥聯(lián)接，力反饋對中滑閥經(jīng)油路分別與高壓油、負(fù)載腔聯(lián)接，其特征是在閥體外設(shè)有液容活塞；在雙噴嘴擋板閥的擋板兩側(cè)設(shè)有雙反饋噴嘴；雙反饋噴嘴經(jīng)油路與液容活塞的活塞環(huán)帶面聯(lián)接；液容活塞兩端經(jīng)油路與負(fù)載腔聯(lián)接。
本發(fā)明技術(shù)解決方案中在所述的雙反饋噴嘴與液容活塞的聯(lián)接油路、以及液容活塞與負(fù)載腔的聯(lián)接油路上可以設(shè)有液阻器。
本發(fā)明技術(shù)解決方案中所述的液阻器可以位于閥體的外部。
本發(fā)明技術(shù)解決方案中所述的液容活塞可以是由彈簧和活塞構(gòu)成的。
本發(fā)明由于在現(xiàn)有力反饋電液伺服閥的基礎(chǔ)上增設(shè)分體式液容活塞和雙反饋噴嘴，在噴嘴擋板前置放大級上進(jìn)行壓力反饋綜合，因而，在穩(wěn)態(tài)時，具有常規(guī)流量控制伺服閥的特性，靜態(tài)剛度較高；在動態(tài)時，具有流量—壓力控制伺服閥的特性，有效提高系統(tǒng)阻尼，包絡(luò)系統(tǒng)非線性，將系統(tǒng)頻寬擴(kuò)展到負(fù)載液壓自然頻率附近，使系統(tǒng)具有良好的綜合品質(zhì)，并為提高系統(tǒng)的控制精度提供有益保障。本發(fā)明由于在雙反饋噴嘴與液容活塞的聯(lián)接油路、以及液容活塞與負(fù)載腔的聯(lián)接油路上設(shè)有液阻器，因而還具有系統(tǒng)調(diào)整方便、應(yīng)用靈活、適用面寬的特點，大大提升了對系統(tǒng)的適應(yīng)能力，有利于在工業(yè)系統(tǒng)中的推廣應(yīng)用。本發(fā)明對大慣量、低剛度、欠阻尼的電液伺服控制系統(tǒng)而言，能夠保證系統(tǒng)有足夠穩(wěn)定的裕度，使系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)能力和靜態(tài)控制精度均得以提高，有效改善系統(tǒng)品質(zhì)。另外，本發(fā)明還改善了零組件的加工工藝性，降低了產(chǎn)品的制造成本。本發(fā)明主要用于大慣量、低剛度、欠阻尼的電液伺服控制系統(tǒng)。
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
如圖1所示。本發(fā)明主要由閥體11、干式永磁力矩馬達(dá)1、雙噴嘴擋板閥3、力反饋對中滑閥8、分體液容活塞10、雙反饋噴嘴5、液阻器6、固定節(jié)流孔9和聯(lián)接油路構(gòu)成。干式永磁力矩馬達(dá)1又由永久磁鐵、控制線圈和銜鐵組件2組成。雙噴嘴擋板閥3作為前置級由擋板4和一對控制噴嘴組成。力反饋對中滑閥8是功率級，它通過反饋桿7與擋板4和銜鐵組件2相連。分體液容活塞10主要由彈簧和活塞組成，在與負(fù)載兩腔P1、P2相連的油路及與雙反饋噴嘴5相連的油路上均設(shè)置了參數(shù)調(diào)整方便的液阻器6。雙反饋噴嘴5、液容活塞10和液阻器6作為單一零組件，均為現(xiàn)有技術(shù)。液阻器6可以設(shè)在閥體11內(nèi)，也可以設(shè)在閥體11外。當(dāng)液阻器6設(shè)在閥體11外時，便于調(diào)整以適應(yīng)不同的電液伺服控制系統(tǒng)。
若系統(tǒng)輸入的電信號使干式永磁力矩馬達(dá)1產(chǎn)生逆時針方向的電磁力矩，使銜鐵組件2逆時針方向偏轉(zhuǎn)，于是雙噴嘴擋板閥3的右間隙減小而左間隙增大，則通過固定節(jié)流孔9的控制壓力Pn2增大，Pn1減小，推動力反饋對中滑閥8左移。同時使反饋桿7產(chǎn)生彈性變形，作用給擋板4一順時針方向的反力矩，使擋板4回中。當(dāng)作用在雙噴嘴擋板閥3上由干式永磁力矩馬達(dá)1產(chǎn)生的電磁力矩、擋板4上的反力矩、反饋桿7上的反力矩等諸多力矩達(dá)到平衡時，力反饋對中滑閥8停止運動，取得一個平衡位置，此時高壓油Ps進(jìn)入負(fù)載1腔，負(fù)載2腔回流。在靜態(tài)時，由于分體液容活塞10的運動緩慢，因而雙反饋噴嘴5上產(chǎn)生的壓力Pf1與Pf2基本相等，不產(chǎn)生作用力矩。