一种冗余式高频大流量伺服阀制造技术

本实用新型专利技术涉及一种冗余式高频大流量伺服阀。其技术方案是：该伺服阀由冗余式流量阀的两端分别与冗余式磁控马达的左半部分和右半部分连接组成。在左壳体[3]内从左到右依次同中心地装有第一电磁转换器[2]和位移传感器[44]；阀芯[5]活动地装入固定在阀体[8]内的阀套[11]中；在右壳体[17]内从左到右依次同中心地装有角位移传感器[37]、第二电磁转换器[19]、左滑动轴承[35]、齿轮轴[28]和右滑动轴承[29]，齿轮轴[28]的一侧装有与齿轮轴[28]啮合的齿条[31]；冗余式流量阀的阀芯[5]的一端与第一磁控记忆合金[45]的端面相接触，另一端与第二磁控记忆合金[36]固定连接。本实用新型专利技术具有频率响应高、可靠性高、流量大、体积小、泄漏量小、结构紧凑和精度高的特点。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于伺服阀
，尤其涉及一种冗余式高频大流量伺服阀。
技术介绍
高频电液伺服系统的发展趋势是向着1000Hz以上响应频率发展，以适应新产品开发过程中的振动环境试验、材料疲劳试验等方面的需求。电液伺服系统工作频率的高低主要取决于伺服阀响应频率的高低。目前，先进的高频伺服阀多采用喷嘴-挡板式和射流管式两种结构。喷嘴-挡板式的特点是结构简单、体积小、运动惯量小，所需要的驱动力小，无摩擦，灵敏度高；但其中位泄漏量大，输出流量小；固定节流孔的孔径和喷嘴挡板之间的间隙小，易堵塞，抗污染能力差；适用于小信号工作，常用作两级伺服阀的前置放大级。射流管式的射流管孔径及射流管喷嘴与接收器之间的间隙交喷嘴挡板式大，抗污让和抗堵塞的能力有所增强；射流喷嘴有失效对中功能，放大器效率高；但是结构复杂，加工调试难、运动件惯量大，射流管的引压管刚度差，易振动，性能较难把握，常用作两级伺服阀的前置放大级。目前，伺服阀主要采用的有传统式的步进电机、动圈式力马达、动铁式力马达、永磁力矩马达以及比例电磁铁。但是传统式电-机转换器工作频率和输出力远不能满足高频伺服阀的要求。与传统电-机转换器相比，采用新型材料的电-机械转换器，普遍具有高频响、高精度和结构紧凑的优点。虽然目前还各自存在一些关键技术需要解决，但新型功能材料的应用和发展，给电-机转换器的发展提供了新方法，从而给电液伺服阀的技术发展发展提供了新的途径。磁控记忆合金是一种新型材料，兼有超磁致伸缩材料响应快、记忆合金形变大和输出力大等特点，但是，磁控记忆合金具有变形恢复困难的特点，目前常用的解决方法有两种一是通过沿元件变形伸长方向施加磁场来实现，但所需磁场的励磁功率过大。二是沿变形方向放置复位弹簧，该方法虽然易于实现，但会使磁控记忆合金元件输出力降低，定位误差较大，且动态响应速度减缓。以上两种方法很难满足实际的要求。目前，已公开有2D高频数字换向阀技术(徐梓斌，李胜，阮健.2D高频数字换向阀 .液压与气动，2008(9) :79-81)，该数字换向阀在阀芯上开有沟槽，通过两个伺服电机驱动阀芯，分别使阀芯轴向运动和旋转运动，使沟槽和阀套上窗口构成的面积发生周期性变化，能够有效提高换向频率，从而提高激振系统的激振频率。但是该阀的节流面积由沟槽和阀套上窗口构成，主要通过旋转运动改变输入输出方向，在工作过程中输出波形有限，而且在单一方向上的流量不能够连续，使得应用范围受到限制。
