一种2D数字伺服阀的永磁零位保持机构，包括与电机轴连接的上摆轮、摆动轴和与阀芯连接的下摆轮，上摆轮中部开有供电机轴穿过的安装孔，上摆轮的下端开有槽口，槽口内安装摆动轴，摆动轴一端伸入电机安装板的限位孔内，下摆轮的上部可转动地套装在摆动轴上，下摆轮的下部开有供阀芯穿过的安装孔，左保持架和右保持架安装在电机安装板上，左保持架和右保持架位于下摆轮下端左右两侧，左保持架的凹槽内安装第一永磁体，右保持架的凹槽内安装第二永磁体，下摆轮下端左右两侧的凹槽内分别安装第三永磁体和第四永磁体，第一永磁体与第三永磁体相对布置，第二永磁体和第四永磁体相对布置。本发明专利技术工作可靠、安全性好。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及2D数字伺服阀领域，尤其是一种2D数字伺服阀的永磁零位保持机构。
技术介绍
近年来，利用伺服螺旋机构原理工作的2D数字伺服阀因其具有动态好、精度高、 结构简单、价格低廉以及抗污染能力强的特点而被成功的应用于金属材料试验机、地震模拟试验台以及相关的航空航天电液伺服系统等重要场合。2D数字伺服阀利用多极交流伺服电机作为其电能-机械能的转换接口。一般而言，在电液伺服系统的初始化过程中是先给数字伺服阀上电(此时控制信号为零)，而后再启动液压泵通入液压油。当打开电源，电机的控制信号为零时，伺服阀应该处于关闭状态，即阀芯应该处于严格的机械零位；然而由于伺服螺旋机构的特殊工作原理，阀芯和阀套之间实质上处于自由的悬空状态，考虑到外界的随机干扰因素，此时很难保证阀芯严格的处于机械零位；假如此时阀芯略微偏离零位，当液压泵打开通入油液后，基于伺服螺旋机构的工作原理，阀芯会自动的回到零位；然而在此过程中，油液已经有可能得以进入执行机构(液压缸)的一腔，引起设备非预期的误动作， 造成人身及设备的安全隐患。因此，如何在初始化时保持其零位稳定，避免执行机构的误动作，是2D数字伺服阀设计制造中一个很关键的问题。之前也有采用机械弹簧连接的方式来保持阀芯零位的方法，其一端连接阀芯，另一端被固定在电机安装板上，该弹簧相应的被称为零位弹簧；然而在2D数字伺服阀阀芯作动频繁的工况下，零位弹簧容易产生疲劳断裂，从而导致整个零位保持机构失效。
技术实现思路
为了克服已有的2D数字伺服阀零位保持机构存在的零位弹簧疲劳断裂的问题， 本专利技术提供一种工作可靠、安全性好的2D数字伺服阀永磁零位保持机构。为了解决上述技术问题采用的技术方案为一种2D数字伺服阀的永磁零位保持机构，包括与电机轴连接的上摆轮、摆动轴和与阀芯连接的下摆轮，所述上摆轮中部开有供电机轴穿过的安装孔，所述上摆轮的上端切有通槽，所述上摆轮的上端两半部分固定连接，所述上摆轮的下端开有槽口，所述槽口内安装摆动轴，所述摆动轴一端伸入电机安装板的限位孔内，所述下摆轮的上部可转动地套装在所述摆动轴上，所述下摆轮的下部开有供阀芯穿过的安装孔，所述下摆轮的下端切有通槽，所述下摆轮的下端两半部分固定连接，所述永磁零位保持机构还包括左保持架和右保持架，所述左保持架和右保持架安装在电机安装板上，所述左保持架和右保持架位于下摆轮下端左右两侧，所述左保持架的凹槽内安装第一永磁体，所述右保持架的凹槽内安装第二永磁体，所述下摆轮下端左右两侧的凹槽内分别安装第三永磁体和第四永磁体，所述第一永磁体与所述第三永磁体相对布置，所述第二永磁体和第四永磁体相对布置。进一步，所述左保持架和右保持架的中部切有凹槽。当然，永磁体的安装也可以采用其他的方式。再进一步，所述第一永磁体的前后侧面分别与第一轭铁、第二轭铁固定连接；所述第二永磁体的前后侧面分别与第三轭铁、第四轭铁固定连接。更进一步，所述上摆轮的上端左半部分开有光孔，所述上摆轮的上端右半部分开有螺纹孔，螺钉穿过所述光孔安装在所述螺纹孔内。所述下摆轮的下端左半部分开有光孔，所述下摆轮的下端右半部分开有螺纹孔， 螺钉穿过所述光孔安装在所述螺纹孔内。本专利技术的有益效果主要表现在1利用永磁体提供的电磁刚度来保持2D数字伺服阀阀芯的零位，避免了机械弹簧零位机构存在的疲劳断裂问题，其工作可靠，安全性好；2、 该永磁零位保持机构的设计便于2D数字伺服阀的人工机械调零；3、在永磁体产生的磁力匹配合适的情况下，该零位保持机构不会影响2D数字伺服阀的动态性能。附图说明图1为带永磁零位保持机构的2D数字伺服阀的结构原理示意图。图2为阀芯阀套装配关系的示意图。图3为阀套的结构示意图。图4为阀芯的结构示意图。图5为左保持架的结构示意图；右保持架的结构与其完全相同。图6为第一轭铁的结构示意图；第二、三、四轭铁的结构与其完全相同。图7为第一永磁体的结构示意图；第二永磁体的结构与其完全相同。图8为第三永磁体的结构示意图；第四永磁体的结构与其完全相同。