調(diào)速電機(jī)控制的無泄漏伺服閥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種動力和控制一體化的電液伺服閥，尤其是一種調(diào)速電機(jī)控制的無泄漏伺服閥，屬于電液伺服控制【技術(shù)領(lǐng)域】。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述調(diào)速電機(jī)控制的無泄漏伺服閥，包括調(diào)速電機(jī)驅(qū)動的計(jì)量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、控制閥塊以及與調(diào)速電機(jī)相連的高壓油泵；位于閥塊內(nèi)的無泄漏閥控制電液伺服閥出油的多少與方向；而無泄漏閥的開關(guān)完全取決于平衡活塞和高壓油泵；由于平衡活塞和高壓油泵受調(diào)速電機(jī)驅(qū)動的計(jì)量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)控制，因此使得無泄漏閥的進(jìn)出油量與調(diào)速電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向呈正比。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)動力驅(qū)動和伺服控制的一體化，解決了伺服閥存在內(nèi)泄漏大、效率低的缺陷，提高了伺服元件的可靠性。
【專利說明】調(diào)速電機(jī)控制的無泄漏伺服閥

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種動力和控制一體化的電液伺服閥，尤其是一種調(diào)速電機(jī)控制的無泄漏伺服閥，屬于電液伺服控制【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]電液伺服閥是電液伺服控制系統(tǒng)中的核心液壓元件，是電器控制信號與液壓動力驅(qū)動之間的轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)。通常的電液伺服閥是依靠力矩馬達(dá)、力馬達(dá)或比例電磁鐵等驅(qū)動的一個滑閥，由于滑閥存在泄漏，因此通常的伺服閥空耗較大，效率很低。同時(shí)因?yàn)榱伛R達(dá)或比例電磁鐵的驅(qū)動能力有限，容易發(fā)生閥芯卡阻，使伺服閥的可靠性不如其他液壓元件聞。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種調(diào)速電機(jī)控制的無泄漏伺服閥，可實(shí)現(xiàn)動力驅(qū)動和伺服控制的一體化，解決了伺服閥存在內(nèi)泄漏大、效率低的缺陷，提高了伺服閥的可靠性。
[0004]按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述調(diào)速電機(jī)控制的無泄漏伺服閥，包括閥塊以及位于閥塊內(nèi)的無泄漏閥與用于調(diào)節(jié)所述無泄漏閥開關(guān)狀態(tài)的平衡活塞；平衡活塞的關(guān)閉端通過油泵出油管與用于向閥塊內(nèi)泵油的油泵連接，油泵與用于驅(qū)動所述油泵的調(diào)速電機(jī)連接；調(diào)速電機(jī)與閥塊間還設(shè)置有油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，通過油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)使得無泄漏閥的進(jìn)出油量與調(diào)速電機(jī)的轉(zhuǎn)速呈正比。
[0005]所述油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括由調(diào)速電機(jī)驅(qū)動的計(jì)量齒輪組，計(jì)量齒輪組的排油量為油泵出油量的二倍；計(jì)量齒輪組通過第二計(jì)量油管與平衡活塞的開啟端連接，計(jì)量齒輪組通過第一計(jì)量油管與閥塊內(nèi)調(diào)節(jié)活塞安裝腔相連通。
