專利名稱：壓力流量電液伺服閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種適用于既有較高的力控制要求，又有較高的位置控制要求的電液加載伺服控制系統(tǒng)的壓力流量電液伺服閥。屬于電液伺服控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代的電液加載系統(tǒng)中，較為普遍地是用電液流量伺服閥來控制加載力，這種系統(tǒng)雖也能實(shí)現(xiàn)按預(yù)定載荷譜進(jìn)行加載的任務(wù)，但由于電液流量伺服閥的壓力輸出呈非線性特征，使加載系統(tǒng)存在干擾大，控制難度高，系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜，控制精度低，準(zhǔn)確性不易保證，多余力消除困難等缺陷。有的系統(tǒng)為了解除多余力，提高加載精度和加載快速性，不得不用大流量閥來控制小的執(zhí)行元件；還有的系統(tǒng)為獲取大的流量增益系數(shù)和小的壓力增益系數(shù)，不得不用大的正開口滑閥或增設(shè)泄漏通道。從而加大了油源功率，造成能源的浪費(fèi)。近年來，隨著電液加載伺服系統(tǒng)越來越廣泛的應(yīng)用，不僅要求閥的流量輸出呈線性的，而且要求閥的壓力輸出也是線性的，對(duì)閥的控制精度和品質(zhì)的要求也越來越高。
電液伺服閥是電液伺服控制系統(tǒng)的關(guān)鍵性元件，其性能對(duì)系統(tǒng)的特性影響很大。對(duì)于慣性大、外負(fù)載小且負(fù)載變動(dòng)大的電液伺服控制系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的阻尼是加強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的有效方法。負(fù)載壓力隨系統(tǒng)動(dòng)態(tài)變化，當(dāng)系統(tǒng)諧振加劇時(shí)，負(fù)載壓力增大而輸出空載流量減小，若在位置反饋伺服閥上增加負(fù)載壓力反饋，則負(fù)載壓力和輸出空載流量均與信號(hào)電流成比例關(guān)系。壓力流量電液伺服閥綜合了壓力控制和流量控制的作用，既能給力系統(tǒng)提供較高的力控制，又能給位置系統(tǒng)提供較高的位置精度控制，還能給高共振負(fù)載伺服系統(tǒng)提供有效阻尼特性。此外，在電液加載伺服系統(tǒng)中，尤其是在被動(dòng)加載系統(tǒng)中能有效抑制多余力，解決系統(tǒng)力分爭(zhēng)。因此壓力流量電液伺服閥是各種電液加載伺服控制系統(tǒng)中的主要控制元件，隨著自動(dòng)化技術(shù)的迅速發(fā)展，在航空、航天、汽車、冶金、機(jī)械等領(lǐng)域里具有廣泛的應(yīng)用前景。
目前，國(guó)內(nèi)常見的伺服閥一般以流量伺服閥為多，尚無壓力流量電液伺服閥。在各種電液加載伺服控制系統(tǒng)和高諧振負(fù)載電液伺服控制系統(tǒng)中，高品質(zhì)的壓力流量電液伺服閥只能依靠進(jìn)口。而國(guó)外現(xiàn)有的壓力流量控制技術(shù)是在彈簧平衡式流量電液伺服閥的基礎(chǔ)上，引入壓力流量回路，并在功率級(jí)滑閥進(jìn)行壓力反饋綜合。在穩(wěn)態(tài)情況下彈簧力與反饋液壓力之合力和控制液壓力相平衡，使功率級(jí)滑閥取得一個(gè)相應(yīng)的平衡位置。這種結(jié)構(gòu)的閥品質(zhì)低，性能差。在動(dòng)態(tài)時(shí)閥的頻寬由于受平衡彈簧的剛度所限，使閥的頻寬不高。平衡彈簧可能產(chǎn)生的側(cè)向力也會(huì)使閥的靈敏度降低。此結(jié)構(gòu)不能滿足高品質(zhì)電液加載伺服系統(tǒng)的要求，因此未能較好地在工業(yè)系統(tǒng)中推廣應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型針對(duì)上述不足提供一種適用于電液加載控制伺服控制系統(tǒng)和高共振負(fù)載電液伺服控制系統(tǒng)，且具有較高動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力和高靜態(tài)控制精度的壓力流量電液伺服閥。