在動態(tài)時，當(dāng)負(fù)載壓力P1、P2變化頻率大于反饋網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)折頻率時，負(fù)載壓力經(jīng)液阻器6作用到分體液容活塞10的兩端，推動分體液容活塞10以較快速度右移，反饋壓力Pf1減小，Pf2增大，并經(jīng)液阻器6、雙反饋噴嘴5作用給擋板4一反力矩，推動擋板4回中，使銜鐵組件2順時針方向偏移，減小了作用在力反饋對中滑閥8兩端的控制壓力，使力反饋對中滑閥8向右位移，減小了閥口的開度，增加了系統(tǒng)的阻尼。
分體液容活塞10和液阻器6的應(yīng)用，可調(diào)整電液伺服控制系統(tǒng)的阻尼和轉(zhuǎn)折頻率，使本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)緊湊、系統(tǒng)調(diào)整方便、應(yīng)用靈活、適用面寬等優(yōu)點。若對于特定的電液伺服控制系統(tǒng)，還可省去液阻器零組件。液容活塞還可采用其他類型的液容活塞。
權(quán)利要求
1.一種動壓反饋電液伺服閥，包括閥體(11)、干式永磁力矩馬達(dá)(1)、雙噴嘴擋板閥(3)、力反饋對中滑閥(8)和固定節(jié)流孔(9)，其中，雙噴嘴擋板閥(3)經(jīng)油路與力反饋對中滑閥(8)聯(lián)接，力反饋對中滑閥(8)經(jīng)油路分別與高壓油(Ps)、負(fù)載腔(P1、P2)聯(lián)接，其特征是在閥體(11)外設(shè)有液容活塞(10)；在雙噴嘴擋板閥(3)的擋板(4)兩側(cè)設(shè)有雙反饋噴嘴(5)雙反饋噴嘴(5)經(jīng)油路與液容活塞(10)的活塞環(huán)帶面聯(lián)接；液容活塞(10)兩端經(jīng)油路與負(fù)載腔(P1、P2)聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動壓反饋電液伺服閥，其特征是在所述的雙反饋噴嘴(5)與液容活塞(10)的聯(lián)接油路、以及液容活塞(10)與負(fù)載腔(P1、P2)的聯(lián)接油路上設(shè)有液阻器(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種動壓反饋電液伺服閥，其特征是所述的液阻器位于閥體(11)的外部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種動壓反饋電液伺服閥，其特征是所述的液容活塞(10)是由彈簧和活塞構(gòu)成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種動壓反饋電液伺服閥，其特征是所述的液容活塞(10)是由彈簧和活塞構(gòu)成的。
全文摘要
本發(fā)明的名稱為動壓反饋電液伺服閥。屬于電液伺服控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。它主要是解決現(xiàn)有電液伺服閥應(yīng)用在大慣量、低剛度、阻尼系數(shù)小的電液伺服控制系統(tǒng)中不能滿足寬頻帶高頻響高精度電液伺服控制系統(tǒng)的需要的問題。它的主要特征是包括閥體、干式永磁力矩馬達(dá)、雙噴嘴擋板閥、力反饋對中滑閥和固定節(jié)流孔，其中，雙噴嘴擋板閥經(jīng)油路與力反饋對中滑閥聯(lián)接，力反饋對中滑閥經(jīng)油路分別與高壓油、負(fù)載腔聯(lián)接，在閥體外設(shè)有液容活塞；在雙噴嘴擋板閥的擋板兩側(cè)設(shè)有雙反饋噴嘴；雙反饋噴嘴經(jīng)油路與液容活塞的活塞環(huán)帶面聯(lián)接；液容活塞兩端經(jīng)油路與負(fù)載腔聯(lián)接。本發(fā)明主要用于大慣量、低剛度、欠阻尼的電液伺服控制系統(tǒng)。
文檔編號F15C3/00GK1815044SQ200510018248
公開日2006年8月9日 申請日期2005年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月1日
發(fā)明者陳鎮(zhèn)漢 申請人:陳鎮(zhèn)漢