帶變傳動比傳動機構(gòu)的斜槽型2d電液高速開關(guān)閥的制作方法
【專利摘要】帶變傳動比傳動機構(gòu)的斜槽型2D電液高速開關(guān)閥，包括閥本體、驅(qū)動閥本體打開的傳動機構(gòu)和驅(qū)動閥本體關(guān)閉的零位保持機構(gòu)；進油腔與閥體上的進油口連通，且進油腔與閥芯通過閥芯上的通油孔連通；高壓孔與閥芯連通，敏感腔通過通油孔、高壓孔和斜槽與進油腔連通；敏感腔通過低壓槽、斜槽與出油腔連通，且出油腔與閥體上的出油口連通；第二臺肩沿軸向的長度大于出油口的直徑，且出油口位于第二臺肩的運動軌跡上；上撥桿的下半部延伸至下?lián)懿娴腢形叉內(nèi)，轉(zhuǎn)動設(shè)備的轉(zhuǎn)動軸與上撥桿固定連接，上撥桿復(fù)位彈簧將上撥桿傾斜抵緊在下?lián)懿鎯?nèi)；閥體的右側(cè)設(shè)有迫使閥體保持零位的零位保持機構(gòu)。
【專利說明】
帶變傳動比傳動機構(gòu)的斜槽型2D電液高速開關(guān)閥
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種開關(guān)閥，尤其涉及帶變傳動比傳動機構(gòu)的斜槽型2D電液高速開關(guān)閥。
【背景技術(shù)】
[0002]高速開關(guān)閥已成為電液數(shù)字控制技術(shù)發(fā)展的重要方向，廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域、液壓鎖緊、工程機械以及軍事等用途中。近年來，高速開關(guān)閥作為電液數(shù)字控制技術(shù)的一個重要部分，以及作為實現(xiàn)電液數(shù)字控制的關(guān)鍵元件，對其提出了更高的要求，即必須具有耐高壓、響應(yīng)速度快、流量大、密封性能好等優(yōu)點。
[0003]目前，高速開關(guān)閥常采用球閥式、滑閥式及錐閥式閥芯結(jié)構(gòu)形式。球閥式閥芯結(jié)構(gòu)簡單、工藝性能好、動作比較靈敏、行程短且動態(tài)性能較好，但閥芯易受液動力影響，只能做成小通徑閥?；y式閥芯易獲得液動力補償和液壓平衡，但閥芯行程短、響應(yīng)慢、加工工藝及裝配精度低、密封性能差，只能在一些對流量、壓力以及密封性能要求低的場合下選用。錐閥式閥芯較兩者相比，可以克服滑閥式閥芯行程短泄漏量大等問題，也可以克服球閥式閥芯的液動力不平衡等問題，且具有響應(yīng)速度快、通油能力強、密封性能好、抗污染能力強等特點。但運用在高壓、高頻響等特殊環(huán)境中時對此類閥而言，既要保證可靠的密封性能又要保證閥芯不被卡死，對加工精度要求極高，加工工藝難度大，制造成本高，不利于此類閥的廣泛應(yīng)用。
[0004]近年來，利用伺服螺旋機構(gòu)原理工作的2D電液高速開關(guān)閥具有閥芯徑向轉(zhuǎn)動和軸向移動的雙自由度、控制靈活、精度高、頻響快、低滯環(huán)、泄漏量小、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點，目前主要運用在航空航天，導(dǎo)彈等軍事領(lǐng)域且多為極端惡劣環(huán)境下。當(dāng)給2D電液高速開關(guān)閥的控制器通電時，利用電-機械轉(zhuǎn)換器將電信號轉(zhuǎn)換成機械信號，并傳遞給機械傳動機構(gòu)，將電-機械轉(zhuǎn)換器輸出的驅(qū)動力矩放大并帶動閥芯轉(zhuǎn)動。但是，對此類閥的閥芯加工難度較大，閥芯上設(shè)有的通孔在高壓、高振蕩下對閥芯的沖擊較大，降低了閥芯的剛度，易在通孔處折斷;且閥芯尾部的堵頭在壓力過高情況下易被沖出，造成對閥體整體結(jié)構(gòu)的破壞。且在高壓下，閥芯的“卡緊”現(xiàn)象容易導(dǎo)致流量無法上升。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為克服上述問題，本發(fā)明提供一種帶變傳動比傳動機構(gòu)的斜槽型2D電液高速開關(guān)閥。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0007]帶變傳動比傳動機構(gòu)的斜槽型2D電液高速開關(guān)閥，包括閥本體、驅(qū)動閥本體打開的傳動機構(gòu)和驅(qū)動閥本體關(guān)閉的零位保持機構(gòu)；