[0006]所述調(diào)節(jié)活塞安裝腔內(nèi)安裝用于調(diào)節(jié)進(jìn)油單向閥開關(guān)狀態(tài)的調(diào)節(jié)活塞以及用于使得調(diào)節(jié)活塞往復(fù)運(yùn)動的調(diào)節(jié)彈簧；進(jìn)油單向閥與無泄漏閥均位于閥塊內(nèi)；平衡活塞安裝于平衡活塞安裝腔內(nèi)，用于安裝進(jìn)油單向閥的進(jìn)油單向閥安裝腔與平衡活塞關(guān)閉端腔體相連通。
[0007]所述平衡活塞開啟端的外側(cè)設(shè)置有限壓閥與吸油單向閥，所述吸油單向閥的吸油單向閥安裝腔與平衡活塞開啟端腔體、調(diào)節(jié)活塞安裝腔內(nèi)的安裝腔第二調(diào)節(jié)部相連通；閥塊上設(shè)置能向吸油單向閥內(nèi)進(jìn)油的吸油油管以及能將調(diào)節(jié)活塞安裝腔內(nèi)安裝腔第二調(diào)節(jié)部的油輸出的回油管，所述第一計(jì)量油管與閥塊的結(jié)合部位于進(jìn)油單向閥與回油管之間。
[0008]所述無泄漏閥通過油缸油管與油缸連接，油泵的進(jìn)油端通過油泵進(jìn)油管與油泵油箱連接。
[0009]所述調(diào)速電機(jī)包括伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)或變頻電機(jī)，雙向出油的油泵包括齒輪泵、葉片泵、高壓柱塞泵。
[0010]所述吸油油管以及回油管均與吸油油箱連接。
[0011]平衡活塞關(guān)閉端腔體通過第一連接通道與進(jìn)油單向閥安裝腔相連通；平衡活塞開啟端腔體通過第二連接通道與第二計(jì)量油管以及吸油單向閥安裝腔相連通。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):用調(diào)速電機(jī)直接控制平衡活塞去調(diào)節(jié)一個無泄漏閥實(shí)現(xiàn)伺服控制，同時(shí)依靠調(diào)速電機(jī)直接驅(qū)動雙向出油的油泵，使泵閥集成在一起，實(shí)現(xiàn)了動力驅(qū)動和伺服控制一體化；在調(diào)速電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，將油泵的油量通過無泄漏閥進(jìn)入油缸，在調(diào)速電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，油泵的油量以及油缸的出油量均通過計(jì)量齒輪組再次進(jìn)入平衡活塞的開啟端，以通過平衡活塞控制無泄漏閥的開關(guān)狀態(tài)，徹底解決了伺服閥存在的內(nèi)泄漏大和可靠性低的缺點(diǎn)，成就了電液伺服系統(tǒng)向低能耗、高可靠的轉(zhuǎn)變。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的使用狀態(tài)圖。
[0014]圖2為本發(fā)明流量特性曲線示意圖。
[0015]附圖標(biāo)記說明:1-調(diào)速電機(jī)、2-油泵、3-計(jì)量齒輪組、4-無泄漏閥、5-限壓閥、6-吸油單向閥、7-進(jìn)油單向閥、8-平衡活塞、9-調(diào)節(jié)活塞、10-閥塊、11-負(fù)載、12-油缸、13-油泵油箱、14-油泵進(jìn)油管、15-油泵出油管、16-第一計(jì)量油管、17-第二計(jì)量油管、18-吸油油管、19-吸油油箱、20-回油管、21-調(diào)節(jié)彈簧、22-回油孔、23-油缸油管、24-調(diào)節(jié)活塞安裝腔、25-第一連接通道、26-平衡活塞安裝腔、27-限壓閥安裝腔、28-吸油單向閥安裝腔、29-進(jìn)油單向閥安裝腔、30-無泄漏閥安裝腔以及31-第二連接通道。