位移縮小式壓扭聯軸器型2d電液比例換向閥的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型設及電液比例控制系統領域，更具體地說，設及一種位移縮小式壓扭 聯軸器型2D電液比例換向閥。
【背景技術】
[0002] 電液比例閥是采用比例控制技術，介于開關型液壓閥和電液伺服閥之間的一種液 壓元件。由于電液比例閥能夠與電子控制裝置組合，因而便于對各種輸入、輸出信號進行運 算處理，W實現復雜的控制功能。同時，電液比例閥具有抗污染、低成本且響應速度快等優 點，在工業生產中獲得了廣泛的應用。
[0003] 現有的電液比例換向閥一般可采用直動式和導控型兩種結構的設計方案。直動式 電液比例換向閥由比例電磁鐵直接驅動閥忍運動，其結構簡單，且可W在零壓力下工作，但 由于受比例電磁鐵輸出推力的限制無法實現大流量控制。導控型電液比例換向閥由導閥控 制主閥敏感腔的壓力變化，產生較大的液壓靜壓力驅動主閥忍運動，可W實現大流量控制， 但其結構復雜，且無法在零導控壓力下工作。 【實用新型內容】
[0004] 本實用新型要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種高壓大 流量，且結構簡單的位移縮小式壓扭聯軸器型2D電液比例換向閥。
[0005] 本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:構造了一種位移縮小式壓扭聯 軸器型2D電液比例換向閥，包括換向閥與比例電磁鐵;所述換向閥包括閥體，W及安裝在所 述閥體內的閥忍;所述比例電磁鐵包括殼體，W及安裝在所述殼體內的銜鐵;所述2D電液比 例換向閥還包括用于連接所述換向閥與所述比例電磁鐵的壓扭聯軸器;所述壓扭聯軸器包 括與所述閥忍固定連接的第一連接部、與所述銜鐵固定連接的第二連接部、兩個第一彈性 螺旋件、兩個第二彈性螺旋件，W及固定安裝在所述閥體上的安裝板;所述第一連接部、所 述第二連接部、所述第一彈性螺旋件、所述第二彈性螺旋件，W及所述安裝板為一體化結 構;兩個所述第一彈性螺旋件分別連接在所述第一連接部與所述第二連接部之間，兩個所 述第二彈性螺旋件分別連接在所述第二連接部與所述安裝板之間；
[0006] 所述第一連接部與所述第二連接部為同軸設置的圓柱體;所述第一彈性螺旋件的 旋向與所述第二彈性螺旋件的旋向相同；所述第一彈性螺旋件、所述第二彈性螺旋件的螺 旋升角均由所述第一連接部朝向所述第二連接部的一端先變大再變小;兩個所述第一彈性 螺旋件的旋向相同，且關于所述第一連接部的軸線呈軸對稱;兩個所述第二彈性螺旋件的 旋向相同，且關于所述第一連接部的軸線呈軸對稱;兩個所述第一彈性螺旋件在所述第二 連接部靠近所述第一連接部的端面形成第一投影，兩個所述第二彈性螺旋件在所述第二連 接部靠近所述第一連接部的端面形成第二投影，所述第一投影位于所述第二投影內；
[0007] 當所述銜鐵推動所述第二連接部朝向所述閥忍運動時，兩個所述第一彈性螺旋件 與兩個所述第二彈性螺旋件產生相對扭轉W帶動所述第一連接部旋轉運動。
[0008] 在本實用新型所述的位移縮小式壓扭聯軸器型2D電液比例換向閥中，所述第一彈 性螺旋件的圈數與所述第二彈性螺旋件的圈數相同。
[0009] 在本實用新型所述的位移縮小式壓扭聯軸器型2D電液比例換向閥中，所述第一彈 性螺旋件的圈數為0.45圈~0.48圈。
