專利名稱：軋機(jī)壓下系統(tǒng)專用三通電液伺服閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及閥領(lǐng)域，具體涉及一種軋機(jī)壓下系統(tǒng)專用三通電液伺服閥。
背景技術(shù)：
在軋機(jī)液壓壓下/上高壓伺服系統(tǒng)中，常將標(biāo)準(zhǔn)四通電液伺服閥堵上一個工作油口，只用伺服閥的一個控制腔來控制壓下/上缸，即將四通伺服閥作三通伺服閥使用。標(biāo)準(zhǔn) 四通電液伺服閥的主滑閥是對稱匹配的，閥芯需經(jīng)軸向和徑向精密配磨；而在軋機(jī)液壓壓 下系統(tǒng)中只用到伺服閥兩個控制腔中的一個，造成極大浪費(fèi)。為適應(yīng)液壓壓下/上系統(tǒng)的 負(fù)載工況，將標(biāo)準(zhǔn)四通電液伺服閥用作三通閥，精密加工了伺服閥的多余控制腔，加工成本 高且浪費(fèi)閥的控制能力，從制造和使用上來說都是昂貴的。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種軋機(jī)壓下系統(tǒng)專用三通電液伺服 閥，以克服目前普遍將四通伺服閥作三通伺服閥使用的缺陷。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案本實(shí)用新型提供的軋機(jī)壓下系統(tǒng)專用三通電液伺服閥，主要由主閥、射流管先導(dǎo) 級和檢測反饋裝置組成，其中主閥由射流管式先導(dǎo)級驅(qū)動，閥芯端部裝有位移傳感器，閥 芯的位置由控制電路及位移傳感器信號反饋來實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制；射流管先導(dǎo)級主要由力矩馬 達(dá)、射流管組件和接收器組成，力矩馬達(dá)裝在主閥的上蓋中，采用干式永磁結(jié)構(gòu)，射流管裝 在中間閥塊中，接收器的兩腔經(jīng)主閥閥體油路通往主閥芯的兩端；主閥采用帶閥套的四臺 階三通滑閥。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的主要優(yōu)點(diǎn)其一.結(jié)構(gòu)簡單，加工成本低能夠直接滿足軋機(jī)液壓壓下/上系統(tǒng)的工況需要，比標(biāo)準(zhǔn)電液伺服閥減少一個控 制腔，主閥芯軸向精密配磨尺寸比四通伺服閥減少4個，降低了加工成本。軋機(jī)每機(jī)架需至 少兩臺此類型電液伺服閥，而每臺三通電液伺服閥的成本只為同流量四通伺服閥的四分之
二左右。其二 .實(shí)用性強(qiáng)由于選用射流管式先導(dǎo)級控制，第二級使用四臺階滑閥式，采用電反饋以提高頻 響，因此可用于軋機(jī)壓下/上電液位置、壓力和力控制系統(tǒng)中，高響應(yīng)性能易于保證。其三.性能優(yōu)異選用射流管式先導(dǎo)級以提供優(yōu)良的抗污染特性，電反饋以提高頻響，四臺階三通 滑閥使得主閥芯導(dǎo)向性好而不易卡阻。同時，本三通電液伺服閥的頻響在20Hz內(nèi)幅頻特性 平直，且相位滯后?。环l特性無超調(diào)；幅、相頻寬大于90Hz。
圖1是本實(shí)用新型提供的軋機(jī)壓下系統(tǒng)專用三通電液伺服閥的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.中間 閥塊；2.上蓋；3.外殼；4.力矩馬達(dá)；5.射流管組件；6.接收器； 7.閥套；8.先導(dǎo)閥電插座；9.位移傳感器；10.電路板；11.閥體。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供的軋機(jī)壓下系統(tǒng)專用三通電液伺服閥(以下簡稱三通電液伺服 閥)，適用于具有高動態(tài)響應(yīng)要求的軋機(jī)壓下/上輥縫位置、軋制壓力或軋制力控制系統(tǒng)。