二维脉宽调制机构制造技术

二维脉宽调制机构，传动轴拨叉通过滚轮组件拨动阀芯，使阀芯在阀套内做周向转动的同时轴向滑动，阀芯转动与轴向滑动相对独立，零位弹簧安装在阀芯与传动轴中间且处于压缩状态；传动轴一端连接传动机构；阀芯设在阀套的中心通孔内；阀套的外圆设有四个环形槽自左到右分别是控制油槽、出油槽、进油槽和回油槽，控制油槽上、出油槽上、进油槽上、回油槽上均匀设有若干相同的径向的孔；阀芯中心轴向设有中心流道，第一圆形通孔和第二圆形通孔通过阀芯中心流道沟通；阀芯第二台肩上开有两列交错的三角形配流窗口分别为左三角形配流窗口、右三角形配流窗口，其顶点在同一平面内且该平面垂直于阀芯轴线。

Two-Dimensional Pulse Width Modulation Mechanism

【技术实现步骤摘要】
二维脉宽调制机构
本技术属于流体传动及控制相关
，涉及一种二维压力反馈流量配流机构，尤其涉及一种二维脉宽调制机构。
技术介绍
柱塞泵在工作过程中，柱塞在缸体内做往复运动，造成密封工作容积的变化以实现吸油和排油。轴向柱塞泵的每一个柱塞腔均周期性地在吸油口与排油口之间来回切换，油口的切换过程需要通过泵的配流机构来实现。按照配流方式，轴向柱塞泵主要分为阀配流和端面配流。阀配流主要是靠单向阀实现配流，两个单向阀分别安装在泵的进出油口，柱塞腔在吸排油阶段分别打开相应油口的单向阀，从而实现吸排油。阀配流方式不需要缸体转动，一般用于单柱塞泵。单向阀有一定的开启压力，响应存在一定的滞后性，使得泵的自吸能力差，容易造成气蚀，限制泵的转速。端面配流是目前柱塞泵主要的配流方式，该配流方式要求柱塞泵的缸体转动使柱塞腔与配流盘上的吸油窗口和排油窗口交替连通，进行吸排油。柱塞泵缸体有多个柱塞孔，缸体直径较大，高压力、高转速对缸体与配流盘这对关键摩擦副需要更高的设计要求；为了减小电机的启动时间，增加系统的响应速度，传统的方法是在液压泵的出口安装卸荷阀，这就增大了机械系统和控制系统设计、加工的复杂程度。现有的二维(2D)泵均采用二维卸荷阀、二维稳压阀等阀组来实现压力和流量的调节，零部件较多，控制调节处较多，压力流量脉动较大。
技术实现思路
为了克服柱塞泵的阀配流、端面配流造成其自吸性差、转速低、缸体直径大、摩擦副技术要求高、机械系统及控制系统较复杂等问题，同时也为了克服现有二维(2D)泵调节多个液压阀配流方式的不足，本技术提供一种结构新颖紧凑、体积小、重量轻、传动简单、无摩擦副、易实现高压高转速、利用阀芯双自由度结构实现配流的二维压力反馈流量配流机构，为二维脉宽调制机构。本技术既解决了柱塞泵配流的缺点与不足，也简便、优化了二维(2D)泵的配流机构，同时可省去液压泵出口的卸荷阀，在液压系统中液压泵可实现零压启动，适用于液压泵、马达等配流。本技术采用的技术方案如下：所述二维脉宽调制机构，其特征在于：包括传动轴、零位弹簧、滚轮轴、左滚轮组件、右滚轮组件、前同心环、阀芯、阀套、后同心环、阀芯螺堵。传动轴拨叉与滚轮组件配合通过滚轮轴拨动阀芯，使阀芯在阀套内做周向转动的同时轴向滑动，阀芯转动与轴向滑动相对独立，前同心环和后同心环分别固连在阀套两端，零位弹簧安装在阀芯与传动轴中间且处于压缩状态。所述传动轴一端为圆柱端，连接传动机构；传动轴另一端为门框形，连接两个U形拨叉，拨叉面为轴向延伸的不完整圆柱面轨道，配合左滚轮组件、右滚轮组件，使阀芯做周向旋转的同时轴向滑动；传动轴轴向中间端面有一圆形凹槽，用于固定零位弹簧。