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種壓力流量電液伺服閥，包括閥體、干式永磁力矩馬達(dá)、雙噴嘴擋板閥、固定節(jié)流孔、浮動(dòng)套、帶負(fù)載壓力反饋的力反饋對(duì)中滑閥和聯(lián)接油路，其特征在于雙噴嘴擋板閥(4)經(jīng)油路與帶負(fù)載壓力反饋的力反饋對(duì)中滑閥(7)控制腔聯(lián)接；帶負(fù)載壓力反饋的力反饋對(duì)中滑閥(7)經(jīng)油路分別與高壓油、負(fù)載兩腔和回油相聯(lián)接，并在高壓油通向雙噴嘴擋板閥的控制油路中設(shè)有固定節(jié)流孔(9)；力反饋對(duì)中滑閥作為功率級(jí)，它通過反饋桿(6)、擋板(5)、控制線圈和銜鐵組件(3)相聯(lián)；力反饋對(duì)中滑閥控制腔與負(fù)載壓力反饋腔間的隔離由浮動(dòng)套(8)實(shí)現(xiàn)；負(fù)載兩腔經(jīng)壓力反饋油路與帶負(fù)載壓力反饋的力反饋對(duì)中滑閥兩端反饋腔聯(lián)接，該反饋油路既可安置在負(fù)載壓力反饋四通滑閥上，又可安置在負(fù)載壓力反饋四通滑閥外，均能實(shí)現(xiàn)負(fù)載壓力反饋在功率滑閥級(jí)進(jìn)行綜合。
本實(shí)用新型由于在現(xiàn)有的力反饋電液伺服閥基礎(chǔ)上增設(shè)負(fù)載壓力反饋，在實(shí)現(xiàn)了閥的空載輸出流量與輸入電流的一一對(duì)應(yīng)的同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了閥的輸出壓力差與輸入電流的一一對(duì)應(yīng)。從而具有良好的壓力、流量線性特性，對(duì)力環(huán)和位置環(huán)的雙環(huán)控制系統(tǒng)可直接應(yīng)用線性控制理論，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)和分析。此外，壓力流量伺服閥的壓力增益平坦，可調(diào)，有利于多通道控制和余度管理技術(shù)的應(yīng)用，有利于多路控制中的一致性要求，克服力分爭(zhēng)問題。
本實(shí)用新型對(duì)欠阻尼、帶諧振負(fù)載的電液位置伺服系統(tǒng)，能夠保證系統(tǒng)足夠的穩(wěn)定裕度，有效改善系統(tǒng)品質(zhì)；對(duì)力系統(tǒng)或加載伺服系統(tǒng)，能有效抑制多余力，有益于消除力分爭(zhēng)。
圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖-1.干式永磁力矩馬達(dá)，2.上蓋，3.控制線圈和銜鐵組件，4.擋板閥，5.擋板，6.反饋桿，7.滑閥，8.浮動(dòng)套，9.節(jié)流孔，10.閥體。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型主要由干式永磁力矩馬達(dá)(1)、上蓋(2)、雙噴嘴擋板閥(4)、帶負(fù)載壓力反饋的力反饋對(duì)中滑閥(7)、浮動(dòng)套(8)、固定節(jié)流孔(9)、閥體(10)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(3)組成。雙噴嘴擋板閥(4)作為前置放大級(jí)由擋板(5)和一對(duì)控制噴嘴組成。帶負(fù)載壓力反饋的力反饋對(duì)中滑閥(7)作為功率級(jí)，它通過反饋桿(6)、擋板(5)、控制線圈和銜鐵組件(3)相聯(lián)。在高壓油與雙噴嘴擋板閥(4)相聯(lián)的油路上分別串聯(lián)了固定節(jié)流孔(9)。負(fù)載兩腔P1、P2經(jīng)油路分別與帶負(fù)載壓力反饋的力反饋對(duì)中滑閥(7)兩端反饋腔Pf1、Pf2相聯(lián)。
若系統(tǒng)輸入的電信號(hào)使干式永磁力矩馬達(dá)(1)產(chǎn)生順時(shí)針方向的電磁力矩，控制線圈和銜鐵組件(3)在電磁力矩和彈簧力矩的作用下，順時(shí)針方向偏轉(zhuǎn)一角度，于是雙噴嘴擋板閥(4)的左間隙減小而右間隙增大，則通過固定節(jié)流孔(9)的控制壓力Pn1增大，Pn2減小，推動(dòng)帶負(fù)載壓力反饋的力反饋對(duì)中滑閥(7)右移，高壓油Ps進(jìn)入負(fù)載腔p1，負(fù)載腔p2回流至pr。與此同時(shí)，帶負(fù)載壓力反饋的力反饋對(duì)中滑閥(7)兩端反饋腔Pf1、Pf2與負(fù)載腔p1、負(fù)載腔p2相通并感受負(fù)載反饋壓力作用，阻止帶負(fù)載壓力反饋的力反饋對(duì)中滑閥(7)向右移。