三通電液伺服閥的結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由主閥、射流管先導(dǎo)級和檢測反饋裝置 等組成，其中主閥選用帶閥套7的四臺階三通滑閥，并由射流管式先導(dǎo)級驅(qū)動，以適應(yīng)軋 機(jī)工況需求并使得主閥芯導(dǎo)向性好而不易卡阻；應(yīng)用射流管式先導(dǎo)級控制，使此三通伺服 閥抗污染性好；主閥芯(以下簡稱閥芯)的位置控制由控制電路(內(nèi)置控制器)及主閥芯 所帶位移傳感器信號反饋來實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，也就是說閥芯的位移由其端部的位移傳感器9 測得，并反饋至內(nèi)置控制器中。射流管先導(dǎo)級主要由力矩馬達(dá)4、射流管組件5和接收器6 組成。所述的四臺階三通滑閥為本實(shí)用新型的重要部件，其結(jié)構(gòu)如圖1所示閥體11的 結(jié)構(gòu)為帶閥芯及閥套7的三通兩級伺服閥主閥體，閥芯與閥套經(jīng)精密配磨裝在閥體11中， 閥芯端部安裝位移傳感器9。功率級僅有一個控制腔，直接滿足軋機(jī)壓下系統(tǒng)的工況需求， 比目前使用的四通標(biāo)準(zhǔn)伺服閥減少了精密配磨加工尺寸。閥芯的四個臺階中，中間的兩個 臺階內(nèi)側(cè)分別為供油和回油銳邊，中間軸段通工作油口，兩端的臺階主要用作導(dǎo)向。所述的內(nèi)置控制器裝在電路板10上，該控制器為現(xiàn)有技術(shù)，主要由前置放大電 路、功率放大電路、調(diào)節(jié)器和調(diào)零電路組成。電路板10通過螺釘裝在閥體11的外殼內(nèi)。所述力矩馬達(dá)4采用干式永磁結(jié)構(gòu)，為市售產(chǎn)品，例如磁鋼LNGT56。該力矩馬達(dá)裝 在上蓋2中，用于驅(qū)動射流管組件5中的銜鐵，彈簧管支撐著銜鐵、射流管，并使力矩馬達(dá)與 液壓部分隔離。上蓋2位于的外殼3內(nèi)。所述射流管組件5為市售產(chǎn)品，例如中船重工704所和上海諾瑪液壓系統(tǒng)有限公 司提供的Φ220 Φ450πιπι射流管，其包括射流管、彈簧管和銜鐵。射流管采用能高速射流 (高達(dá)150m/s)的噴嘴，其裝在中間閥塊1中，距離閥塊中的接收器0.4 0.5mm。接收器 的兩腔經(jīng)閥體油路通往閥芯的兩端。高接受效率的射流管先導(dǎo)級，具有很高的無阻尼自然 頻率，且不會產(chǎn)生滿舵失效現(xiàn)象；射流放大器沒有壓力負(fù)反饋?zhàn)饔茫瑝毫π屎腿莘e效率較 高，推動閥芯力較大，提高了閥芯的位置重復(fù)精度；射流管先導(dǎo)級低壓工作性能優(yōu)良，甚至 可以在0. 5MPa供油條件下正常工作。本實(shí)用新型采用的射流管先導(dǎo)級具有很高的無阻尼自然頻率，且不會產(chǎn)生滿舵失 效現(xiàn)象。該射流管先導(dǎo)級中，其射流放大器沒有壓力負(fù)反饋?zhàn)饔茫瑝毫π屎腿莘e效率較 高，推動閥芯力較大，提高了閥芯的位置重復(fù)精度；射流管先導(dǎo)級低壓工作性能優(yōu)良，可以 在0. 5 IMPa供油條件下正常工作。圖1中外殼3為先導(dǎo)級的保護(hù)罩。先導(dǎo)閥電插座8裝在主閥體11端部殼體上， 其為三通伺服閥的電氣接口。本實(shí)用新型采用超大流量閥體流道設(shè)計(jì)，先導(dǎo)級控制油外控、外泄可進(jìn)行選擇；主閥芯的驅(qū)動面積小使得閥具有高的動態(tài)響應(yīng)，較小的先導(dǎo)級流量也可驅(qū)動閥芯迅速響應(yīng)?？蛇\(yùn)用于軋制過程中所需要的高分辨率和高動態(tài)響應(yīng)的壓下或壓上高壓伺服系統(tǒng)中。所謂壓下或壓上高壓伺服系統(tǒng)是指以高壓油液為介質(zhì)、以壓下/上缸為執(zhí)行機(jī)構(gòu) 來控制軋制產(chǎn)品縱向厚差的自動控制系統(tǒng)。下面簡述本實(shí)用新型的工作過程。當(dāng)力矩馬達(dá)的線圈有電流通過時，產(chǎn)生的電磁力使射流管噴嘴偏離零位。