專(zhuān)利名稱(chēng)：一種通用數(shù)字電液壓力控制模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液壓控制裝置，特別是涉及一種通用數(shù)字電液壓力控制模塊。
背景技術(shù)：
與機(jī)械傳動(dòng)，電氣傳動(dòng)等相比，液壓傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)力大、定位精 確、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、易于實(shí)現(xiàn)目動(dòng)控制，機(jī)件潤(rùn)滑良好，壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，因此，液 壓傳動(dòng)廣泛應(yīng)用于機(jī)械工業(yè)、冶金工業(yè)、石油工業(yè)、工程建筑、船舶、航空、 軍事、宇航等工業(yè)部門(mén)。近年來(lái)，液壓傳動(dòng)與電子技術(shù)的結(jié)合步步深入，時(shí)至 今日，在盡可能小的空間內(nèi)傳出盡可能大的功率并滿足精確控制要求的場(chǎng)合， 液壓傳動(dòng)已穩(wěn)居各種傳動(dòng)方式之首，無(wú)可替代，這種情況改變了人們對(duì)它進(jìn)行 認(rèn)識(shí)、分析和綜合的方式方法，使得液壓傳動(dòng)的元件類(lèi)型、油路結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)設(shè) 計(jì)和制作工藝都發(fā)生了深刻的變化。
壓力控制回路是指調(diào)定液壓系統(tǒng)的工作壓力，使其不超過(guò)預(yù)先設(shè)定好的數(shù) 值或使系統(tǒng)的工作壓力在某一定值保持恒定。傳統(tǒng)電液壓力控制的基本方法是 通過(guò)計(jì)算機(jī)控制電液比例閥實(shí)現(xiàn)的，電液比例閥的工作壓力與輸入的電流成比 例，根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作要求，調(diào)節(jié)輸入電液比例的電流，即可達(dá)到調(diào)壓目的。 由于電液壓比例閥具有形式種類(lèi)多樣、安裝使用靈活以及抗污染能力強(qiáng)等多方 面優(yōu)點(diǎn)，因此應(yīng)用領(lǐng)域日益拓寬。但由電液比例閥組成的液壓控制系統(tǒng)仍然存
在以下問(wèn)題200610032296.0
說(shuō)明書(shū)第2/5頁(yè)
(1) 、保留著電磁閥的本質(zhì)問(wèn)題這種閥必須和配套的電子控制比例放大 器--起使用，而這種比例放大器結(jié)構(gòu)和功能都比較復(fù)雜，故相應(yīng)增加了投資費(fèi) 用，同時(shí)降低了工作的可靠性；
(2) 、調(diào)壓范圍小，控制精度不高，成本高，能耗大；
(3) 、與微處理器的信號(hào)連接需要專(zhuān)用的D/A接口，這就增加了制造成本 并使結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且量化誤差和傳遞噪聲都會(huì)影響控制精度
發(fā)明內(nèi)容
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本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，而提供一 種通用數(shù)字電液壓力控制模塊，其連續(xù)調(diào)壓范圍大，價(jià)格低廉，能耗小，通用 性好，響應(yīng)速度快，重復(fù)精度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝性好，抗污染能力強(qiáng)，高效， 可靠，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。 本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
這種通用數(shù)字電液壓力控制模塊由減壓閥、高速開(kāi)關(guān)型數(shù)字電磁閥、主調(diào) 壓閥閉環(huán)連接組成，系統(tǒng)液壓連接減壓閥輸入端，減壓閥輸出端連接高速開(kāi)關(guān) 型數(shù)字電磁閥的進(jìn)油口 ，高速開(kāi)關(guān)型數(shù)字電磁閥的控制口連接至主調(diào)壓閥的控 制口 ，主調(diào)壓閥的進(jìn)油口連接減壓閥的輸入端和系統(tǒng)液壓。
本發(fā)明的通用數(shù)字電液壓力控制模塊是一種更高效、更可靠、更經(jīng)濟(jì)實(shí)用 的壓力控制系統(tǒng)，由于采用了脈寬調(diào)制原理控制(P麗)的高速開(kāi)關(guān)型數(shù)字電 磁閥作為調(diào)壓模塊的控制元件，與以往的電液壓比例閥調(diào)系統(tǒng)相比，具有連續(xù) 調(diào)壓范圍大、價(jià)格低廉、能耗小、通用性好、響應(yīng)速度快、重復(fù)精度高、結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單、工藝性好、抗污染能力強(qiáng)、工作穩(wěn)定可靠、驅(qū)動(dòng)高速開(kāi)關(guān)閥的數(shù)字電子 控制放大器線簡(jiǎn)單、分辨率高，可使系統(tǒng)具有很小的滯環(huán)和極高的重復(fù)精度等
