閥芯、閥和工程機(jī)械的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及工程機(jī)械液壓控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種閥芯、閥和工程機(jī)械。
【背景技術(shù)】
[0002]工程機(jī)械在不同的作業(yè)階段通常有不同的速度要求，例如起重機(jī)，其要求卷揚(yáng)系統(tǒng)具有如下的調(diào)速性能:在起始階段，卷揚(yáng)速度能夠迅速達(dá)到最小穩(wěn)定速度，減少因流量不穩(wěn)定而造成的卷揚(yáng)抖動及下滑問題；然后，卷揚(yáng)系統(tǒng)保持較低且穩(wěn)定的工作速度，以使重物能夠?qū)崿F(xiàn)較小位移的移動，該工作區(qū)間稱為卷揚(yáng)系統(tǒng)的微動區(qū)間，而卷揚(yáng)這種保持較低且穩(wěn)定的工作速度動作的能力則稱為卷揚(yáng)微動性能；最后，卷揚(yáng)系統(tǒng)能夠達(dá)到一個最大速度值。這種速度調(diào)節(jié)特性通常由多路閥等液壓控制元件來控制調(diào)節(jié)，而多路閥的控制特性主要體現(xiàn)在多路閥閥芯節(jié)流槽結(jié)構(gòu)形式上，在多路閥閥芯節(jié)流槽前后壓差一定的情況下，其節(jié)流槽的過流面積決定進(jìn)入卷揚(yáng)系統(tǒng)的流量，從而決定卷揚(yáng)系統(tǒng)的調(diào)速性。過流面積是指流量通過節(jié)流口時所經(jīng)過的最小面積。
[0003]為滿足卷揚(yáng)系統(tǒng)的上述調(diào)速性能要求，起重機(jī)的多路閥閥芯的節(jié)流槽需要具有以下特點(diǎn):閥芯開始動作后，在具有較小開口時，通過閥芯節(jié)流槽的流量能夠迅速達(dá)到馬達(dá)的最小穩(wěn)定轉(zhuǎn)速所需的流量，以使卷揚(yáng)系統(tǒng)能迅速達(dá)到最小穩(wěn)定速度；閥芯繼續(xù)移動，在具有微開口時，節(jié)流槽存在較小的過流面積增益，以使卷揚(yáng)系統(tǒng)有一定的微動區(qū)間；在閥芯移動至全開口的過程中，節(jié)流槽存在較大的面積增益，以滿足卷揚(yáng)系統(tǒng)對最大速度的要求。
[0004]因此，起重機(jī)多路閥的閥芯上通常設(shè)有由不同結(jié)構(gòu)形式的節(jié)流槽段組成的節(jié)流槽，通過這些不同結(jié)構(gòu)形式的節(jié)流槽段的組合使節(jié)流槽獲得特定的過流面積曲線以完成卷揚(yáng)系統(tǒng)的預(yù)定流量變化需求。
[0005]圖1A-圖1C示出了現(xiàn)有技術(shù)中常用的一種用于起重機(jī)多路閥閥芯的節(jié)流槽。如圖1A-圖1C所示，該節(jié)流槽為“UUU”型，其包括第一 U型節(jié)流槽段I’、第二 U型節(jié)流槽段2’和第三U型節(jié)流槽段3’等三個U型節(jié)流槽段，這三個U型節(jié)流槽段沿著閥口開度逐漸增大的方向依次串聯(lián)設(shè)置且規(guī)格逐漸增大，這就使得在閥口開度逐漸增大的過程中，該節(jié)流槽的過流面積逐漸增大，實(shí)現(xiàn)多路閥的多級節(jié)流控制。然而在實(shí)際應(yīng)用中，具有這種UUU型節(jié)流槽的卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)，其起始階段及微開口階段經(jīng)常出現(xiàn)起始階段卷揚(yáng)抖動及微動區(qū)間小等現(xiàn)象，而并不能滿足卷揚(yáng)系統(tǒng)動作整個過程對于卷揚(yáng)速度的要求。