所述零位弹簧两平端面分别固定在传动轴圆形凹槽和阀芯左端阶梯轴处，零位弹簧初始和工作过程中均处于压缩状态，保证初始状态阀芯处于最右端，保持阀芯零位。所述滚轮轴为一阶梯圆柱轴，中间有一台肩，中间圆柱直径大于两边圆柱直径；中间台肩轴插入阀芯左端圆柱孔并固连，两端轴分别插入左滚轮组件、右滚轮组件中心圆孔并固连。所述右滚轮组件与左滚轮组件结构完全相同，包括轴承套、深沟球轴承，轴承套外部为球面，内部为圆孔，两端为平端面，轴承套内孔套在深沟球轴承外圆并固连，轴承套球面与传动轴U形拨叉圆柱面配合。所述前同心环为圆环形，两端面为平面，前同心环外圆与阀套固连，内孔套在阀芯左端轴上。所述后同心环为圆环形，两端面为平面，内孔有一阶梯孔为阀芯的第二圆形通孔提供避让空间，后同心环外圆与阀套固连，内孔套在阀芯右端轴上。所述阀套内孔为中心通孔，和阀芯配合，两端分别有前阶梯孔和后阶梯孔，分别与前同心环、后同心环固连；阀套的外圆设有四个环形槽自左到右分别是控制油槽、出油槽、进油槽和回油槽，控制油槽上均匀设有若干相同的径向的控制油孔，出油槽上均匀设有若干相同的径向的出油孔，进油槽上均匀设有若干相同的径向的菱形配流窗口，菱形配流窗口的顶点在同一平面内且该平面垂直于阀芯轴线，回油槽上均匀设有若干相同的径向的回油孔。所述阀芯最左端有一阶梯轴，用于安装零位弹簧，阶梯轴右侧设有滚轮轴圆形通孔，与滚轮轴固连，用于给阀芯传递扭矩使阀芯转动；阀芯有三个台肩自左到右依次有第一台肩、第二台肩和第三台肩，第一台肩与第二台肩之间的阀芯轴径向设有第一圆形通孔，靠近第三台肩右端面的阀芯轴径向设有第二圆形通孔，阀芯中心轴向设有中心流道，中心流道口用阀芯螺堵堵住，第一圆形通孔和第二圆形通孔通过阀芯中心流道沟通；阀芯第二台肩上开有两列交错的三角形配流窗口分别为左三角形配流窗口、右三角形配流窗口，其顶点在同一平面内且该平面垂直于阀芯轴线。优选地，所述轴承套外圆球面与传动轴U形拨叉为间隙配合，受力时单边接触，能实现正反转，传动轴通过左滚轮组件、右滚轮组件和滚轮轴带动阀芯转动，阀芯在液压力作用下轴向滑动，带动轴承套在传动轴U形拨叉上轴向滚动。优选地，所述前同心环和后同心环外圆分别固连在阀套两端面的前阶梯孔和后阶梯孔内，前同心环内孔套在阀芯左端轴上，为间隙密封，后同心环内孔套在阀芯右端轴上，为间隙密封。优选地，所述阀芯可旋转地设置在阀套内，前同心环与阀芯第一台肩将阀套内腔密封形成控制容腔，控制容腔通过控制油孔与控制油槽沟通，控制油槽通控制压力油；阀芯第一台肩与第二台肩将阀套内腔密封形成高压容腔，高压容腔通过出油孔与出油槽沟通，同时通过菱形配流窗口与进油槽沟通，进油槽通液压泵高压油，出油槽通系统油路；阀芯第二台肩与第三台肩将阀套内腔密封形成低压容腔，低压容腔通过回油孔与回油槽沟通，回油槽通低压油箱；阀芯第三台肩与后同心环将阀套内腔密封形成反馈容腔，反馈容腔通过阀芯第一圆形通孔、中心流道、第二圆形通孔与高压容腔沟通，两腔压力相同；阀套控制油槽、出油槽、进油槽和回油槽在阀套外部互不沟通。阀芯第二台肩上开有两列交错的三角形配流窗口，分别为左三角形配流窗口、右三角形配流窗口，阀套菱形配流窗口位于阀芯第二台肩的运动轨迹上，阀芯在阀套内匀速转动的同时在液压力作用下轴向滑动，使阀芯左三角形配流窗口、右三角形配流窗口分别与阀套菱形配流窗口配流时间占比发生变化，从而改变出油流量实现流量配流。