[0008]閥本體包括由閥體和閥芯構(gòu)成的伺服螺旋機構(gòu)，閥芯可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在閥體內(nèi)，閥芯從左向右依次設(shè)有第一臺肩、第二臺肩和第三臺肩，閥體的左端蓋和第一臺肩將閥體內(nèi)腔氣密圍隔成敏感腔，第一臺肩和第二臺肩將閥體內(nèi)腔氣密圍隔成環(huán)繞閥芯的環(huán)形出油腔，第二臺肩和第三臺肩將閥體內(nèi)腔氣密圍隔成環(huán)繞閥芯的環(huán)形進油腔；
[0009]進油腔與閥體上的進油口連通，且進油腔與閥芯通過閥芯上的通油孔連通;第一臺肩上分別開有一對軸對稱的高壓孔和一對軸對稱的低壓槽，且高壓孔和低壓槽交替設(shè)置，高壓孔與閥芯連通，閥體的內(nèi)壁上設(shè)有一對軸對稱的斜槽，斜槽的一端與敏感腔連通，斜槽的另一端位于高壓孔的運動軌跡和低壓槽的運動軌跡上，敏感腔通過通油孔、高壓孔和斜槽與進油腔連通；
[0010]敏感腔通過低壓槽、斜槽與出油腔連通，且出油腔與閥體上的出油口連通;第二臺肩沿軸向的長度大于出油口的直徑，以使第二臺肩在閥芯位于關(guān)閉狀態(tài)時完全密封出油口，且出油口位于第二臺肩的運動軌跡上；
[0011]設(shè)置在閥本體右側(cè)的傳動機構(gòu)包括位于正上方的上撥桿和位于正下方的下?lián)懿?，上撥桿的下半部呈橢圓形，下?lián)懿娴纳习氩渴情_口向上的U形叉，上撥桿的下半部延伸至下?lián)懿娴腢形叉內(nèi)，轉(zhuǎn)動設(shè)備的轉(zhuǎn)動軸與上撥桿固定連接，以驅(qū)動上撥桿帶動下?lián)懿孓D(zhuǎn)動，且下?lián)懿娴牡撞颗c閥芯的右端固定連接，以帶動閥芯同步轉(zhuǎn)動；上撥桿的頂部可滑動的設(shè)置在水平桿上，且水平桿的一端套設(shè)有將上撥桿抵緊在零位的上撥桿復(fù)位彈簧，上撥桿復(fù)位彈簧將上撥桿傾斜抵緊在下?lián)懿鎯?nèi)；
[0012]閥芯的右端貫穿閥體，且閥體的右側(cè)設(shè)有迫使閥體保持零位的零位保持機構(gòu)，所述零位保持機構(gòu)包括套設(shè)在閥芯上的閥芯復(fù)位彈簧，閥芯復(fù)位彈簧的一端抵緊在第三臺肩的右側(cè)面上，迫使第二臺肩位于出油口上方并密封出油口，另一端抵緊在固套在閥芯上的卡簧上。
[0013]進一步，所述轉(zhuǎn)動設(shè)備為旋轉(zhuǎn)電磁鐵。
[0014]進一步，所述高壓孔的出口端處設(shè)有高壓槽，高壓孔通過高壓槽與斜槽連通，且低壓槽與高壓槽之間的距離與斜槽的寬度相等。
[0015]進一步，閥體的右側(cè)設(shè)有連接座，零位保持機構(gòu)設(shè)置在連接座內(nèi)，傳動機構(gòu)設(shè)置在連接座上方的連接板上，所述連接座通過第一密封圈與閥體氣密連接。
[0016]進一步，閥芯的右端通過第二密封圈與連接座氣密連接；左端蓋通過第三密封圈與閥體氣密連接。
[0017]進一步，閥芯復(fù)位彈簧的左端通過彈簧座抵緊在第三臺肩的右側(cè)面上，且閥芯復(fù)位彈簧的右端端通過彈簧墊抵緊在卡簧上，彈簧座和彈簧墊均固定套設(shè)在閥芯上。