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0017]如圖1所示:為了實(shí)現(xiàn)動力驅(qū)動和伺服控制的一體化，解決了伺服閥存在內(nèi)泄漏大的缺陷，提高伺服閥的可靠性，本發(fā)明包括閥塊10以及位于閥塊10內(nèi)的無泄漏閥4與用于調(diào)節(jié)所述無泄漏閥4開關(guān)狀態(tài)的平衡活塞8 ;平衡活塞8的關(guān)閉端通過油泵出油管15與用于向閥塊10內(nèi)泵油的油泵2連接，油泵2與用于驅(qū)動所述油泵2的調(diào)速電機(jī)I連接；調(diào)速電機(jī)I與閥塊10間還設(shè)置有油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)3，通過油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)使得無泄漏閥4的進(jìn)出油量與調(diào)速電機(jī)I的轉(zhuǎn)速呈正比。
[0018]具體地，閥塊10內(nèi)設(shè)置有無泄漏閥安裝腔30，無泄漏閥4安裝于無泄漏閥安裝腔30內(nèi)，無泄漏閥4通過油缸油管23與油缸12連接，油缸12上連接有負(fù)載11，油缸油管23與無泄漏閥安裝腔30相連通。閥塊10內(nèi)設(shè)置有平衡活塞安裝腔26，平衡活塞8安裝于平衡活塞安裝腔26內(nèi)，平衡活塞8的關(guān)閉端鄰近無泄漏閥4，平衡活塞8的開啟端遠(yuǎn)離無泄漏閥4。平衡活塞8呈T型狀，平衡活塞8能在平衡活塞安裝腔26內(nèi)移動。平衡活塞8在平衡活塞安裝腔26內(nèi)將所述平衡活塞安裝腔26分隔呈兩部分，即與平衡活塞關(guān)閉端相對應(yīng)的部分-平衡活塞關(guān)閉端腔體以及與平衡活塞開啟端相對應(yīng)的部分-平衡活塞開啟端腔體，平衡活塞關(guān)閉端腔體與平衡活塞開啟端腔體相互隔離不連通。平衡活塞8的端部能與無泄漏閥4相接觸，平衡活塞8與無泄漏閥4同軸分布，平衡活塞8通過與無泄漏閥4的閥芯接觸后能壓縮無泄漏閥4的彈簧，以打開無泄漏閥4 ;當(dāng)無泄漏閥4打開后，無泄漏閥安裝腔30與平衡活塞關(guān)閉端腔體相連通；當(dāng)平衡活塞8上的作用力消失后，無泄漏閥4在彈簧作用下復(fù)位，實(shí)現(xiàn)無泄漏閥4的關(guān)閉。
[0019]油泵2采用雙向出油的油泵結(jié)構(gòu)，即無論驅(qū)動調(diào)速電機(jī)I是正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，油泵2均能通過油泵出油管15向平衡活塞關(guān)閉端腔體內(nèi)泵油。油泵2安裝在調(diào)速電機(jī)I的輸出軸上，當(dāng)調(diào)速電機(jī)I正轉(zhuǎn)時(shí)，油泵2泵入平衡活塞關(guān)閉端腔體內(nèi)的油通過無泄漏閥4以及油缸油管23向油缸12出油，而當(dāng)調(diào)速電機(jī)I反轉(zhuǎn)時(shí)，油缸12內(nèi)的油通過油缸油管23向閥塊10內(nèi)進(jìn)油。
[0020]本發(fā)明實(shí)施例中，通過油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)使得無泄漏閥4的進(jìn)出油量與調(diào)速電機(jī)I的轉(zhuǎn)速呈正比，具體是指，當(dāng)調(diào)速電機(jī)I正轉(zhuǎn)時(shí)，通過油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，使得無泄漏閥4向油缸12的出油量與調(diào)速電機(jī)I的轉(zhuǎn)速呈正比；而當(dāng)調(diào)速電機(jī)I反轉(zhuǎn)時(shí)，通過油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，使得油缸12向無泄漏閥4的進(jìn)油量也與調(diào)速電機(jī)I的轉(zhuǎn)速呈正比，如圖2所示。當(dāng)調(diào)速電機(jī)I的轉(zhuǎn)速與輸入信號電壓也呈正比時(shí)，則對于無泄漏閥4與油缸12之間的流量特性即與典型的伺服閥特性相同，可以用在各種電液伺服系統(tǒng)中。
