全橋式力反饋彈性壓扭聯(lián)軸器型2d電液比例換向閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電液比例控制系統(tǒng)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種全橋式力反饋彈性壓 扭聯(lián)軸器型2D電液比例換向閥。
【背景技術(shù)】
[0002] 電液比例閥是采用比例控制技術(shù)，介于開關(guān)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，以實現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。同時，電液比例閥具有抗污染、低成本且響應(yīng)速度快等優(yōu) 點，在工業(yè)生產(chǎn)中獲得了廣泛的應(yīng)用。
[0003] 現(xiàn)有的電液比例換向閥一般可采用直動式和導(dǎo)控型兩種結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案。直動式 電液比例換向閥由線性-轉(zhuǎn)動電機械轉(zhuǎn)換器直接驅(qū)動閥芯運動，其結(jié)構(gòu)簡單，且可以在零壓 力下工作，但由于受線性-轉(zhuǎn)動電機械轉(zhuǎn)換器輸出推力的限制無法實現(xiàn)大流量控制。導(dǎo)控型 電液比例換向閥由導(dǎo)閥控制主閥敏感腔的壓力變化，產(chǎn)生較大的液壓靜壓力驅(qū)動主閥芯運 動，可以實現(xiàn)大流量控制，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且無法在零導(dǎo)控壓力下工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種高壓大流量， 且結(jié)構(gòu)簡單的全橋式力反饋彈性壓扭聯(lián)軸器型2D電液比例換向閥。
[0005] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造了一種全橋式力反饋彈性壓扭 聯(lián)軸器型2D電液比例換向閥，包括換向閥、兩個分別連接在所述換向閥兩端的線性-轉(zhuǎn)動電 機械轉(zhuǎn)換器，以及兩個壓扭聯(lián)軸器;所述換向閥包括閥體，以及安裝在所述閥體內(nèi)的閥芯； 每個所述線性-轉(zhuǎn)動電機械轉(zhuǎn)換器包括殼體，以及安裝在所述殼體內(nèi)的轉(zhuǎn)子;所述閥芯左端 臺肩上開設(shè)有徑向?qū)ΨQ分布的兩對左端高壓孔和兩對左端低壓孔，兩對所述左端高壓孔與 系統(tǒng)壓加 P 口相通，兩對所述左端低壓孔與回油壓加 T 口相通;所述閥芯右端開設(shè)有與 兩對左端高壓孔和兩對左端低壓孔斜對稱的兩對右端高壓孔和兩對右端低壓孔；
[0006] 所述閥體內(nèi)部開設(shè)有左感受通道和右感受通道;所述2D電液比例換向閥處于平衡 的初始位置時，所述左感受通道與兩對左端高壓孔和兩對左端低壓孔形成第一交接面積， 所述右感受通道與兩對所述右端高壓孔和兩對右端低壓孔形成第二交接面積，所述第一交 接面積與所述第二交接面積相同；
[0007] 每個所述線性-轉(zhuǎn)動電機械轉(zhuǎn)換器分別通過所述壓扭聯(lián)軸器與所述閥芯連接;每 個所述壓扭聯(lián)軸器包括與所述閥芯固定連接的第一連接部、與所述轉(zhuǎn)子固定連接的第二連 接部、連接在所述第一連接部與所述第二連接部之間的第一彈性螺旋件與第二彈性螺旋 件、安裝板，以及多個反饋桿;所述閥芯、所述第一連接部、所述第二連接部，以及所述轉(zhuǎn)子 均同軸設(shè)置;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、所述安裝板以及所述反饋桿為一體化結(jié)構(gòu)；
[0008] 所述第一連接部與所述第二連接部為外徑相同的圓柱體;所述第一彈性螺旋件與 所述第二彈性螺旋件的旋向相同，且所述第一彈性螺旋件與所述第二彈性螺旋件分別在所 述第一連接部的同一端面上的投影相互分離;所述安裝板包括固定安裝在所述閥體上的板 體，以及開設(shè)在所述板體中心的通孔;所述第一連接部可在所述通孔中伸縮運動;每個所述 反饋桿連接在所述第一連接部的外壁與所述通孔的內(nèi)壁之間；多個所述反饋桿均勾地分布 在所述第一連接部的外壁上；