[0018]進一步，上撥桿復(fù)位彈簧通過墊片抵緊在上撥桿上，所述墊片可滑動地設(shè)置在所述水平桿上。
[0019]進一步，如權(quán)利要求6所述的帶變傳動比傳動機構(gòu)的斜槽型2D電液高速開關(guān)閥，其特征在于:所述連接座和連接板配有盒蓋。
[0020]進一步，所述旋轉(zhuǎn)電磁鐵設(shè)置在閥體的上方，并配有保護罩。
[0021]進一步，所述上撥桿通過第一螺釘夾緊在旋轉(zhuǎn)電磁鐵的輸出軸上，所述下?lián)懿嫱ㄟ^第二螺釘夾緊在閥芯上。
[0022]本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為:
[0023]為了使2D電液高速開關(guān)閥具有大流量、高頻響特性，除了要保證電-機械轉(zhuǎn)換器即旋轉(zhuǎn)電磁鐵具有快速響應(yīng)特性外，還應(yīng)保證伺服螺旋機構(gòu)的閥芯軸向位移對旋轉(zhuǎn)角位移之間具有快速響應(yīng)的特性，此外機械傳動機構(gòu)也要滿足提供閥芯運轉(zhuǎn)所需的較大驅(qū)動力矩。
[0024]伺服螺旋機構(gòu)是實現(xiàn)開關(guān)閥閥芯轉(zhuǎn)角與軸向直線位移轉(zhuǎn)換的導(dǎo)控結(jié)構(gòu)。閥體內(nèi)壁左端開有斜槽，斜槽g與敏感腔f相通，閥芯的第一臺肩上開有兩對軸對稱的高壓槽1311和低壓槽b。高壓槽1311和低壓槽b均是橫截面呈不規(guī)則平行四邊形狀的凹槽，高壓槽1311和低壓槽b位于斜槽g的兩側(cè)，且高壓槽1311和低壓槽b的距離與斜槽寬相等，以增加面積梯度，滿足2D電液高速開關(guān)閥大流量，高頻響的要求。閥芯可旋轉(zhuǎn)的安裝在閥體內(nèi)，斜槽g的一端與敏感腔f相通，另一端與高壓槽1311和低壓槽b構(gòu)成阻力半橋，阻力半橋通過斜槽g控制敏感腔f內(nèi)的壓力。
[0025]為了保證2D電液高速開關(guān)閥具有大流量、高頻響的特性，必須保證液壓伺服螺旋機構(gòu)的閥芯軸向位移對旋轉(zhuǎn)角位移能夠做出快速響應(yīng)，液壓伺服螺旋機構(gòu)固有頻率取決于閥芯端部敏感腔f體積和閥芯質(zhì)量，2D電液高速開關(guān)閥的結(jié)構(gòu)特點決定了其敏感腔f可以設(shè)計的很小，因而其液壓固有頻率很高，大約14?105Hz。如此高的液壓固有頻率使得二階振蕩不會影響到閥芯的動態(tài)響應(yīng)，閥芯的軸向運動對輸入的轉(zhuǎn)角信號的響應(yīng)不會造成影響，二階振蕩可簡化成慣性環(huán)節(jié)。
[0026]因液壓伺服螺旋機構(gòu)的固有頻率很高，設(shè)計的高壓槽1311和低壓槽b與斜槽采用正遮蓋方式，遮蓋量0.003?0.007mm，可以保證導(dǎo)控級零位泄漏量很小，提高閥芯轉(zhuǎn)角位移和軸向位移之間的轉(zhuǎn)換精度，并且可以使閥芯軸向剛度很大，有效提高2D電液高速開關(guān)閥工作時的可靠性與穩(wěn)定性。
[0027]斜槽型液壓伺服螺旋機構(gòu)具有很高的自清潔能力。只要高壓槽1311和低壓槽b與斜槽構(gòu)成的平行四邊形區(qū)域的一面被阻塞，那么閥芯的力平衡就會被破壞，閥芯便進行軸向運動，在運動過程中阻塞面積增加，可以有效的清除障礙物，抗污染能力強。
[0028]為了提高本發(fā)明的響應(yīng)速度，必須提高驅(qū)動閥芯轉(zhuǎn)動的驅(qū)動力矩。設(shè)計的傳動機構(gòu)可使閥芯開始工作時獲得無窮大的驅(qū)動力矩。設(shè)計的撥叉撥桿之間的傳動比是無窮大，旋轉(zhuǎn)電磁鐵通電后輸出力矩，通過撥叉撥桿傳動機構(gòu)將驅(qū)動力矩放大無窮倍并驅(qū)動閥芯快速徑向旋轉(zhuǎn)和軸向移動，以克服液壓卡緊力，提高閥的抗污染能力，降低閥芯加工精度。此傳動機構(gòu)同樣可適用于三位四通2D電液高速開關(guān)閥。