[0006]U型節(jié)流槽的結(jié)構(gòu)如圖2A-2C所示。由圖2A可知，U型節(jié)流槽由一段半圓槽和一段矩形槽組成，其中半圓槽設(shè)置在閥口入口處作為過渡，矩形槽設(shè)置在閥口后面使U節(jié)流型槽具有等截面矩形流道，這種結(jié)構(gòu)使得U型節(jié)流槽從整體上呈現(xiàn)U形，因此其被簡稱為U型節(jié)流槽。圖2A-圖2C中的Rn’表示半圓槽的半徑，Wn’表示矩形槽的寬度，Ln’表示U型節(jié)流槽的長度，Dn’表示U型節(jié)流槽的深度，則矩形槽的寬度Wn’ = 2Rn’，當(dāng)液壓油從進(jìn)油口通過一定開口的U型節(jié)流槽流入進(jìn)油腔時，液壓油會經(jīng)過兩次節(jié)流，其中第一次節(jié)流在剛進(jìn)入U型節(jié)流槽時發(fā)生于半圓槽的上圓弧表面處，第二次節(jié)流發(fā)生在U型節(jié)流槽的矩形截面處，上圓弧表面處的過流面積為表面積A，矩形截面的過流面積為截面積B，則U型節(jié)流槽的等效過流面積可以等效為A和B的串聯(lián)。U型節(jié)流槽的過流面積隨閥口開度變化的曲線如圖3所示。
[0007]于是，如圖1B所示，現(xiàn)有技術(shù)中的“UUU”型節(jié)流槽，定義其第一 U型節(jié)流槽段的表面積為Al、截面積為BI，第二 U型節(jié)流槽段的表面積為A2、截面積為B2，第三U型節(jié)流槽段的表面積為A3、截面積為B3，則該“UUU”型節(jié)流槽的節(jié)流原理如圖4A所示，Al、BI串聯(lián)等效得Aui, ^與A2并聯(lián)后再與B2串聯(lián)等效得A U2，Au2與A3并聯(lián)后再與B3串聯(lián)等效得到“UUU”型節(jié)流槽的等效過流面積Auuu,該等效過流面積Auuu隨著閥口開度變化的曲線如圖4B所示。
[0008]由圖3和圖4B可知，“UUU”型節(jié)流槽，由于其起始階段的U型節(jié)流槽段半徑Rn尺寸設(shè)置較小，使得在閥口開口較小時，過流面積的變化速度較小，導(dǎo)致其無法滿足在起始階段通過其的流量迅速增加至馬達(dá)最小穩(wěn)定轉(zhuǎn)速所需流量的需求；而若Rn’尺寸取較大值，其在起始階段雖然能夠滿足馬達(dá)最小穩(wěn)定轉(zhuǎn)速所需流量的要求，但由于較大的Rn’值意味著矩形槽的寬度Wn’也會較大，這會使得之后的微動區(qū)間過流面積增益較大，導(dǎo)致其又無法滿足卷揚(yáng)微動性能要求?？梢?，這種“UUU”型節(jié)流槽無法同時滿足卷揚(yáng)系統(tǒng)在起始及微動階段的調(diào)速性能要求，導(dǎo)致卷揚(yáng)系統(tǒng)起始階段卷揚(yáng)抖動及微動區(qū)間小等現(xiàn)象，影響卷揚(yáng)系統(tǒng)的平穩(wěn)性及調(diào)速性能。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009]本實(shí)用新型旨在提供一種具有節(jié)流槽的閥芯，該閥芯能夠在節(jié)流槽前后壓差一定的情況下滿足工程機(jī)械在起始階段及微動階段的調(diào)速性能要求。
[0010]為了解決該技術(shù)問題，本實(shí)用新型一方面提供了一種閥芯，其包括設(shè)置在閥芯的凸肩上的第一節(jié)流槽，該第一節(jié)流槽包括C型節(jié)流槽段，C型節(jié)流槽段沿著閥芯的閥口開度逐漸增大的方向設(shè)置于第一節(jié)流槽的起始位置，C型節(jié)流槽段的垂直于閥芯的軸向的截面呈矩形，C型節(jié)流槽段的平行于閥芯的軸向的截面呈在第一節(jié)流槽的起始端兩側(cè)均設(shè)有圓角的矩形，該圓角的半徑小于設(shè)有圓角的矩形的寬度的一半。
[0011]可選地，第一節(jié)流槽還包括延展節(jié)流槽段，C型節(jié)流槽段和延展節(jié)流槽段沿著閥芯的閥口開度逐漸增大的方向依次串聯(lián)設(shè)置。
[0012]可選地，延展節(jié)流槽段包括至少一個U型節(jié)流槽。
[0013]可選地，延展節(jié)流槽段包括一個半圓型節(jié)流槽。
[0014]可選地，閥芯包括成對的第一節(jié)流槽，成對的第一節(jié)流槽沿著閥芯的凸肩的圓周方向分布且關(guān)于閥芯的軸線對稱。
[0015]可選地，閥芯還包括第二節(jié)流槽，該第二節(jié)流槽沿著閥芯的凸肩的圓周方向分布，且該第二節(jié)流槽的起始端沿著閥芯的閥口開度逐漸增大的方向設(shè)置于C型節(jié)流槽段的下游。
[0016]可選地，第二節(jié)流槽包括一個U型節(jié)流槽，或者第二節(jié)流槽包括至少兩個U型節(jié)流槽，這至少兩個U型節(jié)流槽沿著閥芯的閥口開度逐漸增大的方向依次串聯(lián)設(shè)置。
