一種伺服電機直驅型伺服閥的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種伺服閥，具體是指一種伺服電機直驅型伺服閥。
【背景技術】
[0002]伺服閥又叫液控伺服閥主要是指電液伺服閥，它在接受電氣模擬信號后，相應輸出調制的流量和壓力。它既是電液轉換元件，也是功率放大元件，它能夠將小功率的微弱電氣輸入信號轉換為大功率的液壓能(流量和壓力)輸出。在電液伺服系統中，它將電氣部分與液壓部分連接起來，實現電液信號的轉換與液壓放大。電液伺服閥是電液伺服系統控制的核心。
[0003]電液伺服閥一般按力矩馬達型式分為動圈式和永磁式兩種。傳統的伺服閥大部分采用永磁式力矩馬達，此類伺服閥還可分為噴嘴擋板式和射流式兩大類。目前國內生產伺服閥的廠家大部分以噴嘴擋板式為主。以現有的力反饋式伺服閥的工作原理為例，進一步結合附圖1，現有技術中的伺服閥包括，1-永久磁鐵;2-銜鐵;3-扭軸;4-噴嘴;5-彈簧片;6-過濾器;7-滑閥；8-線圈;9-軛鐵等主要部件。伺服閥無信號電流輸入時，銜鐵和擋板處于中間位置。這時噴嘴4 二腔的壓力pa = pb，滑閥7 二端壓力相等，滑閥處于零位。輸入電流后，電磁力矩使銜鐵2連同擋板偏轉Θ角。設Θ為順時針偏轉，則由于擋板的偏移使pa>pb，滑閥向右移動。滑閥的移動，通過反饋彈簧片又帶動擋板和銜鐵反方向旋轉(逆時針)，二噴嘴壓力差又減小。在銜鐵的原始平衡位置(無信號時的位置)附近，力矩馬達的電磁力矩、滑閥二端壓差通過彈簧片作用于銜鐵的力矩以及噴嘴壓力作用于擋板的力矩三者取得平衡，銜鐵就不再運動。同時作用于滑閥上的油壓力與反饋彈簧變形力相互平衡，滑閥在離開零位一段距離的位置上定位。這種依靠力矩平衡來決定滑閥位置的方式稱為力反饋式。如果忽略噴嘴作用于擋板上的力，則馬達電磁力矩與滑閥二端不平衡壓力所產生的力矩平衡，彈簧片也只是受到電磁力矩的作用。因此其變形，也就是滑閥離開零位的距離和電磁力矩成正比。同時由于力矩馬達的電磁力矩和輸入電流成正比，所以滑閥的位移與輸入的電流成正比，也就是通過滑閥的流量與輸入電流成正比，并且電流的極性決定液流的方向，這樣便滿足了對電液伺服閥的功能要求。
[0004]目前，國內生產上述結構的伺服閥的廠家主要有:航空工業總公司第六?九研究所、航空工業總公司第六一八研究所、北京機床研究所、中國運載火箭技術研究院第十八研究所、上海航天控制工程研究所、九江中船儀表有限責任公司(四四一廠)及中國船舶重工集團公司第七?四研究所。國外生產伺服閥的廠家主要有:美國Moog公司、英國Dowty公司、美國Team公司、俄羅斯的“祖國”設計局、沃斯霍得工廠等，此外美國Park公司、EatonVickers公司、德國Bosch公司、Rexroth公司等亦有自己的伺服閥產品。本專利申請的實用新型人發現，上述結構的伺服閥在實際使用時，存在如下不足之處:
[0005]1、現有技術無一不是采用電驅偏轉馬達(實際為電磁鐵)，偏轉馬達的驅動力較小，大都采用二級結構，先導級采用雙噴嘴結構，主閥代采用滑閥式結構。這樣導致實際應用時線性度不理想，且零位容易漂移。特別受環境溫度、振動影響較大，影響了可靠性。
[0006]2、現有結構中的雙噴嘴與擋流板在實際加工中難度較大，成本很高。影響了伺服閥在普通工業設備上的使用。
[0007]3、噴嘴與擋流板的間隙很小，在實際使用中對油液的清潔度要求很高，一般均需達到NAS7級清潔度。如果油液不清潔可受到污染會引起噴嘴或節流孔局部或全部堵塞，導致引起頻響下降，分辨降率低，嚴重的引起系統不穩定，伺服閥失效。