[0029]本發(fā)明的有益效果是:
[0030]1、采用了斜槽型液壓伺服螺旋機構(gòu)，用不規(guī)則平行四邊形的高壓槽和低壓槽以增大面積梯度，響應(yīng)速度快、且加工簡單；
[0031]2、采用變傳動比的傳動機構(gòu)，有效放大閥芯的驅(qū)動力矩，以克服閥芯處的液壓卡緊力，同時降低對電-機械轉(zhuǎn)換器的輸入力矩要求；
[0032]3、頻響快，動態(tài)性能好；
[0033]4、零位保持機構(gòu)轉(zhuǎn)動慣量小、零位導(dǎo)控泄漏量小，精度高；
[0034]5、結(jié)構(gòu)簡單，加工成本低；
[0035]6、對油液過濾精度要求低，抗污染能力強。
【附圖說明】
[0036]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0037]圖2為高壓槽和低壓槽的放大示意圖。
[0038]圖3為閥芯的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]圖4為伺服螺旋機構(gòu)原理示意圖。
[0040]圖5為圖4中E-E向剖視圖。
[0041]圖6為傳動機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0042]如圖所示，帶變傳動比傳動機構(gòu)的斜槽型2D電液高速開關(guān)閥，包括閥本體、驅(qū)動閥本體打開的傳動機構(gòu)和驅(qū)動閥本體關(guān)閉的零位保持機構(gòu)；
[0043]閥本體包括由閥體22和閥芯13構(gòu)成的伺服螺旋機構(gòu)，閥芯13可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在閥體22內(nèi)，閥芯13從左向右依次設(shè)有第一臺肩131、第二臺肩132和第三臺肩133，閥體22的左端蓋24和第一臺肩131將閥體22內(nèi)腔氣密圍隔成敏感腔f，第一臺肩131和第二臺肩132將閥體22內(nèi)腔氣密圍隔成環(huán)繞閥芯13的環(huán)形出油腔m，第二臺肩132和第三臺肩133將閥體22內(nèi)腔氣密圍隔成環(huán)繞閥芯13的環(huán)形進油腔η;
[0044]進油腔η與閥體22上的進油口 P連通，且進油腔η與閥芯13通過閥芯13上的通油孔c連通;第一臺肩131上分別開有一對軸對稱的高壓孔a和一對軸對稱的低壓槽b，且高壓孔和低壓槽交替設(shè)置，高壓孔a與閥芯13連通，閥體22的內(nèi)壁上設(shè)有一對軸對稱的斜槽g，斜槽g的一端與敏感腔f連通，斜槽g的另一端位于高壓孔a的運動軌跡和低壓槽b的運動軌跡上，敏感腔f通過通油孔C、高壓孔a和斜槽g與進油腔η連通；
[0045]敏感腔f通過低壓槽b、斜槽g與出油腔m連通，且出油腔m與閥體22上的出油口 A連通;第二臺肩132沿軸向的長度大于出油口 A的直徑，以使第二臺肩132在閥芯13位于關(guān)閉狀態(tài)時完全密封出油口 A，且出油口 A位于第二臺肩132的運動軌跡上；
[0046]設(shè)置在閥本體右側(cè)的傳動機構(gòu)包括位于正上方的上撥桿10和位于正下方的下?lián)懿?2，上撥桿10的下半部呈橢圓形，下?lián)懿?2的上半部是開口向上的U形叉，上撥桿10的下半部延伸至下?lián)懿?2的U形叉內(nèi)，轉(zhuǎn)動設(shè)備的轉(zhuǎn)動軸與上撥桿10固定連接，以驅(qū)動上撥桿10帶動下?lián)懿?2轉(zhuǎn)動，且下?lián)懿?2的底部與閥芯13的右端固定連接，以帶動閥芯13同步轉(zhuǎn)動；上撥桿10的頂部可滑動的設(shè)置在水平桿2上，且水平桿2的一端套設(shè)有將上撥桿10抵緊在零位的上撥桿復(fù)位彈簧5，上撥桿復(fù)位彈簧5將上撥桿10傾斜抵緊在下?lián)懿?2內(nèi)；