許多優(yōu)點(diǎn)，并能將ON/OFF數(shù)字信號(hào)直接轉(zhuǎn)換成流體脈沖信號(hào)，使計(jì)算機(jī)控制 技術(shù)無(wú)需要通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換接口便可實(shí)現(xiàn)與液壓技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，這為它在工程 領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用提供了可能，為計(jì)算機(jī)在液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用開(kāi)拓了一種途 徑，同時(shí)也大大的提高了液壓系統(tǒng)的工作效能。
本發(fā)明的積極效果在于它提供了 一個(gè)通用的調(diào)壓模塊，該通用模塊利用一 個(gè)價(jià)格低廉的0 5Mpa調(diào)壓范圍的高速開(kāi)關(guān)閥實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)很大范圍的壓力調(diào) 節(jié)，解決了高速開(kāi)關(guān)閥不能應(yīng)用于高壓、大流量調(diào)壓場(chǎng)合的矛盾不僅控制精 度高、可重復(fù)性好，而且只需通過(guò)一個(gè)電子調(diào)壓接口就可以將系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)在 一個(gè)很大的范圍之內(nèi)(1.6 10Mpa)。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理圖
圖2為直動(dòng)式減壓閥結(jié)構(gòu)原理圖
圖3為高速開(kāi)關(guān)型數(shù)字電磁閥結(jié)構(gòu)原理圖
圖4為主調(diào)壓閥結(jié)構(gòu)原理圖
具體實(shí)施例方式
參見(jiàn)圖1 圖4，這種通用數(shù)字電液壓力控制模塊由減壓閥，1、高速開(kāi)關(guān) 型數(shù)字電磁閥2、主調(diào)壓閥3閉環(huán)連接組成，系統(tǒng)液壓4即液壓泵5輸出連接 減壓閥輸入端即進(jìn)油口 9，減壓閥的泄油口為11，減壓閥輸出端即出油口 10 連接高速開(kāi)關(guān)型數(shù)字電磁閥2的進(jìn)油口 6，高速開(kāi)關(guān)型數(shù)字電磁閥2的回油口 為7，高速開(kāi)關(guān)型數(shù)字電磁閥2的控制口 8連接至主調(diào)壓閥3的控制口 12，主 調(diào)壓閥3的泄油口為13，主調(diào)壓閥3的進(jìn)油口 14連接減壓閥1的輸入端9和 系統(tǒng)液壓4
上述減壓閥、高速開(kāi)關(guān)型數(shù)字電磁閥、主調(diào)壓閥采用已有技術(shù)減壓閥為 直動(dòng)式減壓閥，型號(hào)VM系列減壓閥，生產(chǎn)商美國(guó)PARKER公司；高速開(kāi)關(guān) 型數(shù)字電磁閥，型號(hào)HSV系列高速開(kāi)關(guān)閥，生產(chǎn)商貴州紅林機(jī)械有限公司； 主調(diào)壓閥，型號(hào)H型壓力控制閥，生產(chǎn)商榆次油研所。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明-圖1所示為本發(fā)明通用數(shù)字電液壓力控制模塊原理圖，該"通用數(shù)字電液 壓力控制模塊"共由三部分組合而成，即直動(dòng)式減壓閥、主調(diào)壓閥和兩位三通 高速開(kāi)關(guān)型數(shù)字電磁閥。該模塊可以根據(jù)系統(tǒng)工作壓力的要求通過(guò)調(diào)節(jié)高速開(kāi)
關(guān)型數(shù)字電磁閥PWM信號(hào)的占空比，而使系統(tǒng)壓力在4M0Mpa內(nèi)任意調(diào)節(jié)。
圖2所示為直動(dòng)式減壓閥結(jié)構(gòu)原理圖，該閥閥心由出口處的壓力控制，當(dāng) 出口壓力未達(dá)到調(diào)定壓力時(shí)，閥心不動(dòng)，閥口打開(kāi)，閥的進(jìn)出口溝通，此時(shí)減 壓閥相當(dāng)于一道通，當(dāng)出口壓力達(dá)到其調(diào)定壓力時(shí)，閥心左移，閥口關(guān)小。忽 略其他阻力，考慮閥心上的液壓力和彈簧力相平衡的條件，則可知出口壓力基 本上維持在其調(diào)定值上，因?yàn)檫@時(shí)如果出口壓增大，則閥心左移，閥口關(guān)小， 閥口處阻力增大，壓降增大，使出口壓力下降，達(dá)到調(diào)定值。反之，如果出口 壓力減力，則閥心右移，閥口開(kāi)大，閥口處阻力減小，壓降減小，使出口壓力 回升，從而達(dá)到調(diào)定值。