[0017]可選地，閥芯包括一對第一節(jié)流槽和一對第二節(jié)流槽，這一對第一節(jié)流槽和這一對第二節(jié)流槽沿著閥芯的凸肩的圓周方向均勻分布且第一節(jié)流槽和第二節(jié)流槽間隔設(shè)置。
[0018]本實(shí)用新型另一方面還提供了一種閥，其包括以上任一閥芯。
[0019]本實(shí)用新型又一方面還提供了一種工程機(jī)械，其包括上述閥。
[0020]本實(shí)用新型的閥芯，由于其在閥口開啟位置設(shè)置C型節(jié)流槽段，而C型節(jié)流槽段起始具有較小的半徑Rn、之后具有等截面寬度Wn，因此，本實(shí)用新型的閥芯開始移動至一較小開口時，節(jié)流槽能迅速增加至一定的過流面積，在閥芯節(jié)流槽前后壓差一定的情況下，通過該過流面積的流量能夠滿足馬達(dá)最小穩(wěn)定轉(zhuǎn)速所需流量，從而使得卷揚(yáng)系統(tǒng)的馬達(dá)能夠更加迅速的達(dá)到最小穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，減少因流量不穩(wěn)定所造成的卷揚(yáng)抖動、下滑等問題的出現(xiàn)；而在閥芯處于較小開口之后的微開口階段時，節(jié)流槽過流面積增益不大，于是仍然能夠保證卷揚(yáng)系統(tǒng)存在一定的微動區(qū)間。
[0021]可見，本實(shí)用新型的閥芯，其能夠在節(jié)流槽前后壓差一定的情況下同時滿足卷揚(yáng)系統(tǒng)在起始及微動階段的調(diào)速性能要求，避免卷揚(yáng)系統(tǒng)起始階段卷揚(yáng)抖動及微動區(qū)間小等現(xiàn)象，保持卷揚(yáng)系統(tǒng)動作平穩(wěn)性及良好的調(diào)速性能。
[0022]通過以下參照附圖對本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本實(shí)用新型的其它特征及其優(yōu)點(diǎn)將會變得清楚。
【附圖說明】
[0023]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1A示出現(xiàn)有技術(shù)中UUU型節(jié)流槽的俯視圖。
[0025]圖1B示出圖1A的A-A向剖視圖。
[0026]圖1C示出圖1A的左視圖；
[0027]圖2A示出現(xiàn)有技術(shù)中U型槽的俯視圖；
[0028]圖2B示出圖2A的B-B向剖視圖；
[0029]圖2C示出圖2A的左視圖；
[0030]圖3示出圖2A所示U型槽的過流面積曲線；
[0031]圖4A示出圖1A所示UUU型節(jié)流槽的節(jié)流原理圖；
[0032]圖4B示出圖1A所示UUU型節(jié)流槽的過流面積曲線；
[0033]圖5A示出本實(shí)用新型一實(shí)施例的閥芯上的節(jié)流槽的主視圖；
[0034]圖5B示出圖5A的俯視圖；
[0035]圖5C示出圖5A的左視圖；
[0036]圖6A示出C型節(jié)流槽的俯視圖；
[0037]圖6B示出圖6A的C-C向剖視圖；
[0038]圖6C示出圖6A的左視圖；
[0039]圖7示出C型節(jié)流槽與寬度、深度、長度相等的U型節(jié)流槽的過流面積曲線對比圖。
[0040]圖中:
[0041]I’、第一 U型節(jié)流槽段；2’、第二 U型節(jié)流槽段；3’、第三U型節(jié)流槽段；
[0042]1、第一節(jié)流槽；2、第二節(jié)流槽；10、C型節(jié)流槽段；12、延展節(jié)流槽段。
【具體實(shí)施方式】
[0043]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0044]對于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)、方法和設(shè)備可能不作詳細(xì)討論，但在適當(dāng)情況下，所述技術(shù)、方法和設(shè)備應(yīng)當(dāng)被視為授權(quán)說明書的一部分。
[0045]在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，方位詞如“前、后、上、下、左、右”、“橫向、豎向、垂直、水平”和“頂、底”