[0021]在具體實(shí)施時(shí),所述調(diào)速電機(jī)I包括伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)或變頻電機(jī),油泵2包括高壓齒輪泵、葉片泵、柱塞泵。當(dāng)油泵2采用高壓柱塞泵時(shí)，得到的伺服閥可用于70MPa的高壓伺服系統(tǒng)中。
[0022]所述油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括由調(diào)速電機(jī)I驅(qū)動的計(jì)量齒輪組3,計(jì)量齒輪組3的排油量為油泵2出油量的二倍；計(jì)量齒輪組3通過第二計(jì)量油管17與平衡活塞8的開啟端連接，計(jì)量齒輪組3通過第一計(jì)量油管16與閥塊10內(nèi)調(diào)節(jié)活塞安裝腔24相連通。
[0023]本發(fā)明實(shí)施例中，計(jì)量齒輪組3也安裝于調(diào)速電機(jī)I的輸出軸上，即計(jì)量齒輪組3與油泵2由調(diào)速電機(jī)I進(jìn)行同步驅(qū)動，以控制油泵2的出油量與調(diào)速電機(jī)I的轉(zhuǎn)速呈正比，計(jì)量齒輪組3的出油量也與調(diào)速電機(jī)I的轉(zhuǎn)速呈正比。計(jì)量齒輪組3的結(jié)構(gòu)可以是類似現(xiàn)有的齒輪泵結(jié)構(gòu)，但計(jì)量齒輪組3在調(diào)速電機(jī)I正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)不同時(shí)，計(jì)量齒輪組3的出油方向不同，計(jì)量齒輪組3的出油量與油泵2出油量間也可以為其他倍數(shù)關(guān)系，但會導(dǎo)致伺服系統(tǒng)不利的結(jié)果，因此，具體實(shí)施時(shí)，一般將計(jì)量齒輪組3的出油量設(shè)置為油泵2出油量的二倍，計(jì)量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)3的具體結(jié)構(gòu)不是本發(fā)明關(guān)注的重點(diǎn)，且具體實(shí)施結(jié)構(gòu)也能為本【技術(shù)領(lǐng)域】人員所唯一確定得到，此處不再贅述。
[0024]所述調(diào)節(jié)活塞安裝腔24內(nèi)安裝用于調(diào)節(jié)進(jìn)油單向閥7開關(guān)狀態(tài)的調(diào)節(jié)活塞9以及用于使得調(diào)節(jié)活塞9往復(fù)運(yùn)動的調(diào)節(jié)彈簧21 ;進(jìn)油單向閥7與無泄漏閥4均位于閥塊10內(nèi)的同一端；平衡活塞8安裝于平衡活塞安裝腔26內(nèi)，用于安裝進(jìn)油單向閥7的進(jìn)油單向閥安裝腔29與平衡活塞8關(guān)閉端對應(yīng)的平衡活塞安裝腔26相連通。
[0025]本發(fā)明實(shí)施例中，進(jìn)油單向閥7安裝于進(jìn)油單向閥安裝腔29內(nèi)，進(jìn)油單向閥安裝腔29與無泄漏閥安裝腔30均位于閥塊10內(nèi)，當(dāng)進(jìn)油單向閥7關(guān)閉時(shí)，平衡活塞關(guān)閉端腔體內(nèi)的油不能進(jìn)入調(diào)節(jié)活塞安裝腔24內(nèi)。調(diào)節(jié)活塞9也呈類T字型，調(diào)節(jié)彈簧21與進(jìn)油單向閥7分別位于調(diào)節(jié)活塞9的兩端，調(diào)節(jié)彈簧21的一端與調(diào)節(jié)活塞安裝腔24的底壁相連，另一端伸入調(diào)節(jié)活塞9內(nèi)并與調(diào)節(jié)活塞9連接。