具体工作过程如下：阀芯在传动轴带动下匀速转动，阀芯第二台肩上设有的两列交错的三角形配流窗口与阀套槽菱形配流窗口有周向相对转动；控制容腔内液体压力作用在阀芯第一台肩左端面环形面积上对阀芯产生轴向向右推力，反馈容腔内液体压力作用在阀芯第三台肩右端面环形面积上对阀芯产生轴向向左的推力，调零弹簧受压缩对阀芯产生轴向向右的推力，若对阀芯轴向向右推力与弹簧力的合力大于轴向向左推力，阀芯轴向向右滑动，若对阀芯轴向向右推力与弹簧力的合力小于轴向向左推力，阀芯轴向向左滑动。当阀芯两端力平衡时，阀芯停留在阀套某一工作位置，随着阀芯转动，阀芯左三角形配流窗口、右三角形配流窗口与阀套菱形配流窗口交替沟通呈周期性变化，因阀芯左右三角形配流窗口与阀套菱形配流窗口数量很多，阀口面积梯度很大，使得阀口开度的大小对通过阀口的流量影响很小，通过阀口的流量可以认为是一个与阀口开度无关而只与阀口开起时间有关的量，即任一周期内阀芯左侧三角形配流窗口、右侧三角形配流窗口分别交替扫过阀套菱形配流窗口所需时间分别占总时间的比，为进油流量的分配比，出油流量和回油流量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.二维脉宽调制机构，其特征在于：包括传动轴、零位弹簧、滚轮轴、左滚轮组件、右滚轮组件、前同心环、阀芯、阀套、后同心环、阀芯螺堵；传动轴拨叉与滚轮组件配合通过滚轮轴拨动阀芯，使阀芯在阀套内做周向转动的同时轴向滑动，阀芯转动与轴向滑动相对独立，前同心环和后同心环分别固连在阀套两端，零位弹簧安装在阀芯与传动轴中间且处于压缩状态；所述传动轴一端为圆柱端，连接传动机构；传动轴另一端为门框形，连接两个U形拨叉，拨叉面为轴向延伸的不完整圆柱面轨道，配合左滚轮组件、右滚轮组件，使阀芯做周向旋转的同时轴向滑动；传动轴轴向中间端面有一圆形凹槽，用于固定零位弹簧；所述零位弹簧两平端面分别固定在传动轴圆形凹槽和阀芯左端阶梯轴处，零位弹簧初始和工作过程中均处于压缩状态，保证初始状态阀芯处于最右端，保持阀芯零位；所述滚轮轴为一阶梯圆柱轴，中间有一台肩，中间圆柱直径大于两边圆柱直径；中间台肩轴插入阀芯左端圆柱孔并固连，两端轴分别插入左滚轮组件、右滚轮组件中心圆孔并固连；所述右滚轮组件与左滚轮组件结构完全相同，包括轴承套、深沟球轴承，轴承套外部为球面，内部为圆孔，两端为平端面，轴承套内孔套在深沟球轴承外圆并固连，轴承套球面与传动轴U形拨叉圆柱面配合；所述前同心环为圆环形，两端面为平面，前同心环外圆与阀套固连，内孔套在阀芯左端轴上；所述后同心环为圆环形，两端面为平面，内孔有一阶梯孔为阀芯的第二圆形通孔提供避让空间，后同心环外圆与阀套固连，内孔套在阀芯右端轴上；所述阀套内孔为中心通孔，和阀芯配合，两端分别有前阶梯孔和后阶梯孔，分别与前同心环、后同心环固连；阀套的外圆设有四个环形槽自左到右分别是控制油槽、出油槽、进油槽和回油槽，控制油槽上均匀设有若干相同的径向的控制油孔，出油槽上均匀设有若干相同的径向的出油孔，进油槽上均匀设有若干相同的径向的菱形配流窗口，菱形配流窗口的顶点在同一平面内且该平面垂直于阀芯轴线，回油槽上均匀设有若干相同的径向的回油孔；所述阀芯最左端有一阶梯轴，用于安装零位弹簧，阶梯轴右侧设有滚轮轴圆形通孔，与滚轮轴固连，用于给阀芯传递扭矩使阀芯转动；阀芯有三个台肩自左到右依次有第一台肩、第二台肩和第三台肩，第一台肩与第二台肩之间的阀芯轴径向设有第一圆形通孔，靠近第三台肩右端面的阀芯轴径向设有第二圆形通孔，阀芯中心轴向设有中心流道，中心流道口用阀芯螺堵堵住，第一圆形通孔和第二圆形通孔通过阀芯中心流道沟通；阀芯第二台肩上开有两列交错的三角形配流窗口分别为左三角形配流窗口、右三角形配流窗口，其顶点在同一平面内且该平面垂直于阀芯轴线。...