[0009] 當(dāng)所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動以帶動所述第二連接部轉(zhuǎn)動時，所述第一彈性螺旋件與所述第二 彈性螺旋件產(chǎn)生相對扭轉(zhuǎn)以帶動所述第一連接部旋轉(zhuǎn)運動。
[0010] 在本發(fā)明所述的全橋式力反饋彈性壓扭聯(lián)軸器型2D電液比例換向閥中，所述板體 呈正方體。
[0011]在本發(fā)明所述的全橋式力反饋彈性壓扭聯(lián)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壓扭聯(lián)軸器一端的外部的套筒;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] 在本發(fā)明所述的全橋式力反饋彈性壓扭聯(lián)軸器型2D電液比例換向閥中，所述套筒 為方形的中空結(jié)構(gòu)。
[0013] 在本發(fā)明所述的全橋式力反饋彈性壓扭聯(lián)軸器型2D電液比例換向閥中，所述反饋 桿為四個。
[0014] 實施本發(fā)明的全橋式力反饋彈性壓扭聯(lián)軸器型2D電液比例換向閥，具有以下有益 效果:所述2D電液比例換向閥采用帶反饋桿的壓扭聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)，當(dāng)線性-轉(zhuǎn)動電機械轉(zhuǎn)換 器得電，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運動使閥芯旋轉(zhuǎn)，閥芯兩端壓差使閥芯移動，第一彈性螺旋件與第二彈 性螺旋件產(chǎn)生軸向錯位距離將產(chǎn)生一定的復(fù)位扭矩，且反饋桿也將產(chǎn)生一定的復(fù)位扭矩， 共同使使第一連接部旋轉(zhuǎn)回初始角度，重新達到平衡，采用帶反饋桿的壓扭聯(lián)軸器具有無 摩擦傳遞、柔性好，動態(tài)響應(yīng)好、體積小且加工裝配簡便等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0015] 下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中：
[0016] 圖1是本發(fā)明較佳實施例提供的全橋式力反饋彈性壓扭聯(lián)軸器型2D電液比例換向 閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖2是圖1中的A部放大圖；
[0018]圖3是圖1所示的2D電液比例換向閥中的兩個壓扭聯(lián)軸器分別與閥芯、轉(zhuǎn)子連接的 結(jié)構(gòu)圖；
[0019] 圖4是圖1所示的2D電液比例換向閥中的壓扭聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)圖；
[0020] 圖5是圖1所示的2D電液比例換向閥中的壓扭聯(lián)軸器的局部結(jié)構(gòu)圖；
[0021] 圖6是圖1所示的2D電液比例換向閥中的壓扭聯(lián)軸器的第一彈性螺旋件與所述第 二彈性螺旋件的擾度簡圖。
【具體實施方式】
[0022] 為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細說明 本發(fā)明的【具體實施方式】。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語"第一"、"第二"、"左端"、 "右端"等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0023] 如圖1、圖2、圖3、圖4以及圖5所示，本發(fā)明的較佳實施例提供一種全橋式力反饋彈 性壓扭聯(lián)軸器型2D電液比例換向閥，其包括換向閥1、線性-轉(zhuǎn)動電機械轉(zhuǎn)換器2、壓扭聯(lián)軸 器3以及套筒4。