[0047]閥芯12的右端貫穿閥體22，且閥體22的右側(cè)設(shè)有迫使閥體22保持零位的零位保持機構(gòu)，所述零位保持機構(gòu)包括套設(shè)在閥芯12上的閥芯復(fù)位彈簧19，閥芯復(fù)位彈簧19的一端抵緊在第三臺肩133的右側(cè)面上，迫使第二臺肩132位于出油口 A上方并密封出油口 A，另一端抵緊在固套在閥芯13上的卡簧17上。
[0048]所述轉(zhuǎn)動設(shè)備為旋轉(zhuǎn)電磁鐵9。
[0049]所述高壓孔a的出口端處設(shè)有高壓槽1312，高壓孔a通過高壓槽與斜槽連通，且低壓槽1311與高壓槽112之間的距離與斜槽g的寬度相等。
[0050]閥體22的右側(cè)設(shè)有連接座，零位保持機構(gòu)設(shè)置在連接座內(nèi)，傳動機構(gòu)設(shè)置在連接座上方的連接板I上，所述連接座通過第一密封圈21與閥體22氣密連接，
[0051]閥芯13的右端通過第二密封圈16與連接座氣密連接。
[0052]閥芯復(fù)位彈簧19的左端通過彈簧座20抵緊在第三臺肩133的右側(cè)面上，且閥芯復(fù)位彈簧19的右端端通過彈簧墊18抵緊在卡簧17上，彈簧座20和彈簧墊18均固定套設(shè)在閥芯13上。
[0053]上撥桿復(fù)位彈簧5通過墊片4抵緊在上撥桿10上，所述墊片4可滑動地設(shè)置在所述水平桿2上。
[0054]左端蓋24通過第三密封圈23與閥體22氣密連接。
[0055]所述連接座和連接板配有盒蓋11。
[0056]所述旋轉(zhuǎn)電磁鐵9設(shè)置在閥體22的上方，并配有保護罩26。
[0057]所述上撥桿10通過第一螺釘8夾緊在旋轉(zhuǎn)電磁鐵9的輸出軸上，所述下?lián)懿?2通過第二螺釘14夾緊在閥芯13上。
[0058]旋轉(zhuǎn)電磁鐵9與控制器相連。
[0059]所述旋轉(zhuǎn)電磁鐵9作為本發(fā)明的電-機械轉(zhuǎn)換器，位于閥體22上方，并通過第一螺釘28與連接板I相連接，保護罩26通過第二螺釘27與連接板I相連，同時盒蓋11通過第三螺釘3又連接到保護罩26上，水平桿2的支架7通過第三螺釘6固定在連接板I上，左端蓋24通過第四螺釘25固定在閥體22上。
[0060](I)伺服螺旋機構(gòu):
[0061]伺服螺旋機構(gòu)是實現(xiàn)開關(guān)閥閥芯轉(zhuǎn)角與軸向直線位移轉(zhuǎn)換的導(dǎo)控機構(gòu)，其包括閥體22和閥芯13，閥芯13、閥體22和左端蓋24配合構(gòu)成敏感腔f，高壓槽1311和低壓槽b的橫截面呈不規(guī)則平行四邊形，高壓槽1311和低壓槽b分別位于斜槽的兩側(cè)，且高壓槽1311和低壓槽b之間的距離與斜槽g的寬度相等，以增加面積梯度，降低加工工藝難度，實現(xiàn)滿足2D電液高速開關(guān)閥大流量，頻響快的要求。斜槽g的一端與敏感腔f相通，另一端與高壓槽1311和低壓槽b構(gòu)成阻力半橋，阻力半橋通過斜槽g控制敏感腔f內(nèi)的壓力。
[0062]當(dāng)閥芯13位于零位時(即本發(fā)明位于關(guān)閉狀態(tài)時)，第二臺肩132的側(cè)面完全密封出油口 A，斜槽g的一端同時覆蓋高壓槽1311和低壓槽b，且兩者的覆蓋面積相等，斜槽g的另一端與敏感腔f連通。