[0010] 在本實用新型所述的位移縮小式壓扭聯軸器型2D電液比例換向閥中，所述安裝板 包括呈正方體的板體，W及開設在所述板體中屯、的通孔;所述第一連接部可在所述通孔中 伸縮運動。
[0011] 在本實用新型所述的位移縮小式壓扭聯軸器型2D電液比例換向閥中，所述2D電液 比例換向閥還包括套裝在所述第二彈性螺旋件的外部的套筒;所述套筒的一端與所述安裝 板固定連接，所述套筒的另一端與所述殼體連接。
[0012] 在本實用新型所述的位移縮小式壓扭聯軸器型2D電液比例換向閥中，所述套筒為 方形結構;所述方形結構開設有通孔，所述第二彈性螺旋件置于所述通孔內。
[0013] 在本實用新型所述的位移縮小式壓扭聯軸器型2D電液比例換向閥中，所述閥忍上 設置有低壓孔、高壓孔與感受通道；
[0014] 其中，所述低壓孔與所述感受通道重疊的弓高hi,所述低壓孔與所述感受通道重 疊的弓形面積Ai根據低壓孔與感受通道之間的關系式表示為：
[0017] 所述高壓孔與所述感受通道重疊的弓高h2,所述高壓孔與所述感受通道重疊的弓 形面積A2根據高壓孔與感受通道之間的關系式表示為：
[0020]式中：
[0021 ] rd:高壓孔或低壓孔的半徑；
[0022] Rd:閥忍的臺肩半徑；
[0023] R:第一彈性螺旋件與第二彈性螺旋件傳遞力的有效半徑；
[0024] 0m:面對比例電磁鐵時，閥忍的順時針轉角位移；
[0025] θν:面對比例電磁鐵時，閥忍的逆時針轉角位移；
[0026] Xm:比例電磁鐵輸出水平位移；
[0027] XV:閥忍運動位移；
[0028] ho:高壓孔或低壓孔的初始弓高；
[0029] β:第一彈性螺旋件或第二彈性螺旋件的螺旋升角。
[0030] 實施本實用新型的位移縮小式壓扭聯軸器型2D電液比例換向閥，具有W下有益效 果:所述2D電液比例換向閥采用壓扭聯軸器的結構，當銜鐵推動第二連接部朝向閥忍運動 時，兩個第一彈性螺旋件與兩個第二彈性螺旋件產生相對扭轉W帶動第一連接部旋轉運 動，從而將銜鐵的直線運動變為閥忍的旋轉運動，與其它電液比例閥相比，所述2D電液比例 換向閥具有無摩擦傳遞、柔性好，體積小且加工裝配簡便等優點；其次，由于第一彈性螺旋 件的旋向與第二彈性螺旋件的旋向相同，能夠起到縮小閥忍行程，增加閥忍定位精度的作 用;再者，因為在工作壓力為零或失壓時，由于此時閥忍軸向阻力幾乎為零，完全可W由比 例電磁鐵直接推動閥忍，發揮直動閥的特點，故能克服傳統導控級電液比例換向閥需要為 導控級單獨提供壓力的缺點，使液壓系統更為簡單;最后，通過改變第一彈性螺旋件螺旋升 角正切值和第二彈性螺旋件螺旋升角正切值的比例，能方便設計所需縮小位移的倍數。
【附圖說明】
[0031] 下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中：
[0032] 圖1是本實用新型較佳實施例提供的位移縮小式壓扭聯軸器型2D電液比例換向閥 的內部結構示意圖；
[0033] 圖2是圖1所示的2D電液比例換向閥中的壓扭聯軸器的立體結構圖；
[0034] 圖3是圖1所示的2D電液比例換向閥中的壓扭聯軸器的另一立體結構圖；
[0035] 圖4是圖1所示的2D電液比例換向閥中的壓扭聯軸器的內部結構圖；
[0036] 圖5是圖1所示的2D電液比例換向閥中的壓扭聯軸器的局部剖視圖；
[0037] 圖6是圖1所示的2D電液比例換向閥中低壓孔與感受通道的位置關系圖。
【具體實施方式】