本發(fā)明中，減壓閥出油口接通高速開(kāi)關(guān)型數(shù)字電磁閥進(jìn)油口，為開(kāi)關(guān)閥提 供穩(wěn)定的油壓，其調(diào)定壓力設(shè)計(jì)為5Mpa，即當(dāng)系統(tǒng)壓力小于5Mpa時(shí)該減壓閥 不起作用，相當(dāng)于一通道；當(dāng)系統(tǒng)壓力大于5Mpa時(shí)減壓閥將出口壓力穩(wěn)定于 5Mpa。
圖3所示為兩位三通高速開(kāi)關(guān)型數(shù)字電磁閥結(jié)構(gòu)原理圖，該閥的控制方式
是PWM (Pulse width modulated)方式，即脈寬調(diào)制式。當(dāng)脈沖信號(hào)為低電平 時(shí)，電磁閥斷電，回油球閥在回油口和供油口壓差的作用下向左運(yùn)動(dòng)，最終緊 靠在回油閥座密封面上，使回油斷開(kāi)，供油口與工作油口連通，實(shí)現(xiàn)控制動(dòng)作。 當(dāng)脈沖信號(hào)為高電平時(shí)，電磁閥通電，銜鐵產(chǎn)生電磁推力通過(guò)頂桿和分離銷(xiāo)使 回油球閥一起向右移動(dòng)，直到供油球閥靠到其密封座面上，此時(shí)供油中斷，回 油找開(kāi)，實(shí)現(xiàn)回油。這樣，通過(guò)控制PWM信號(hào)的占空比就可得連續(xù)可調(diào)控制口 壓力。
本發(fā)明中，高速開(kāi)關(guān)型數(shù)字電磁閥的壓力調(diào)節(jié)范圍為0.2 5MPAa，以它的 壓力作為先導(dǎo)作用于主調(diào)壓閥控制口端的閥芯上.
圖4所示為主調(diào)壓閥結(jié)構(gòu)原理圖，主調(diào)壓閥的結(jié)構(gòu)具有溢流閥功能，當(dāng)進(jìn) 口壓力較低時(shí)，閥心在控制口油壓和彈簧的作用下處在最右端，這時(shí)，進(jìn)油口 和回油口隔斷，閥處于關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng)進(jìn)口油壓升高至作用在閥心右端的壓力大 于彈簧力和控制口油壓時(shí)，閥心開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)，并最終使油液從進(jìn)油口經(jīng)回油 口溢流。此時(shí)，由于該閥的溢流功能，在流量變化時(shí)，進(jìn)口壓力保持恒定。
本發(fā)明中，主調(diào)壓閥閥芯彈簧力比較小，主要用來(lái)克服閥心摩擦力，控制 油口端閥心承壓面積是進(jìn)油口端閥心承壓面積的8倍，這樣由閥心這兩端的壓 力平衡關(guān)系可知，進(jìn)油口處油壓大約可以達(dá)到控制油口壓力的8倍，而控制油 口油壓在0. 2 5MPa內(nèi)可調(diào)，所以，經(jīng)該調(diào)壓閥后，系統(tǒng)壓力可在1. 6 40MPAa 范圍連續(xù)可調(diào)。
綜上所述，本發(fā)明的通用數(shù)字電液壓力控制模塊，根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作要 求，通過(guò)調(diào)節(jié)高速開(kāi)關(guān)數(shù)字電磁PWM信號(hào)的占空比就可得到到變化范圍1.6 40MPAa內(nèi)的任意一個(gè)系統(tǒng)壓力值。
權(quán)利要求
1、一種通用數(shù)字電液壓力控制模塊，其特征在于由減壓閥、高速開(kāi)關(guān)型數(shù)字電磁閥、主調(diào)壓閥閉環(huán)連接組成，系統(tǒng)液壓連接減壓閥輸入端，減壓閥輸出端連接高速開(kāi)關(guān)型數(shù)字電磁閥的進(jìn)油口，高速開(kāi)關(guān)型數(shù)字電磁閥的控制口連接至主調(diào)壓閥的控制口，主調(diào)壓閥的進(jìn)油口連接減壓閥的輸入端和系統(tǒng)液壓。
全文摘要
一種通用數(shù)字電液壓力控制模塊，由減壓閥、高速開(kāi)關(guān)型數(shù)字電磁閥、主調(diào)壓閥閉環(huán)連接組成，系統(tǒng)液壓連接減壓閥進(jìn)油口，減壓閥出油口連接高速開(kāi)關(guān)型數(shù)字電磁閥的進(jìn)油口，高速開(kāi)關(guān)型數(shù)字電磁閥的控制口連接至主調(diào)壓閥的控制口，主調(diào)壓閥的進(jìn)油口連接系統(tǒng)液壓和減壓閥進(jìn)油口。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，高效、可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，連續(xù)調(diào)壓范圍大，能耗小、精度高、技術(shù)性能好。
文檔編號(hào)F15B13/00GK101149067SQ20061003229
公開(kāi)日2008年3月26日 申請(qǐng)日期2006年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月22日
發(fā)明者劉金剛, 周云山 申請(qǐng)人:湖南江麓容大車(chē)輛傳動(dòng)有限責(zé)任公司