[0024] 具體地，如圖1、圖2以及圖3所示，該換向閥1包括閥體11，以及安裝在閥體11內(nèi)的 閥芯12。該閥芯12左端臺肩上開設(shè)有徑向?qū)ΨQ分布的兩對左端高壓孔121和兩對左端低壓 孔122,兩對左端高壓孔121與系統(tǒng)壓加P口相通，兩對左端低壓孔122與回油壓加T口相 通，A 口和B 口分別為工作油口。該閥芯12右端開設(shè)有與兩對左端高壓孔121和兩對左端低壓 孔122斜對稱的兩對右端高壓孔123和兩對右端低壓孔124。上述斜對稱是指，如果兩對左端 高壓孔121在閥芯12中軸線之上，那兩對右端高壓孔123就在閥芯12中軸線之下，同理，如果 兩對左端低壓孔122在閥芯12中軸線之下，那兩對右端低壓孔124就在閥芯12中軸線之上。 該閥體11內(nèi)部開設(shè)有左感受通道125和右感受通道126,所述左感受通道125與閥芯11左端 敏感腔相通，所述右感受通道126與閥芯11右端敏感腔相通。當(dāng)2D電液比例換向閥處于平衡 的初始位置時，左感受通道125與兩對左端高壓孔121和兩對左端低壓孔122形成第一交接 面積，右感受通道126與兩對右端高壓孔123和兩對右端低壓孔124形成第二交接面積，第一 交接面積與第二交接面積相同。
[0025] 該線性-轉(zhuǎn)動電機械轉(zhuǎn)換器2設(shè)置有兩個，兩個線性-轉(zhuǎn)動電機械轉(zhuǎn)換器2分別連接 在換向閥1的兩端。每個線性-轉(zhuǎn)動電機械轉(zhuǎn)換器2包括殼體21，以及安裝在殼體21內(nèi)的轉(zhuǎn)子 22。本實施例中，每個線性-轉(zhuǎn)動電機械轉(zhuǎn)換器2分別通過壓扭聯(lián)軸器3與閥芯12連接。該線 性-轉(zhuǎn)動電機械轉(zhuǎn)換器2為旋轉(zhuǎn)比例電磁鐵或步進電機，其均為現(xiàn)有技術(shù)中常見的結(jié)構(gòu)，在 此不再贅述。
[0026] 如圖3、圖4、圖5并參閱圖1所示，該壓扭聯(lián)軸器3用于將線性-轉(zhuǎn)動電機械轉(zhuǎn)換器2 中的轉(zhuǎn)子22的轉(zhuǎn)動變?yōu)閾Q向閥1中的閥芯12的旋轉(zhuǎn)運動。壓扭聯(lián)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34、安裝板35以及反饋桿36。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34、安裝板35以及反饋桿36為一 體化結(jié)構(gòu)，其整體性結(jié)構(gòu)較好，組裝拆卸所述2D電液比例換向閥時較為簡便。該實施例中， 閥芯12、第一連接部31、第二連接部32,以及轉(zhuǎn)子22均同軸設(shè)置。
[0027]其中，如圖4、圖5并參閱圖1、圖2所示，該第一連接部31與閥芯12固定連接，該第二 連接部32與轉(zhuǎn)子22固定連接，第一連接部31與第二連接部32為外徑相同的圓柱體。該第一 彈性螺旋件33與該第二彈性螺旋件34分別連接在第一連接部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，第二彈性螺旋件34 同樣連接在第一連接部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 與第二彈性螺旋件34的旋向相同，且第一彈性螺旋件33與第二彈性螺旋件34分別在第一連 接部31的同一端面上的投影相互分離，該投影為扇環(huán)形，兩個投影呈軸對稱設(shè)置。當(dāng)轉(zhuǎn)子22 轉(zhuǎn)動以帶動第二連接部32轉(zhuǎn)動時，第一彈性螺旋件33與第二彈性螺旋件34產(chǎn)生相對扭轉(zhuǎn)以 帶動第一連接部31旋轉(zhuǎn)運動。
[0028]參閱圖6所示，本實施例中，優(yōu)選地，第一彈性螺旋件33與第二彈性螺旋件34為相 同結(jié)構(gòu)反向?qū)ΨQ設(shè)置，其數(shù)學(xué)模型如下：
[0029] X= φ · r
[0030] 1=φ . r
[0033] 其中：
[0034] Φ :第一彈性螺旋件或第二彈性螺旋件端面投影對應(yīng)的圓心角；
[0035] r:第一彈性螺旋件或第二彈性螺旋件端面投影對應(yīng)的半徑；
[0036] Φ:第一彈性螺旋件或第二彈