直动式数字伺服阀制造技术

本实用新型专利技术提供一种直动式数字伺服阀，采用数字量控制，阀芯驱动力大，阀芯不易卡涩，提高了伺服阀的抗污染能力。本实用新型专利技术的直动式数字伺服阀，包括步进电机、联轴器、阀体和阀芯，所述阀体具有轴向贯通的阀腔、以及与所述阀腔连通的进油口、回油口和至少两个工作油口，所述阀芯具有至少两个工作位，用于切换与所述进油口和所述回油口连通的所述工作油口及流量所述联轴器的一端与所述步进电机的输出轴固定连接，另一端与所述阀芯的第一端周向固定、轴向可移动连接，所述阀芯的第二端与所述阀体螺纹连接，以便将所述阀芯相对所述阀体的周向转动转化沿轴向的螺旋运动，进而切换所述工作位并实现流量的连续调节。

【技术实现步骤摘要】
直动式数字伺服阀
本技术涉及伺服阀
，特别是涉及直动式数字伺服阀。
技术介绍
随着工业往自动化发展，越来越多的液压控制系统采用伺服系统，而液压伺服系统的核心控制元件为伺服阀，其品质直接决定系统的控制精度、可靠性。市场常用的伺服阀按结构分为喷嘴挡板伺服阀、射流管伺服阀、高频响比例伺服阀等。喷嘴挡板伺服阀是目前最通用的伺服阀，采用四个一致的小孔径节流孔喷嘴，采用力矩马达驱动挡板，其控制精度高。但是，频响高，对油液清洁度要求高，可靠性差，经常出现喷嘴堵塞、喷嘴腐蚀、阀芯卡涩等故障。射流管伺服阀较喷嘴挡板伺服阀的抗污染能力略强，但制造难度大，一致性差，控制难度高，弹性射流管及受油孔易出故障，成本高，其市场应用较少。高频响比例伺服阀采用比例直线双向马达直接驱动，并在阀芯上设置位移传感器检测阀芯位置，内部通过模拟集成电路组成闭环放大回路进行控制。但因比例直线双向马达的驱动力有限(小于150N)，行程短，抗污染能力有限，且控制复杂，易出现阀芯卡涩及控制板卡烧毁等故障。可见，以上伺服阀都存在抗污染能力差的问题，极易因油质恶化而出现故障。因此，如何设计一种直动式数字伺服阀，以提高伺服阀的抗污染能力，并实现数字量控制，是本领域急需解决的技术问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种直动式数字伺服阀，通过数字信号控制，阀芯驱动力大，阀芯不易卡涩，提高了伺服阀的抗污染能力为实现上述目的，本技术提供了一种直动式数字伺服阀，包括步进电机、联轴器、阀体和阀芯，所述阀体具有轴向贯通的阀腔、以及与所述阀腔连通的进油口、回油口和至少两个工作油口，所述阀芯具有至少两个工作位，用于切换与所述进油口和所述回油口连通的所述工作油口；所述联轴器的一端与所述步进电机的输出轴固定连接，另一端与所述阀芯的第一端周向固定、轴向可移动连接，所述阀芯的第二端与所述阀体通过螺母套螺纹连接，以便将所述阀芯相对所述阀体的周向转动转化沿轴向的螺旋运动，进而切换所述工作位并实现流量的连续调节。本技术的直动式数字伺服阀，一方面，采用步进电机进行驱动，可以接收远方控制器的数字脉冲信号，进而转化为步进电机的输出轴的旋转角度、角速度和方向，其中，脉冲数对应步进电机的旋转角度，脉冲频率对应角速度，脉冲方向对应正反转，相对于现有技术的模拟量控制，本技术采用数字量控制具有控制精度高、稳定性好等优点。另一方面，阀芯的第一端在步进电机的驱动下周向转动，另一端与阀体螺纹连接，进而将阀芯的周向转动转化为相对阀体的螺旋运动，进而沿阀体的轴向螺旋地往复运动，以切换工作位；相对于现有技术的直线运动，这种螺旋运动的阻力较小，阀芯的驱动力大，阀芯不易卡涩，大幅提高了抗污染能力，可在油液的清洁度为NAS9的条件下可靠工作，故障率低，无需设置滤油器就可以工作，使用简单可靠。可选地，还包括复位机构，用于在所述步进电机失电后驱动所述阀芯复位。