[0008]針對上述不足，現在的伺服閥所急需要解決的問題如下:
[0009]1、增大電磁線圈的驅動力，使得在大多數應用場合下能直接驅動主閥芯，減少伺服閥的級數，提高系統穩定性與可靠性。
[0010]2、提高伺服閥油液抗污染性，這樣在使用中能大大降低維護成本，擴大伺服閥的應用場合。
[0011]3、降低在生產制造過程中的制造難度，大幅度降低制造成本，進一步提高伺服閥在普通工業產品上的應用。
[0012]綜上所述，目前急需要一種級數更少，系統穩定性高，可靠性好，抗污染性強，維護成本低，應用場合更廣，制造難度和成本更低的伺服閥。
【實用新型內容】
[0013]本實用新型要解決的技術問題是，提供一種級數更少，系統穩定性高，可靠性好，抗污染性強，維護成本低，應用場合更廣，制造難度和成本更低的伺服電機直驅型伺服閥。
[0014]為解決上述技術問題，本實用新型提供的技術方案為:一種伺服電機直驅型伺服閥，它包括主閥芯、閥體、彈簧、閥體端蓋、絲桿螺母、滾珠絲桿和伺服電機;所述的主閥芯滑動安裝于閥體內；所述的閥體內設置有四個油口；所述的主閥芯通過左、中、右三個位置的變化調節四個油口之間的接通狀態;所述的主閥芯的左端通過彈簧與閥體端蓋相抵;主閥芯的右端與絲桿螺母相連，所述的絲桿螺母安裝于滾珠絲桿上，所述的伺服電機包括伺服電機軸、伺服電機轉子、伺服電機定子和旋轉編碼器;所述的伺服電機軸的左端與滾珠絲桿相連接;所述的伺服電機轉子與伺服電機軸相連，伺服電機定子套在伺服電機轉子外，旋轉編碼器安裝于伺服電機軸的右端。
[0015]作為優選，所述的伺服電機型號為:德國包米勒公司生產的DSD2-028S044U-45-31型，額定轉矩為0.6Nm，額定功率為280W的電機。
[0016]作為優選，所述的旋轉編碼器的型號為:海德漢公司的EQN1325型多圈絕對值編碼器，精度為:2500PPR。
[0017]采用上述結構后，本實用新型具有如下優點:本實用新型創造性的采用小型伺服電機直接驅動主閥芯進行軸向的位移控制，現在的伺服電機技術已經很成熟，成本也降到了能接受的程度。在伺服閥的主閥芯上通過滾珠絲桿直接與伺服電機的軸相連，當伺服電機旋轉時通過滾珠絲桿帶動主閥芯進行軸向移動。且通過伺服電機自帶的旋轉編碼器能精確控制主閥芯的軸向移動量以達到精確控制的目的。而且可以通過安裝在出油口的壓力傳感器形成閉環控制，以精確控制伺服閥的輸出壓力，真正實施壓力與流量的雙重反饋控制效果。經過實踐證明本實用新型具備如下幾點有益效果。
[0018]1、方案簡單，技術成熟，提高了整個伺服系統的可靠性。
[0019]2、與傳統的伺服閥相比，省去了加工難度較高的擋流板與噴嘴裝置，使得整個伺服閥的加工難度大大降低，在提高可靠性的同時降低了加工成本，使得伺服閥的應用領域進一步擴大。
[0020]3、因伺服電機工作可靠，沒有了傳統伺服閥的精密的噴嘴結構，這樣對于整個系統的抗油液污染度大大提高，使用實際的使用成本大為降低，也同樣擴大了伺服閥的應用領域。
[0021]4、由于主閥芯的位置完全由伺服電機控制，這樣當環境溫度、濕度等發生變化時，對伺服閥完全沒有影響，提高了實際應用的可靠性。
[0022]綜上所述，本實用新型提供了一種級數更少，系統穩定性高，可靠性好，抗污染性強，維護成本低，應用場合更廣，制造難度和成本更低的伺服閥。
【附圖說明】
[0023]圖1是現有技術中最常見的伺服閥的結構示意圖。
[0024]圖2是本實用新型伺服電機直驅型伺服閥處于中位時