[0063]油液經(jīng)進油口 P進入進油腔η內(nèi)，進油腔η內(nèi)的壓力為P1，進油腔η內(nèi)的油液經(jīng)過通油孔c進入閥芯22內(nèi)，并從高壓孔a溢出到高壓槽1311內(nèi)，高壓槽1311內(nèi)的油液經(jīng)過斜槽g進入敏感腔f內(nèi)，敏感腔f內(nèi)的油液經(jīng)斜槽g進入低壓槽b內(nèi)，并從低壓槽b進入出油腔m內(nèi)，由于出油口 A密封，油液不會外流，在靜態(tài)時若不考慮摩擦力及閥口液動力的影響，高壓槽1311、低壓槽b與斜槽g分別相交的面積相等，敏感腔f內(nèi)的壓力只有進油腔η內(nèi)的壓力(系統(tǒng)壓力)的一半，但設(shè)定敏感腔f的橫截面是進油腔η的橫截面的2倍，則閥芯13分別位于敏感腔f內(nèi)和進油腔η內(nèi)的兩頭的壓力相等，閥芯13軸向保持靜壓平衡，開關(guān)閥處于零位狀態(tài)。
[0064]若閥芯13轉(zhuǎn)動，則閥芯13上高壓槽1311和低壓槽b與閥體22上斜槽g的相交面積發(fā)生變化，從而引起敏感腔f的壓力變化，閥芯13的受力平衡被破壞，隨之閥芯13產(chǎn)生軸向運動。
[0065]如圖4所示，當(dāng)傳動機構(gòu)驅(qū)動閥芯13順時針轉(zhuǎn)動時，高壓槽1311與斜槽g相交的面積減小，低壓槽b與斜槽g相交的面積增大，引起敏感腔f的壓力降低，閥芯13向左運動，則第二臺肩132從出油口 A上移開，閥門打開，油液流出。若閥芯13繼續(xù)逆時針轉(zhuǎn)動，高壓槽1311與斜槽g的相交面積又逐漸增大，低壓槽b與斜槽g的相交面積逐漸減小，直至高壓槽1311與斜槽g的相交面積、低壓槽b與斜槽g的相交面積再次相等時，閥芯13軸向力平衡，閥芯13停止運動，重新進入平衡狀態(tài);反之，當(dāng)閥芯13逆時針方向旋轉(zhuǎn)時，以上變化過程恰好相反。因此，本發(fā)明是具有雙運動自由度的兩級高速開關(guān)閥，閥芯角位移與軸向位移之間是線性關(guān)系，本發(fā)明利用旋轉(zhuǎn)電磁鐵和傳動機構(gòu)驅(qū)動閥芯作旋轉(zhuǎn)運動，實現(xiàn)導(dǎo)閥功能，在油液壓力差的作用下推動閥芯軸向移動，實現(xiàn)閥口的高速啟閉。
[0066](2)傳動機構(gòu)
[0067]旋轉(zhuǎn)電磁鐵9的轉(zhuǎn)動幅度為21°，旋轉(zhuǎn)電磁鐵9帶動上撥桿10逆時針轉(zhuǎn)動，則上撥桿10帶動下?lián)懿?2和閥芯13順時針轉(zhuǎn)動，高壓槽1311與斜槽g相交的面積減小，低壓槽b與斜槽g相交的面積增大，引起敏感腔f的壓力降低，閥芯13向左運動，則第二臺肩132從出油口A上移開，出油口 A暢通，油液流出，從而本發(fā)明處于打開狀態(tài)。
[0068]但摩擦力、液動力、油污和閥芯閥體加工精度等都會在閥芯轉(zhuǎn)動的瞬間產(chǎn)生較大的阻力，容易出現(xiàn)液壓“卡滯”現(xiàn)象，為了使本發(fā)明不出現(xiàn)液壓“卡滯”現(xiàn)象，傳動機構(gòu)在啟動瞬間必須具有較大的力矩。
[0069]本發(fā)明的傳動機構(gòu)可以實現(xiàn)變力矩，上撥桿10的下半部呈橢圓形，以實現(xiàn)變傳動比，由于旋轉(zhuǎn)電磁鐵9的轉(zhuǎn)動幅度為21°，為了方便裝配，以及實現(xiàn)上撥桿10的對稱設(shè)計，上撥桿10的初始安裝位置(即零位狀態(tài))偏離上撥桿10與下?lián)懿?2旋轉(zhuǎn)中心連線21°，上撥桿10與下?lián)懿?2之間為線接觸配合，且上撥桿10與下?lián)懿?2分別相交于R點和S點，如圖5所示。此時，接觸點R的法線正好經(jīng)過上撥桿10的旋轉(zhuǎn)中心，根據(jù)“三心定理”，上撥桿10與下?lián)懿?2的相對瞬心重合，傳動機構(gòu)的瞬時傳動比為無窮大，下?lián)懿?2對上撥桿10的響應(yīng)相當(dāng)于一個沖擊響應(yīng)，輸出力矩很大，足以克服液壓“卡滯”現(xiàn)象。