調(diào)節(jié)活塞安裝腔24也通過調(diào)節(jié)活塞9分割成相互隔離的兩部分，即分別為安裝腔第一調(diào)節(jié)部與安裝腔第二調(diào)節(jié)部，安裝腔第一調(diào)節(jié)部與安裝腔第二調(diào)節(jié)部相互隔離不相通，安裝腔第一調(diào)節(jié)部鄰近進(jìn)油單向閥7，進(jìn)油單向閥安裝腔29內(nèi)的油能進(jìn)入安裝腔第一調(diào)節(jié)部，安裝腔第一調(diào)節(jié)部與安裝腔第二調(diào)節(jié)部的位置區(qū)域根據(jù)調(diào)節(jié)活塞9在調(diào)節(jié)活塞安裝腔24內(nèi)的位置不同而變換，調(diào)節(jié)彈簧21位于安裝腔第二調(diào)節(jié)部內(nèi)。第一計(jì)量油管16與安裝腔第一調(diào)節(jié)部相連通。調(diào)節(jié)活塞9與進(jìn)油單向閥7同軸分布，調(diào)節(jié)活塞9的端部與進(jìn)油單向閥7的閥芯接觸后能壓縮進(jìn)油單向閥7的彈簧，從而能夠打開進(jìn)油單向閥7。進(jìn)油單向閥7打開后，進(jìn)油單向閥安裝腔29內(nèi)的油能通過第一計(jì)量油管16進(jìn)入計(jì)量齒輪組3的吸油腔內(nèi)。
[0026]所述平衡活塞8開啟端的外側(cè)設(shè)置有限壓閥5與吸油單向閥6，所述吸油單向閥6的吸油單向閥安裝腔28與平衡活塞8開啟端對應(yīng)的平衡活塞安裝腔26、調(diào)節(jié)活塞安裝腔24相連通，且當(dāng)限壓閥5打開時(shí)，能與限壓閥安裝腔27相連通；閥塊10上設(shè)置能向吸油單向閥6內(nèi)進(jìn)油的吸油油管18以及能將調(diào)節(jié)活塞安裝腔24內(nèi)的油輸出的回油管20，所述第一計(jì)量油管16與閥塊10的結(jié)合部位于進(jìn)油單向閥7與回油管20之間。
[0027]本發(fā)明實(shí)施例中，吸油單向閥6安裝在吸油單向閥安裝腔28內(nèi)，限壓閥5安裝于限壓閥安裝腔27內(nèi)，吸油單向閥安裝腔28位于限壓閥安裝腔27與調(diào)節(jié)活塞安裝腔24之間，且吸油單向閥6位于調(diào)節(jié)彈簧21的上方，吸油單向閥安裝腔28通過管道與安裝腔第二調(diào)節(jié)部相連通。吸油單向閥安裝腔27通過第二連接通道31與平衡活塞開啟端腔體相連通，第二計(jì)量油管17與閥塊10的連接結(jié)合部與第二連接通道31正對應(yīng)。限壓閥5的閥芯較限壓閥5的彈簧鄰近平衡活塞8，對于吸油單向閥6而言，吸油單向閥6的彈簧較吸油單向閥6的閥芯更為鄰近平衡活塞8。
[0028]吸油油管18位于閥塊10上，且通過閥塊10內(nèi)的通道能與吸油單向閥安裝腔28以及限壓閥安裝腔27相連通，即當(dāng)吸油單向閥6打開時(shí)，通過吸油油管18將外部的油吸入吸油單向閥安裝腔6內(nèi)，而當(dāng)限壓閥5打開時(shí)，將超過設(shè)定壓力的油通過限壓閥安裝腔27以及吸油油管18溢流出閥塊10外，使得進(jìn)入第二計(jì)量油管17內(nèi)的油壓保持一個穩(wěn)定值?；赜凸?0用于將進(jìn)入調(diào)節(jié)活塞安裝腔24內(nèi)的油釋放出閥塊10外，回油管20通過閥塊10上的回油孔22連接，閥塊10上的回油孔22 —般情況下被調(diào)節(jié)活塞9封堵；當(dāng)調(diào)節(jié)活塞9在向進(jìn)油單向閥7運(yùn)動并打開進(jìn)油單向閥7時(shí)，能夠?qū)惭b腔第二調(diào)節(jié)部內(nèi)的油通過回油孔22、回油管20流出閥塊10外。
[0029]在具體實(shí)施時(shí)，平衡活塞關(guān)閉端腔體通過第一連接通道25與進(jìn)油單向閥安裝腔29相連通；平衡活塞關(guān)閉端腔體通過第二連接通道31與第二計(jì)量油管17以及吸油單向閥安裝腔28相連通。所述吸油油管18以及回油管20均與吸油油箱19連接。油泵2的進(jìn)油端通過油泵進(jìn)油管14與油泵油箱13連接。