大部分 油液集中射向一側(cè)的接收器，因而在接收器兩個控制口產(chǎn)生壓力差，該壓差推動主閥芯移 動進(jìn)而形成先導(dǎo)流量。三通電液伺服閥的實(shí)際輸出流量與輸入的指令電信號和閥的壓降有 關(guān)。當(dāng)三通電液伺服閥開口度一定時，負(fù)載流量與閥銳邊節(jié)流口前后壓降的平方根成正比。給三通電液伺服閥的集成式控制放大器輸入一個與閥期望流量成正比的指令信 號來驅(qū)動先導(dǎo)級；射流管偏轉(zhuǎn)并在閥芯驅(qū)動面積兩端產(chǎn)生壓差驅(qū)動閥芯移動。位移傳感器 9測得閥芯的實(shí)際位移，并反饋到控制放大器與指令信號比較；基于偏差信號，控制放大器 驅(qū)動力矩馬達(dá)4，直至偏差為零，并達(dá)到與指令信號成正比的閥芯位移。圖1中閥芯右移時， 供油壓力P通向工作油口 A，而泄油口 T被遮蓋與工作油口 A不連通，應(yīng)用于軋機(jī)壓下/上 的軋制壓緊或施力工況；閥芯左移時，供油壓力P被遮蓋與工作油口 A不連通，而工作油口 A通向泄油口 T，此時應(yīng)用于軋機(jī)壓下/上的輥縫打開或減小力的工況。
權(quán)利要求一種軋機(jī)壓下系統(tǒng)專用三通電液伺服閥，其特征是主要由主閥、射流管先導(dǎo)級和檢測反饋裝置組成，其中主閥由射流管式先導(dǎo)級驅(qū)動，閥芯端部裝有位移傳感器，閥芯的位置由控制電路及位移傳感器信號反饋來實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制；射流管先導(dǎo)級主要由力矩馬達(dá)、射流管組件和接收器組成，力矩馬達(dá)裝在主閥的上蓋中，采用干式永磁結(jié)構(gòu)，射流管裝在中間閥塊中，接收器的兩腔經(jīng)主閥閥體油路通往主閥芯的兩端；主閥采用帶閥套的四臺階三通滑閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軋機(jī)壓下系統(tǒng)專用三通電液伺服閥，其特征在于所述射流管 裝在中間閥塊中，該射流管與中間閥塊中的接收器的距離為0. 4 0. 5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軋機(jī)壓下系統(tǒng)專用三通電液伺服閥，其特征在于所述四臺階 三通滑閥，其閥體結(jié)構(gòu)為帶閥芯、閥套的三通兩級伺服閥；功率級設(shè)有一個控制腔，直接滿 足軋機(jī)壓下系統(tǒng)的工況需求；閥芯的四個臺階中，中間的兩個臺階內(nèi)側(cè)分別為供油和回油 銳邊，中間軸段通工作油口，兩端的臺階主要用作導(dǎo)向。
專利摘要本實(shí)用新型涉及軋機(jī)壓下系統(tǒng)專用三通電液伺服閥，主要由主閥、射流管先導(dǎo)級和檢測反饋裝置組成，其中主閥采用帶閥套的四臺階三通滑閥，由射流管式先導(dǎo)級驅(qū)動，閥芯端部裝有位移傳感器，閥芯的位置由控制電路及位移傳感器信號反饋來實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制；射流管先導(dǎo)級主要由力矩馬達(dá)、射流管和接收器組成，力矩馬達(dá)裝在主閥的上蓋中，采用干式永磁結(jié)構(gòu)，射流管裝在中間閥塊中，接收器的兩腔經(jīng)主閥閥體油路通往主閥芯的兩端。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、加工成本低、實(shí)用性強(qiáng)和性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)，可運(yùn)用于軋制過程中所需要的高分辨率和高動態(tài)響應(yīng)的壓下或壓上高壓伺服系統(tǒng)中。
文檔編號B21B31/16GK201636110SQ20092029236
公開日2010年11月17日 申請日期2009年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月9日
發(fā)明者丁文紅, 嚴(yán)裕寧, 張尚盈, 李玉清 申請人:中冶南方工程技術(shù)有限公司