[0070]隨著上撥桿10的繼續(xù)運動，相對瞬心向下?lián)懿?2的轉(zhuǎn)動中心靠近。由瞬心定理可知，上撥桿10與下?lián)懿?2的傳動比為各自轉(zhuǎn)動中心到瞬心距離的反比，因此傳動比隨之減小，但足以滿足閥芯13啟動后所需的轉(zhuǎn)動力矩。
[0071]與已有的定傳動比傳動機構(gòu)相比，本發(fā)明的傳動機構(gòu)在運動初始便會產(chǎn)生無窮大的力矩，以克服2D電液高速開關(guān)閥易受摩擦力、液動力、油污和閥芯閥體加工精度等問題對閥芯產(chǎn)生的液壓“卡滯”現(xiàn)象。
[0072]為保證在開關(guān)閥的控制器未通電或失效的情況下使得閥芯13仍能處于零位，在水平桿2上安裝撥叉復(fù)位彈簧5，復(fù)位彈簧5、水平桿2和墊片4構(gòu)成上撥叉的限位機構(gòu)。上撥叉在啟動后會逆時針轉(zhuǎn)動，并通過墊片4壓迫上撥叉復(fù)位彈簧5，當(dāng)上撥叉轉(zhuǎn)動到最大位置并停止轉(zhuǎn)動后，上撥叉和復(fù)位彈簧5均處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)控制器斷電時，撥叉復(fù)位彈簧5驅(qū)動上撥叉復(fù)位。
[0073]為了提高本發(fā)明的工作穩(wěn)定性，平衡慣性力，需將上撥桿10和第一螺釘8的重心與旋轉(zhuǎn)電磁鐵9的轉(zhuǎn)子軸的中心重合，以及閥芯13中心軸與下?lián)懿?2和第二螺釘14的重心重入口 ο
[0074](3)零位保持機構(gòu)
[0075]閥芯13上裝有卡簧17、彈簧墊18、閥芯復(fù)位彈簧19和彈簧座20，以防止開關(guān)閥在運輸過程中閥芯13在閥體22內(nèi)部竄動，保證調(diào)零時閥芯13做平穩(wěn)的軸向運動，防止與閥體22發(fā)生碰撞，并同時保證在控制器未通電情況下閥芯處于絕對零位。
[0076]閥本體打開的瞬間，閥芯向左移動，并壓迫閥芯復(fù)位彈簧19，當(dāng)控制器斷電時，復(fù)位彈簧19驅(qū)動閥芯13向右移動并恢復(fù)零位，本發(fā)明處于關(guān)閉狀態(tài)。
[0077]圖1中T為回油口。
[0078]本說明書實施例所述的內(nèi)容僅僅是對發(fā)明構(gòu)思的實現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護范圍也包括本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
【主權(quán)項】
1.帶變傳動比傳動機構(gòu)的斜槽型2D電液高速開關(guān)閥，其特征在于:包括閥本體、驅(qū)動閥本體打開的傳動機構(gòu)和驅(qū)動閥本體關(guān)閉的零位保持機構(gòu)； 閥本體包括由閥體和閥芯構(gòu)成的伺服螺旋機構(gòu)，閥芯可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在閥體內(nèi)，閥芯從左向右依次設(shè)有第一臺肩、第二臺肩和第三臺肩，閥體的左端蓋和第一臺肩將閥體內(nèi)腔氣密圍隔成敏感腔，第一臺肩和第二臺肩將閥體內(nèi)腔氣密圍隔成環(huán)繞閥芯的環(huán)形出油腔，第二臺肩和第三臺肩將閥體內(nèi)腔氣密圍隔成環(huán)繞閥芯的環(huán)形進油腔； 進油腔與閥體上的進油口連通，且進油腔與閥芯通過閥芯上的通油孔連通;第一臺肩上分別開有一對軸對稱的高壓孔和一對軸對稱的低壓槽，且高壓孔和低壓槽交替設(shè)置，高壓孔與閥芯連通，閥體的內(nèi)壁上設(shè)有一對軸對稱的斜槽，斜槽的一端與敏感腔連通，斜槽的另一端位于高壓孔的運動軌跡和低壓槽的運動軌跡上，敏感腔通過通油孔、高壓孔和斜槽與進油腔連通； 敏感腔通過低壓槽、斜槽與出油腔連通，且出油腔與閥體上的出油口連通;第二臺肩沿軸向的長度大于出油口的直徑，以使第二臺肩在閥芯位于關(guān)閉狀態(tài)時完全密封出油口，且出油口位于第二臺肩的運動軌跡上； 設(shè)置在閥本體右側(cè)的傳動機構(gòu)包括位于正上方的上撥桿和位于正下方的下?lián)懿?