[0030]本發(fā)明實(shí)施例中，當(dāng)調(diào)速電機(jī)I正轉(zhuǎn)時(shí)，計(jì)量齒輪組3轉(zhuǎn)動后，在閥塊10內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，所述負(fù)壓能使得吸油單向閥6打開并通過吸油油管18將吸油油箱19內(nèi)的油吸入閥塊10內(nèi)。進(jìn)入閥塊10內(nèi)的油首先進(jìn)入吸油單向閥安裝腔28內(nèi)，進(jìn)入吸油單向閥安裝腔28內(nèi)的油在負(fù)壓作用下多數(shù)進(jìn)入平衡活塞開啟端腔體內(nèi)，一部分會進(jìn)入安裝腔第二調(diào)節(jié)部內(nèi)。進(jìn)入平衡活塞開啟端腔體內(nèi)的油在計(jì)量齒輪組3產(chǎn)生負(fù)壓的作用下進(jìn)入第二計(jì)量油管17內(nèi)，并通過計(jì)量齒輪組3作用有進(jìn)入第一計(jì)量油管16，從而能進(jìn)入安裝腔第一調(diào)節(jié)部。進(jìn)入安裝腔第一調(diào)節(jié)部內(nèi)的油能推動調(diào)節(jié)活塞9在調(diào)節(jié)活塞安裝腔24內(nèi)向遠(yuǎn)離進(jìn)油單向閥7的方向運(yùn)動，即壓縮調(diào)節(jié)彈簧21同時(shí)關(guān)閉進(jìn)油單向閥7。
[0031]與此同時(shí)，油泵2在調(diào)速電機(jī)I正轉(zhuǎn)作用下，通過油泵進(jìn)油管14將油泵油箱13內(nèi)的油吸入，并通過油泵出油管15將油泵入平衡活塞關(guān)閉端腔體內(nèi)。由于進(jìn)油單向閥7被關(guān)閉，平衡活塞關(guān)閉端腔體內(nèi)的油會打開無泄漏閥4，進(jìn)入無泄漏閥安裝腔30內(nèi)。進(jìn)入無泄漏閥安裝腔30內(nèi)的油通過油缸油管23進(jìn)入油缸12內(nèi)。油泵2輸出的油量Qtl=RvXq通過無泄漏閥4進(jìn)入油缸12，q為油泵2的每轉(zhuǎn)排量，油缸12的運(yùn)行速度將與調(diào)速電機(jī)I的轉(zhuǎn)速Rv成正比，實(shí)現(xiàn)了正向的流量比例控制。
[0032]當(dāng)調(diào)速電機(jī)I反向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，計(jì)量齒輪組3在調(diào)速電機(jī)I驅(qū)動下將計(jì)量齒輪組3吸油腔內(nèi)的油通過第二計(jì)量油管17泵入閥塊10內(nèi)，即進(jìn)入平衡活塞開啟端腔體內(nèi)，油泵2在調(diào)速電機(jī)I的驅(qū)動下，將油泵油箱13內(nèi)的油泵入平衡活塞關(guān)閉端腔體內(nèi)。由于計(jì)量齒輪組3的每轉(zhuǎn)排量為油泵2的每轉(zhuǎn)排量的兩倍，且平衡活塞8在開啟端的截面面積，能使得平衡活塞8在平衡活塞安裝腔26內(nèi)向無泄漏閥4運(yùn)動，以打開無泄漏閥4。當(dāng)無泄漏閥4打開后，負(fù)載11在油缸12內(nèi)形成的壓力1\使得油缸12內(nèi)的油流入無泄漏閥安裝腔30內(nèi)，在通過無泄漏閥安裝腔30進(jìn)入平衡活塞關(guān)閉端腔體內(nèi)，再通過第一連接通道25進(jìn)入進(jìn)油單向閥安裝腔29內(nèi)。計(jì)量齒輪組3在調(diào)速電機(jī)I的反向運(yùn)轉(zhuǎn)驅(qū)動下，進(jìn)入安裝腔第一調(diào)節(jié)部內(nèi)的油進(jìn)入計(jì)量齒輪組3的吸油腔內(nèi)，調(diào)節(jié)活塞9在調(diào)節(jié)彈簧21作用下在調(diào)節(jié)活塞安裝腔24內(nèi)向進(jìn)油單向閥7運(yùn)動，以打開進(jìn)油單向閥7。