技术实现思路
本技术旨在克服上述技术缺陷，目的是提供一种频率响应高、可靠性高、流量大、体积小、泄漏量小、结构紧凑和精度高的冗余式高频大流量伺服阀。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案是该冗余式高频大流量伺服阀由冗余式流量阀的两端分别与冗余式磁控马达的左半部分和冗余式磁控马达的右半部分连接组成。冗余式磁控马达的左半部分结构是在左壳体内从左到右依次同中心地装有第一电磁转换器和位移传感器，第一电磁转换器固定安装在左壳体的内壁，第一磁控记忆合金穿过第一电磁转换器的中心孔，左调零螺钉通过左壳体与第一磁控记忆合金的左端面相接触；位移传感器通过第一支架固定安装在左壳体的内壁，冗余式流量阀的阀芯的左端穿过位移传感器与第一磁控记忆合金的右端面相接触。冗余式磁控马达的右半部分结构是在右壳体内从左到右依次同中心地装有角位移传感器、第二电磁转换器、左滑动轴承、齿轮轴和右滑动轴承，齿轮轴的一侧装有与齿轮轴啮合的齿条。第二电磁转换器固定安装在右壳体的内壁，第二磁控记忆合金穿过第二电磁转换器的中心孔，第二磁控记忆合金右端与齿轮轴左端同中心地固定连接；角位移传感器通过第二支架固定安装在右壳体的内壁，冗余式流量阀的阀芯右端穿过角位移传感器与第二磁控记忆合金左端固定连接；齿轮轴的左端活动装入左滑动轴承内，左滑动轴承通过第三支架固定安装在右壳体的内壁，齿轮轴右端活动装入右滑动轴承内，右滑动轴承通过第四支架固定安装在右壳体的内壁，右壳体的右端固定装有端盖，右调零螺钉通过端盖与齿轮轴的右端面相接触。齿条和齿轮轴的齿轮相互啮合，齿条的上端活动地装入上固定件的中心孔内，上固定件固定安装在第三电磁转换器的下端，第三电磁转换器固定安装在右壳体内的上方； 齿条的下端活动地装入下固定件的中心孔，下固定件固定安装在第四电磁转换器上端，第四电磁转换器固定安装在右壳体内的下方。第三磁控记忆合金穿过第三电磁转换器的中心孔，第三磁控记忆合金的下端面与齿条的上端面同中心地相接触，上调零螺钉通过右壳体的上壳体与第三磁控记忆合金的上端面相接触；第四磁控记忆合金穿过第四电磁转换器的中心孔，第四磁控记忆合金的上端面与齿条的下端面同中心地相接触，下调零螺钉通过右壳体的下壳体与第四磁控记忆合金的上端面相接触。第一电磁转换器的线圈、第二电磁转换器的线圈、第三电磁转换器的线圈、第四电磁转换器的线圈、位移传感器和角位移传感器分别外接控制器。冗余式流量阀的结构是阀体内固定装有阀套，阀体的左端装有左端盖，阀体的右端装有右端盖，阀芯的两端分别穿过左端盖和右端盖同中心地活动装入阀套内。在阀体上均勻地设有左环形槽、中间环形槽和右环形槽，阀套上均勻地设有4 8 条素线，阀套上的每条素线分别设有左窗口、中间窗口和右窗口，每个左窗口、中间窗口和右窗口分别与左环形槽、中间环形槽和右环形槽相对应；阀芯的轴上设有左台肩、中台肩和右台肩，左台肩、中台肩和右台肩分别与阀套的内壁为动配合；左台肩的右侧面和左窗口的右侧面位于一个平面上，中台肩的左侧面和中间窗口的左侧面位于一个平面上，中台肩的右侧面和中间窗口的右侧面位于一个平面上，右台肩的左侧面和右窗口的左侧面位于一个平面上；左台肩圆柱面的右侧边缘处均勻地分布有4 8个左台肩方形槽，中台肩圆柱面的左侧边缘处均勻地分布有4 8个中台肩左方形槽，中台肩圆柱面的右侧边缘处均勻地分布有4 8个中台肩右方形槽，右台肩圆柱面的左侧边缘处均勻地分布有4 8个右台肩方形槽。