【技术特征摘要】
1.二维脉宽调制机构，其特征在于：包括传动轴、零位弹簧、滚轮轴、左滚轮组件、右滚轮组件、前同心环、阀芯、阀套、后同心环、阀芯螺堵；传动轴拨叉与滚轮组件配合通过滚轮轴拨动阀芯，使阀芯在阀套内做周向转动的同时轴向滑动，阀芯转动与轴向滑动相对独立，前同心环和后同心环分别固连在阀套两端，零位弹簧安装在阀芯与传动轴中间且处于压缩状态；所述传动轴一端为圆柱端，连接传动机构；传动轴另一端为门框形，连接两个U形拨叉，拨叉面为轴向延伸的不完整圆柱面轨道，配合左滚轮组件、右滚轮组件，使阀芯做周向旋转的同时轴向滑动；传动轴轴向中间端面有一圆形凹槽，用于固定零位弹簧；所述零位弹簧两平端面分别固定在传动轴圆形凹槽和阀芯左端阶梯轴处，零位弹簧初始和工作过程中均处于压缩状态，保证初始状态阀芯处于最右端，保持阀芯零位；所述滚轮轴为一阶梯圆柱轴，中间有一台肩，中间圆柱直径大于两边圆柱直径；中间台肩轴插入阀芯左端圆柱孔并固连，两端轴分别插入左滚轮组件、右滚轮组件中心圆孔并固连；所述右滚轮组件与左滚轮组件结构完全相同，包括轴承套、深沟球轴承，轴承套外部为球面，内部为圆孔，两端为平端面，轴承套内孔套在深沟球轴承外圆并固连，轴承套球面与传动轴U形拨叉圆柱面配合；所述前同心环为圆环形，两端面为平面，前同心环外圆与阀套固连，内孔套在阀芯左端轴上；所述后同心环为圆环形，两端面为平面，内孔有一阶梯孔为阀芯的第二圆形通孔提供避让空间，后同心环外圆与阀套固连，内孔套在阀芯右端轴上；所述阀套内孔为中心通孔，和阀芯配合，两端分别有前阶梯孔和后阶梯孔，分别与前同心环、后同心环固连；阀套的外圆设有四个环形槽自左到右分别是控制油槽、出油槽、进油槽和回油槽，控制油槽上均匀设有若干相同的径向的控制油孔，出油槽上均匀设有若干相同的径向的出油孔，进油槽上均匀设有若干相同的径向的菱形配流窗口，菱形配流窗口的顶点在同一平面内且该平面垂直于阀芯轴线，回油槽上均匀设有若干相同的径向的回油孔；所述阀芯最左端有一阶梯轴，用于安装零位弹簧，阶梯轴右侧设有滚轮轴圆形通孔，与滚轮轴固连，用于给阀芯传递扭矩使阀芯转动；阀芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮健，宋占凯，张中涛，赵建涛，黄煜，孟彬，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：新型
国别省市：浙江,33