可选地，还包括连接罩，所述连接罩的两端分别与所述步进电机的输出端和所述阀腔的一端密封连接，所述联轴器置于所述连接罩内，所述步进电机的输出轴和所述阀芯的第一端分别由轴向两端伸入所述连接罩内，以分别与所述联轴器的两端连接。可选地，所述复位机构包括扭簧和与所述扭簧的两端固定连接的连接座，所述连接罩具有两个轴向相对设置的内凸限位部；所述步进电机正反转时，所述步进电机的输出轴和所述阀芯的第一端中的一者，推动同端的所述连接座周向运动，另一端的所述连接座周向抵接于另一端的所述内凸限位部，以扭转所述扭簧，产生复位的弹簧力。可选地，所述复位机构还包括电机连接座和阀芯连接座，所述电机连接座套接固定于所述步进电机的输出轴，所述阀芯连接座周向固定地套接于所述阀芯的第一端；两端的所述连接座均具有内凸部，所述电机连接座和所述阀芯连接座均具有与各自同端的所述内凸部周向抵顶配合的外凸部。可选地，两端的所述连接座均具有外凸限位部，所述阀芯处于初始位置时，所述外凸限位部与各自同端的所述内凸限位部周向抵接，且两端的周向抵接力相反，以预紧所述扭簧，所述步进电机正反转时，推动一端的所述连接座脱离所抵接的所述内凸限位部，进而沿增大预紧力的方向周向运动。可选地，处于一端的所述外凸部推动同端的所述内凸部时，同端的所述外凸限位部与所述内凸限位部脱离并保持不接触；处于另一端的所述外凸部与相应的所述内凸部脱离并保持不接触，另一端的所述内凸限位部与相应的所述外凸限位部保持接触。可选地，所述步进电机的输出轴通过所述电机连接座与所述联轴器的一端固定连接，所述阀芯连接座与所述联轴器的另一端固定连接，所述阀芯连接座具有导向套，所述导向套与所述阀芯的第一端轴向可移动连接。可选地，所述连接座具有套筒部，所述扭簧套接于所述套筒部外，处于两端的所述连接座的所述套筒部之间具有轴向间隙。可选地，所述螺母套与所述阀体固定连接，所述阀芯的第二端固定连接有与其同轴设置、并与所述螺母套配合的丝杠。可选地，还包括用于安装所述螺母套的螺母安装座，所述螺母安装座的一端与所述阀腔远离所述步进电机的一端密封连接，另一端密封连接有具有容腔的端盖，所述容腔用于收容所述丝杠远离所述第二端的部分。附图说明图1为本技术所提供直动式数字伺服阀在一种具体实施方式中处于初始位置的剖面结构示意图；图2为图1中A-A方向的剖视图；图3为图1中B-B方向的剖视图；图4为图1所示直动式数字伺服阀处于第一工作位时的剖面结构示意图；图5为图4中C-C方向的剖视图；图6为图4中D-D方向的剖视图；图7为图1所示直动式数字伺服阀处于第二工作位时的剖面结构示意图；图8为图7中E-E方向的剖视图；图9为图7中F-F方向的剖视图。图1-图9中：1-步进电机，2-连接罩，3-电机连接座，4-第一连接座，5-扭簧，6-联轴器，7-第二连接座，8-阀芯连接座，9-阀体，10-阀芯，11-螺母套，12-丝杠，13-螺母安装座，14-输出轴，15-端盖，16-阀腔，17-第一内凸限位部，18-第二内凸限位部，19-第一内凸部，20-第二内凸部，21-第一外凸部，22-第二外凸部，23-第一外凸限位部，24-第二外凸限位部，25-扭臂；P-进油口，T-回油口，A-第一工作油口，B-第二工作油口。具体实施方式以下结合附图，对本技术的具体实施方式进行介绍，以便本领域技术人员准确理解本技术的技术方案。本文所述的轴向、周向和径向均以直动式数字伺服阀的阀芯10为参照，以该阀芯10的延伸方向和动作方向为轴向，以该阀芯10的直径方向为径向该阀芯10的外壁环绕方向为周向。本文所述的第一、第二等词仅用于区分相同或类似结构的两个以上的部件，或者相同或类似的两个以上的结构，不表示对顺序的特殊限定。本文所述的内外以阀芯10的中轴线为参照，靠近中轴线的方向为内、远离中轴线的方向为外。如