在阀芯的安装位置处，每个左台肩方形槽的右侧面和对应的左窗口的左侧面共一条直线，每个右台肩方形槽的左侧面和对应的右窗口的右侧面共一条直线，每个中台肩左方形槽的安装位置同对应的右台肩方形槽，每个中台肩右方形槽的安装位置同对应的左台肩方形槽。所述的第一电磁转换器和第二电磁转换器的结构相同，第三电磁转换器和第四电磁转换器的结构相同，均由永磁体、铁芯和线圈组成，铁芯左边孔的左侧设有永磁体，铁芯右边孔的右侧绕有线圈，铁芯的中心设有中心孔；第一电磁转换器和第二电磁转换器的中心孔与第一磁控记忆合金和第二磁控记忆合金为动配合，第三电磁转换器和第四电磁转换器的中心孔与第三磁控记忆合金和第四磁控记忆合金为动配合。所述的第一磁控记忆合金和第二磁控记忆合金为相同尺寸的圆柱形；第三磁控记忆合金和第四磁控记忆合金为相同尺寸的圆柱形。所述的左窗口、中间窗口和右窗口的窗口均为方形，左窗口和右窗口的边长相等， 左窗口的边长为中间窗口的边长0.6 1.0倍。所述的中间环形槽的宽为左环形槽的宽的1. 0 1. 6倍，左环形槽和右环形槽的宽相等，左环形槽的宽为阀体内径的0. 6 0. 8倍。所述的左台肩、中台肩和右台肩的直径相等，左台肩与右台肩的宽相等，右台肩的宽为右台肩直径的0. 6 0. 8倍，中台肩的宽为中台肩直径的0. 6 0本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种冗余式高频大流量伺服阀，其特征在于该冗余式高频大流量伺服阀由冗余式流量阀的两端分别与冗余式磁控马达的左半部分和冗余式磁控马达的右半部分连接组成；冗余式磁控马达的左半部分结构是：在左壳体［３］内从左到右依次同中心地装有第一电磁转换器［２］和位移传感器［４４］，第一电磁转换器［２］固定安装在左壳体［３］的内壁，第一磁控记忆合金［４５］穿过第一电磁转换器［２］的中心孔，左调零螺钉［１］通过左壳体［３］与第一磁控记忆合金［４５］的左端面相接触；位移传感器［４４］通过第一支架［４］固定安装在左壳体［３］的内壁，冗余式流量阀的阀芯［５］的左端穿过位移传感器［４４］与第一磁控记忆合金［４５］的右端面相接触；冗余式磁控马达的右半部分结构是：在右壳体［１７］内从左到右依次同中心地装有角位移传感器［３７］、第二电磁转换器［１９］、左滑动轴承［３５］、齿轮轴［２８］和右滑动轴承［２９］，齿轮轴［２８］的一侧装有与齿轮轴［２８］啮合的齿条［３１］；第二电磁转换器［１９］固定安装在右壳体［１７］的内壁，第二磁控记忆合金［３６］穿过第二电磁转换器［１９］的中心孔，第二磁控记忆合金［３６］右端与齿轮轴［２８］左端同中心地固定连接；角位移传感器［３７］通过第二支架［１８］固定安装在右壳体［１７］的内壁，冗余式流量阀的阀芯［５］右端穿过角位移传感器［３７］与第二磁控记忆合金［３６］左端固定连接；齿轮轴［２８］的左端活动装入左滑动轴承［３５］内，左滑动轴承［３５］通过第三支架［２０］固定安装在右壳体［１７］的内壁，齿轮轴［２８］右端活动装入右滑动轴承［２９］内，右滑动轴承［２９］通过第四支架［２５］固定安装在右壳体［１７］的内壁，右壳体［１７］的右端固定装有端盖［２４］，右调零螺钉［２７］通过端盖［２４］与齿轮