图9为下摆轮的结构示意图。图10为本专利技术中的以磁力保持阀芯零位的永磁磁路原理示意图。 具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。参照图1 图10，一种2D数字伺服阀的永磁零位保持机构，包括与电机轴连接的上摆轮5、与阀芯连接的下摆轮7、摆动轴6、左保持架20、右保持架9、第一轭铁23、第二轭铁21、第三轭铁11、第四轭铁13和第一永磁体22、第二永磁体12、第三永磁体16、第四永磁体14。所述上摆轮5中部开有供电机轴穿过的安装孔，所述上摆轮5的上端切有通槽，所述上摆轮5的上端两半部分固定连接，所述上摆轮5的下端开有槽口，所述槽口内安装摆动轴 6，所述摆动轴6 —端伸入电机安装板2的限位孔内，所述下摆轮7的上部可转动地套装在所述摆动轴6上，所述下摆轮7的下部开有供阀芯穿过的安装孔，所述下摆轮7的下端切有通槽，所述下摆轮7的下端两半部分固定连接，所述左保持架20和右保持架9固定安装在所述电机安装板2上，所述左保持架20和右保持架9中部切有凹槽，所述第一轭铁23、第一永磁体22和第二轭铁21以第一永磁体22的磁力吸合，三者整体以过盈配合安装在左保持架20的凹槽内，所述第三轭铁11、第二永磁体12和第四轭铁13以第二永磁体12的磁力吸合，三者整体以过盈配合安装在右保持架9的凹槽内，所述第三永磁体16和第四永磁体14 分别安装在下摆轮7下端左右两侧的凹槽内，以磁力定位。本实施例中，2D数字伺服阀包括多极交流伺服电机1、永磁零位保持机构、伺服螺旋机构、阀体35、后盖板36、右塞环41、同心环40、堵头32、电机安装板2、螺钉3、39、38、37、 8、18、30、24、19、10、15 和 0 型密封圈 43、42、25、26、27、28、29、33 等组成。所述多极交流伺服电机1作为驱动数字阀的电-机械转换器，位于阀体35上端， 通过螺钉3、39、38等与电机安装板2相连接。如图1、图5 图9所示，永磁零位保持机构包括上摆轮5、下摆轮7、摆动轴6、左保持架20、右保持架9、第一、二、三、四轭铁23、21、11、13和第一、二、三、四永磁体22、12、 16、14 ；上摆轮5上端切有通槽，其和螺钉4配合的孔一边为光孔，一边则为螺纹孔，如此可方便的调节上摆轮5与电机1转子轴之间的相对位置，有利于2D数字伺服阀的人工机械调零；摆动轴6被固压于上摆轮下部的两个小孔中，一端与摆轮端面平齐，另一端则留出一定长度与电机安装板2上的限位孔一起构成伺服阀的限位机构；下摆轮7下端同样切有通槽， 和螺钉17配合的孔一边为光孔，一边则为螺纹孔，以方便调节下摆轮7和阀芯31之间的相对位置，有利于2D数字伺服阀的人工机械调零；上摆轮5与下摆轮7通过摆动轴6相啮合构成近似定传动比的力矩放大机构，与传统的齿轮传动机构相比，其结构简单，转动惯量小，在降低了对多极交流伺服电机1的输出力矩要求的同时还可以提升2D数字伺服阀的动态性能；为防止电机旋转角位移过大时上摆轮5和下摆轮7脱离啮合，在电机安装板2上开有圆形的限位孔，与摆动轴6 —起构成伺服阀的限位机构；下摆轮7下端与阀芯31相连，通过螺钉17固定；左保持架20和右保持架9采用非导磁材料制成，其中部开有槽口 ；下摆轮 7为磁导率较高的软本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种２Ｄ数字伺服阀的永磁零位保持机构，包括与电机轴连接的上摆轮、摆动轴和与阀芯连接的下摆轮，所述上摆轮中部开有供电机轴穿过的安装孔，所述上摆轮的上端切有通槽，所述上摆轮的上端两半部分固定连接，所述上摆轮的下端开有槽口，所述槽口内安装摆动轴，所述摆动轴一端伸入电机安装板的限位孔内，所述下摆轮的上部可转动地套装在所述摆动轴上，所述下摆轮的下部开有供阀芯穿过的安装孔，所述下摆轮的下端切有通槽，所述下摆轮的下端两半部分固定连接，其特征在于：所述永磁零位保持机构还包括左保持架和右保持架，所述左保持架和右保持架安装在电机安装板上，所述左保持架和右保持架位于下摆轮下端左右两侧，所述左保持架的凹槽内安装第一永磁体，所述右保持架的凹槽内安装第二永磁体，所述下摆轮下端左右两侧的凹槽内分别安装第三永磁体和第四永磁体，所述第一永磁体与所述第三永磁体相对布置，所述第二永磁体和第四永磁体相对布置。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孟彬，阮健，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：86
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