此外由于帶負(fù)載壓力反饋的力反饋對(duì)中滑閥(7)的偏移使反饋桿(6)產(chǎn)生彈性變形，作用給擋板(5)逆時(shí)針方向的彈簧反力矩，使擋板回中。當(dāng)作用在雙噴嘴擋板閥(4)上由于干式永磁力矩馬達(dá)(1)產(chǎn)生的電磁力矩、反饋桿(6)上的反力矩等諸多力矩達(dá)到平衡時(shí)，帶負(fù)載壓力反饋的力反饋對(duì)中滑閥(7)停止運(yùn)動(dòng)，取得一個(gè)平衡位置，此時(shí)伺服閥輸出的負(fù)載壓力和空載流量均與輸入信號(hào)電流成比例關(guān)系。如果負(fù)載壓力由于干擾作用而增大，那么負(fù)載壓力反饋?zhàn)饔迷趲ж?fù)載壓力反饋的力反饋對(duì)中滑閥(7)上的反饋力也增大，破壞了帶負(fù)載壓力反饋的力反饋對(duì)中滑閥(7)的力矩平衡，使帶負(fù)載壓力反饋的力反饋對(duì)中滑閥(7)向左移動(dòng)，使控制噴嘴腔Pn1增大，而Pn2減小，推動(dòng)帶負(fù)載壓力反饋的力反饋對(duì)中滑閥(7)向右移動(dòng)回至原位。如果負(fù)載壓力由于干擾而減小，其調(diào)整過程與上相反?？梢?，在輸入電信號(hào)不變時(shí)，閥的輸出流量和輸出壓差保持不變，且輸入信號(hào)與閥的空載輸出流量和輸出負(fù)載壓差成比例關(guān)系。因此，本實(shí)用新型能提供系統(tǒng)有效的附加阻尼，滿足系統(tǒng)品質(zhì)的需要。特別是在被動(dòng)電液加載伺服系統(tǒng)中，能有效抑制多余力，取得理想的效果。
權(quán)利要求1.一種壓力流量電液伺服閥，由閥體、干式永磁力矩馬達(dá)、雙噴嘴擋板閥、帶負(fù)載壓力反饋的力反饋對(duì)中滑閥、浮動(dòng)套、固定節(jié)流孔組成，其特征在于雙噴嘴擋板閥(4)經(jīng)油路與力反饋對(duì)中滑閥(7)控制腔聯(lián)接；帶負(fù)載壓力反饋的力反饋對(duì)中滑閥(7)經(jīng)油路分別與高壓油、負(fù)載兩腔并和回油路相聯(lián)接，在高壓油通向雙噴嘴擋板閥(4)的控制油路上設(shè)有固定節(jié)流孔(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓力流量電液伺服閥，其特征在于帶負(fù)載壓力反饋的力反饋對(duì)中滑閥(7)作為功率級(jí)，通過反饋桿(6)、擋板(5)、控制線圈和銜鐵組件(3)相聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓力流量電液伺服閥，其特征在于帶負(fù)載壓力反饋的力反饋對(duì)中滑閥(7)兩端反饋腔經(jīng)反饋油路分別與負(fù)載兩腔相通，該反饋油路既可安置在帶負(fù)載壓力反饋的力反饋對(duì)中滑閥(7)上，又可安置在帶負(fù)載壓力反饋的力反饋對(duì)中滑閥(7)外，均能實(shí)現(xiàn)負(fù)載壓力反饋在功率滑閥級(jí)進(jìn)行綜合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓力流量電液伺服閥，其特征在于浮動(dòng)套用于隔離帶負(fù)載壓力反饋的力反饋對(duì)中滑閥(7)的控制腔與反饋腔。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種壓力流量電液伺服閥，其特征是雙噴嘴擋板閥經(jīng)油路與力反饋對(duì)中滑閥控制腔聯(lián)接，帶負(fù)載壓力反饋對(duì)中滑閥經(jīng)油路分別與高壓油，負(fù)載兩腔回油路聯(lián)接，并在高壓油通向雙噴嘴擋板閥的控制油路上設(shè)有固定節(jié)流孔。該閥對(duì)欠阻尼、帶諧振負(fù)載的電液位置伺服系統(tǒng)，能夠保證系統(tǒng)足夠的穩(wěn)定裕度，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，可廣泛應(yīng)用于各種電液加載伺服控制系統(tǒng)中。
文檔編號(hào)F15B13/044GK2846835SQ20052009728
公開日2006年12月13日 申請(qǐng)日期2005年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月22日
發(fā)明者陳鎮(zhèn)漢 申請(qǐng)人:陳鎮(zhèn)漢