，上撥桿的下半部呈橢圓形，下?lián)懿娴纳习氩渴情_口向上的U形叉，上撥桿的下半部延伸至下?lián)懿娴腢形叉內(nèi)，轉(zhuǎn)動設(shè)備的轉(zhuǎn)動軸與上撥桿固定連接，以驅(qū)動上撥桿帶動下?lián)懿孓D(zhuǎn)動，且下?lián)懿娴牡撞颗c閥芯的右端固定連接，以帶動閥芯同步轉(zhuǎn)動；上撥桿的頂部可滑動的設(shè)置在水平桿上，且水平桿的一端套設(shè)有將上撥桿抵緊在零位的上撥桿復(fù)位彈簧，上撥桿復(fù)位彈簧將上撥桿傾斜抵緊在下?lián)懿鎯?nèi)； 閥芯的右端貫穿閥體，且閥體的右側(cè)設(shè)有迫使閥體保持零位的零位保持機構(gòu)，所述零位保持機構(gòu)包括套設(shè)在閥芯上的閥芯復(fù)位彈簧，閥芯復(fù)位彈簧的一端抵緊在第三臺肩的右側(cè)面上，迫使第二臺肩位于出油口上方并密封出油口，另一端抵緊在固套在閥芯上的卡簧上。2.如權(quán)利要求1所述的帶變傳動比傳動機構(gòu)的斜槽型2D電液高速開關(guān)閥，其特征在于:所述轉(zhuǎn)動設(shè)備為旋轉(zhuǎn)電磁鐵。3.如權(quán)利要求2所述的帶變傳動比傳動機構(gòu)的斜槽型2D電液高速開關(guān)閥，其特征在于:所述高壓孔的出口端處設(shè)有高壓槽，高壓孔通過高壓槽與斜槽連通，且低壓槽與高壓槽之間的距離與斜槽的寬度相等。4.如權(quán)利要求3所述的帶變傳動比傳動機構(gòu)的斜槽型2D電液高速開關(guān)閥，其特征在于:閥體的右側(cè)設(shè)有連接座，零位保持機構(gòu)設(shè)置在連接座內(nèi)，傳動機構(gòu)設(shè)置在連接座上方的連接板上，所述連接座通過第一密封圈與閥體氣密連接。5.如權(quán)利要求4所述的帶變傳動比傳動機構(gòu)的斜槽型2D電液高速開關(guān)閥，其特征在于:閥芯的右端通過第二密封圈與連接座氣密連接;左端蓋通過第三密封圈與閥體氣密連接。6.如權(quán)利要求5所述的帶變傳動比傳動機構(gòu)的斜槽型2D電液高速開關(guān)閥，其特征在于:閥芯復(fù)位彈簧的左端通過彈簧座抵緊在第三臺肩的右側(cè)面上，且閥芯復(fù)位彈簧的右端端通過彈簧墊抵緊在卡簧上，彈簧座和彈簧墊均固定套設(shè)在閥芯上。7.如權(quán)利要求6所述的帶變傳動比傳動機構(gòu)的斜槽型2D電液高速開關(guān)閥，其特征在于:上撥桿復(fù)位彈簧通過墊片抵緊在上撥桿上，所述墊片可滑動地設(shè)置在所述水平桿上。8.如權(quán)利要求7所述的帶變傳動比傳動機構(gòu)的斜槽型2D電液高速開關(guān)閥，其特征在于:所述連接座和連接板配有盒蓋。9.如權(quán)利要求8所述的帶變傳動比傳動機構(gòu)的斜槽型2D電液高速開關(guān)閥，其特征在于:所述旋轉(zhuǎn)電磁鐵設(shè)置在閥體的上方，并配有保護罩。10.如權(quán)利要求9所述的帶變傳動比傳動機構(gòu)的斜槽型2D電液高速開關(guān)閥，其特征在于:所述上撥桿通過第一螺釘夾緊在旋轉(zhuǎn)電磁鐵的輸出軸上，所述下?lián)懿嫱ㄟ^第二螺釘夾緊在閥芯上。
【文檔編號】F16K31/06GK105822795SQ201610339755
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年5月23日
【發(fā)明人】阮健, 孫堅, 刁惠君, 申屠勝男, 丁方園, 孔晨菁, 孟彬
【申請人】浙江工業(yè)大學(xué)