[0038] 為了對本實用新型的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖詳細 說明本實用新型的【具體實施方式】。
[0039] 如圖1、圖2、圖3、圖4W及圖5所示，本實用新型的較佳實施例提供一種位移縮小式 壓扭聯軸器型2D電液比例換向閥，其包括換向閥1、比例電磁鐵2、壓扭聯軸器3, W及套筒4。
[0040] 具體地，如圖及圖6所示，該換向閥1包括閥體11，W及安裝在閥體11內的閥忍 12。該閥忍12上設置有低壓孔13、高壓孔14與感受通道15。其中，低壓孔13與感受通道15重 疊的弓高hi,低壓孔13與感受通道15重疊的弓形面積Ai根據低壓孔13與感受通道15之間的 關系式表示為：
[0041]
[0042]
[0043] 高壓孔14與感受通道15重疊的弓高h2,高壓孔14與感受通道15重疊的弓形面積A2 根據高壓孔14與感受通道15之間的關系式表示為：
[0046] 式中；
[0047] rd:高壓孔14或低壓孔13的半徑；
[004引 Rd:閥忍12的臺肩半徑；
[0049] R:第一彈性螺旋件33與第二彈性螺旋件34傳遞力的有效半徑；
[0050] 0m:面對比例電磁鐵2時，閥忍12的順時針轉角位移；
[0化1 ] θν:面對比例電磁鐵2時，閥忍12的逆時針轉角位移；
[0化2] Xm:比例電磁鐵2輸出水平位移；
[0化3] XV:閥忍12運動位移；
[0054] ho:高壓孔14或低壓孔13的初始弓高；
[0055] β:第一彈性螺旋件33或第二彈性螺旋件34的螺旋升角。
[0056] W上關系式能較為準確地描述該換向閥導控級通流面積的變化過程，從而反映導 控級流量的大小變化過程，因此，該關系式對整個2D電液比例換向閥的靜動態特性有制約 作用。
[0057] 如圖1所示，該比例電磁鐵2包括殼體21，W及安裝在殼體21內的銜鐵22。比例電磁 鐵2均為現有技術中常見的結構，在此不再寶述。
[005引如圖2、圖3、圖4并參閱圖1所示，該壓扭聯軸器3用于將比例電磁鐵2中的銜鐵22的 直線運動變為換向閥1中的閥忍12的旋轉運動。壓扭聯軸器3包括第一連接部31、第二連接 部32、第一彈性螺旋件33、第二彈性螺旋件34W及安裝板35。第一連接部31、第二連接部32、 第一彈性螺旋件33、第二彈性螺旋件34W及安裝板35為一體化結構，其整體性結構較好，組 裝拆卸所述2D電液比例換向閥時較為簡便。本實施例中，壓扭聯軸器3可采用3D打印的方式 加工。
[0059]其中，如圖2、圖3、圖4W及圖5并參閱圖1所示，該第一連接部31與閥忍12固定連 接，該第二連接部32與銜鐵22固定連接，第一連接部31與第二連接部32為同軸設置的圓柱 體，第一連接部31的外徑小于第二連接部32的外徑。
[0060] 該第一彈性螺旋件33連接在第一連接部31與第二連接部32之間，也即第一彈性螺 旋件33連接在第一連接部31與第二連接部32相鄰的兩端面。本實施例中，第一彈性螺旋件 33設置有兩個，兩個第一彈性螺旋件33的旋向相同，且兩個第一彈性螺旋件33關于第一連 接部31的軸線呈軸對稱，此時，兩個第一彈性螺旋件33在第一連接部31的同一端面上的投 影相互分離，該投影為扇環形，兩個投影呈軸對稱設置。該第二彈性螺旋件34連接在第二連 接部32與安裝板35之間，也即第二彈性螺旋件34連接在第二連接部32與安裝板35相鄰的兩 端面。本實施例中，第二彈性螺旋件34設置有兩個，兩個第二彈性螺旋件34的旋向相同，且 兩個第二