轴［２８］的右端面相接触；齿条［３１］和齿轮轴［２８］的齿轮相互啮合，齿条［３１］的上端活动地装入上固定件［２６］的中心孔内，上固定件［２６］固定安装在第三电磁转换器［２１］的下端，第三电磁转换器［２１］固定安装在右壳体［１７］内的上方；齿条［３１］的下端活动地装入下固定件［３０］的中心孔，下固定件［３０］固定安装在第四电磁转换器［３４］上端，第四电磁转换器［３４］固定安装在右壳体［１７］内的下方；第三磁控记忆合金［２３］穿过第三电磁转换器［２１］的中心孔，第三磁控记忆合金［２３］的下端面与齿条［３１］的上端面同中心地相接触，上调零螺钉［２２］通过右壳体［１７］的上壳体与第三磁控记忆合金［２３］的上端面相接触；第四磁控记忆合金［３２］穿过第四电磁转换器［３４］的中心孔，第四磁控记忆合金［３２］的上端面与齿条［３１］的下端面同中心地相接触，下调零螺钉［３３］通过右壳体［１７］的下壳体与第四磁控记忆合金［３２］的上端面相接触；第一电磁转换器［２］的线圈、第二电磁转换器［１９］的线圈、第三电磁转换器［２１］的线圈、第　四电磁转换器［３４］的线圈、位移传感器［４４］和角位移传感器［３７］分别外接控制器；冗余式流量阀的结构是：阀体［８］内固定装有阀套［１１］，阀体［８］的左端装有左端盖［４３］，阀体［８］的右端装有右端盖［１６］，阀芯［５］的两端分别穿过左端盖［４３］和右端盖［１６］同中心地活动装入阀套［１１］内；在阀体［８］上均匀地设有左环形槽［７］、中间环形槽［１０］和右环形槽［１４］，阀套［１１］上均匀地设有４～８条素线，阀套［１１］上的每条素线分别设有左窗口［４２］、中间窗口［４０］和右窗口［１３］，每个左窗口［４２］、中间窗口［４０］和右窗口［１３］分别与左环形槽［７］、中间环形槽［１０］和右环形槽［１４］相对应；阀芯［５］的轴上设有左台肩［６］、中台肩［３８］和右台肩［１５］，左台肩［６］、中台肩［３８］和右台肩［１５］分别与阀套［１１］的内壁为动配合；左台肩［６］的右侧面和左窗口［４２］的右侧面位于一个平面上，中台肩［３８］的左侧面和中间窗口［４０］的左侧面位于一个平面上，中台肩［３８］的右侧面和中间窗口［４０］的右侧面位于一个平面上，右台肩［１５］的左侧面和右窗口［１３］的左侧面位于一个平面上；左台肩［６］圆柱面的右侧边缘处均匀地分布有４～８个左台肩方形槽［４１］，中台肩［３８］圆柱面的左侧边缘处均匀地分布有４～８个中台肩左方形槽［９］，中台肩［３８］圆柱面的右侧边缘处均匀地分布有４～８个中台肩右方形槽［３９］，右台肩［１５］圆柱面的左侧边缘处均匀地分布有４～８个右台肩方形槽［１２］；在阀芯［５］的安装位置处，每个左台肩方形槽［４１］的右侧面和对应的左窗口［４２］的左侧面共一条直线，每个右台肩方形槽［１２］的左侧面和对应的右窗口［１３］的右侧面共一条直线，每个中台肩左方形槽［９］的安装位置同对应的右台肩方形槽［１２］，每个中台肩右方形槽［３９...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈奎生，涂福泉，曾良才，傅连东，欧阳惠，陈新元，许仁波，赵振飞，蒋俊，任印美，周雯娟，刘春雨，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：实用新型
国别省市：83