技术介绍
所述，目前常用的伺服阀按结构喷嘴挡板伺服阀、射流管伺服阀、高频响比例伺服阀。喷嘴挡板伺服阀为间接驱动，通过阀芯两端的压差实现阀芯的直线运动，压差通过先导喷嘴及弹簧管挡板、射流喷嘴和折射孔组成的可变液阻回路控制。平衡状态下，两个对称的喷嘴与挡板的距离相同，液阻相同，因此，阀芯两侧的压力相同(阀芯两侧面积相等)，处于稳定状态。当力矩旋转时，挡板位置发生变化，两侧的喷嘴与挡板的距离不一样，一侧变大，另本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.直动式数字伺服阀，其特征在于，包括步进电机(1)、联轴器(6)、阀体(9)和阀芯(10)，所述阀体(9)具有轴向贯通的阀腔(16)、以及与所述阀腔(16)连通的回油口(T)、进油口(P)和至少两个工作油口(A、B)，所述阀芯(10)具有至少两个工作位，用于切换与所述进油口(P)和所述回油口(T)连通的所述工作油口；所述联轴器(6)的一端与所述步进电机(1)的输出轴(14)固定连接，另一端与所述阀芯(10)的第一端周向固定、轴向可移动连接，所述阀芯(10)的第二端与所述阀体(9)通过螺母套(11)螺纹连接，以便将所述阀芯(10)相对所述阀体(9)的周向转动转化沿轴向的螺旋运动，进而切换所述工作位并实现流量的连续调节。

【技术特征摘要】
1.直动式数字伺服阀，其特征在于，包括步进电机(1)、联轴器(6)、阀体(9)和阀芯(10)，所述阀体(9)具有轴向贯通的阀腔(16)、以及与所述阀腔(16)连通的回油口(T)、进油口(P)和至少两个工作油口(A、B)，所述阀芯(10)具有至少两个工作位，用于切换与所述进油口(P)和所述回油口(T)连通的所述工作油口；所述联轴器(6)的一端与所述步进电机(1)的输出轴(14)固定连接，另一端与所述阀芯(10)的第一端周向固定、轴向可移动连接，所述阀芯(10)的第二端与所述阀体(9)通过螺母套(11)螺纹连接，以便将所述阀芯(10)相对所述阀体(9)的周向转动转化沿轴向的螺旋运动，进而切换所述工作位并实现流量的连续调节。2.如权利要求1所述的直动式数字伺服阀，其特征在于，还包括复位机构，用于在所述步进电机(1)失电后驱动所述阀芯(10)复位。3.如权利要求2所述的直动式数字伺服阀，其特征在于，还包括连接罩(2)，所述连接罩(2)的两端分别与所述步进电机(1)的输出端和所述阀腔(16)的一端密封连接，所述联轴器(6)置于所述连接罩(2)内，所述步进电机(1)的输出轴(14)和所述阀芯(10)的第一端分别由轴向两端伸入所述连接罩(2)内，以分别与所述联轴器(6)的两端连接。4.如权利要求3所述的直动式数字伺服阀，其特征在于，所述复位机构包括扭簧(5)和与所述扭簧(5)的两端固定连接的连接座，所述连接罩(2)具有两个轴向相对设置的内凸限位部；所述步进电机(1)正反转时，所述步进电机(1)的输出轴(14)和所述阀芯(10)的第一端中的一者，推动同端的所述连接座周向运动，另一端的所述连接座周向抵接于另一端的所述内凸限位部，以扭转所述扭簧(5)，产生复位的弹簧力。5.如权利要求4所述的直动式数字伺服阀，其特征在于，所述复位机构还包括电机连接座(3)和阀芯连接座(8)，所述电机连接座(3)套接固定于所述步进电机(1)的输出轴(14)，所述阀芯连接座(8)周向...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱德辉，侯文波，陈山山，
申请(专利权)人：三河沃达液压控制系统有限公司，
类型：新型
国别省市：河北,13