[0033]當(dāng)進(jìn)油單向閥7打開后，油泵2泵入平衡活塞關(guān)閉端腔體以及油缸12流入無泄漏閥安裝腔30內(nèi)的油都會進(jìn)入進(jìn)油單向閥安裝腔29內(nèi)，再通過第一計(jì)量油管16進(jìn)入計(jì)量齒輪組3的吸油腔內(nèi)。流經(jīng)計(jì)量齒輪組3的流量受調(diào)速電機(jī)I轉(zhuǎn)速的限制，只能為Q2=2qXRv，其中Rv為調(diào)速電機(jī)I的轉(zhuǎn)速，q為油泵2的每轉(zhuǎn)排量，2q為計(jì)量齒輪組3的排量，如果外負(fù)載11的壓力匕使流過無泄漏閥4的流量Q1增大，則必定會使在平衡活塞8關(guān)閉端的壓力P1升高。由于流經(jīng)無泄漏閥4的油缸12出油流量Q1受到平衡活塞8的關(guān)閉端、開啟端的壓力差控制，壓力差ΛΡ = PcrP1, P。為平衡活塞8開啟端的壓力值，壓力差Λ P越大，Q1越大。極端情況下當(dāng)AP=Pci時(shí)，無泄漏閥4全部打開；當(dāng)壓力差A(yù)P=O時(shí)，無泄漏閥4關(guān)閥。由于計(jì)量齒輪組3的出油受限壓閥5的限止，當(dāng)計(jì)量齒輪組3的出油超過Ptl時(shí)，會打開限壓閥5，通過限壓閥5以及吸油油管18將油溢出，使得平衡活塞8開啟端的壓力始終為Ptl，平衡活塞8關(guān)閉端的壓力P1升高必導(dǎo)致ΛΡ的減小，此時(shí)無泄漏閥4在彈簧力的作用下將自動關(guān)小，使流量Q1下降，直至Q1= RvXq為止，反之％〈 RvXq,則會使Λ P加大，使流量Q1增力口，這樣Q1不斷跟蹤RvXq,實(shí)現(xiàn)了調(diào)速電機(jī)I反轉(zhuǎn)時(shí)油缸12出油流量Q1與調(diào)速電機(jī)I轉(zhuǎn)速成正比的調(diào)節(jié)關(guān)系。
[0034]本發(fā)明用調(diào)速電機(jī)I直接控制平衡活塞8去調(diào)節(jié)一個無泄漏閥4實(shí)現(xiàn)伺服控制，同時(shí)依靠調(diào)速電機(jī)I直接驅(qū)動雙向出油的油泵2，使泵閥集成在一起，實(shí)現(xiàn)了動力驅(qū)動和伺服控制一體化；在調(diào)速電機(jī)I正轉(zhuǎn)時(shí)，將油泵2的油量通過無泄漏閥4進(jìn)入油缸12，在調(diào)速電機(jī)I反轉(zhuǎn)時(shí)，油泵2的油量以及油缸12的出油量均通過計(jì)量齒輪組3再次進(jìn)入平衡活塞8的開啟端，以通過平衡活塞8控制無泄漏閥4的開關(guān)狀態(tài)，徹底解決了伺服閥存在的內(nèi)泄漏大和可靠性低的缺點(diǎn)，成就了電液伺服系統(tǒng)向低能耗、高可靠的轉(zhuǎn)變。
【權(quán)利要求】
1.一種調(diào)速電機(jī)控制的無泄漏伺服閥，其特征是:包括閥塊(10)以及位于閥塊(10)內(nèi)的無泄漏閥(4)與用于調(diào)節(jié)所述無泄漏閥(4)開關(guān)狀態(tài)的平衡活塞(8);平衡活塞(8)的關(guān)閉端通過油泵出油管(15)與用于向閥塊(10)內(nèi)泵油的雙向出油的油泵(2)連接，油泵(2)與用于驅(qū)動所述油泵(2)的調(diào)速電機(jī)(I)連接；調(diào)速電機(jī)(I)與閥塊(10)間還設(shè)置有油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(3)，通過油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(3)使得無泄漏閥(4)的進(jìn)出油量與調(diào)速電機(jī)(I)的轉(zhuǎn)速呈正比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)速電機(jī)控制的無泄漏伺服閥，其特征是:所述油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括由調(diào)速電機(jī)(I)驅(qū)動的計(jì)量齒輪油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(3 ),計(jì)量齒輪組(3 )的排油量為油泵(2)出油量的一倍；計(jì)量齒輪組(3)通過第二計(jì)量油管(17)與平衡活塞(8)的開啟端連接，計(jì)量齒輪組(3)通過第一計(jì)量油管(16)與閥塊(10)內(nèi)調(diào)節(jié)活塞安裝腔(24)相連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的調(diào)速電機(jī)控制的無泄漏伺服閥，其特征是:所述調(diào)節(jié)活塞安裝腔(24)內(nèi)安裝用于調(diào)節(jié)進(jìn)油單向閥(7 )開關(guān)狀態(tài)的調(diào)節(jié)活塞(9 )以及用于使得調(diào)節(jié)活塞(9)往復(fù)運(yùn)動的調(diào)節(jié)彈簧(21);進(jìn)油單向閥(7)與無泄漏閥(4)均位于閥塊(10)內(nèi)，且調(diào)節(jié)活塞(9)在閥塊(10)內(nèi)；平衡活塞(8)安裝于平衡活塞安裝腔(26)內(nèi)，用于安裝進(jìn)油單向閥(7)的進(jìn)油單向閥安裝腔(29)與平衡活塞關(guān)閉端腔體相連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的調(diào)速電機(jī)控制的無泄漏伺服閥，其特征是:所述平衡活塞(8)開啟端的外側(cè)設(shè)置有限壓閥(5)與吸油單向閥(6)，所述吸油單向閥(6)的吸油單向閥安裝腔(28)與平衡活塞開啟端腔體、調(diào)節(jié)活塞安裝腔(24)內(nèi)的安裝腔第二調(diào)節(jié)部相連通；閥塊(10)上設(shè)置能向吸油單向閥(6)內(nèi)進(jìn)油的吸油油管(18)以及能將調(diào)節(jié)活塞安裝腔(24)內(nèi)安裝腔第二調(diào)節(jié)部的油輸出的回油管(20)，所述第一計(jì)量油管(16)與閥塊(10)的結(jié)合部位于進(jìn)油單向閥(7)與回油管(20)之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)速電機(jī)控制的無泄漏伺服閥，其特征是:所述無泄漏閥(4)通過油缸油管(23)與油缸(12)連接，油泵(2)的進(jìn)油端通過油泵進(jìn)油管(14)與油泵油箱(13)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)速電機(jī)控制的無泄漏伺服閥，其特征是:所述調(diào)速電機(jī)(I)包括伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)或變頻電機(jī)，油泵(2)和油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(3)包括齒輪、葉片、柱塞等形式。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的調(diào)速電機(jī)控制的無泄漏伺服閥，其特征是:所述吸油油管(18)以及回油管(20)均與吸油油箱(19)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的調(diào)速電機(jī)控制的無泄漏伺服閥，其特征是:平衡活塞關(guān)閉端腔體通過第一連接通道(25 )與進(jìn)油單向閥安裝腔(29 )相連通；平衡活塞開啟端腔體通過第二連接通道(31)與第二計(jì)量油管(17)以及吸油單向閥安裝腔(28)相連通。
【文檔編號】F15B13/02GK104196804SQ201410473472
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月16日
【發(fā)明者】吳定安 申請人:無錫市三信傳動控制有限公司