CN204371813U - 改进型伺服控制阀 - Google Patents

Abstract

改进型伺服控制阀，包括阀体，其中，阀体上设置阀套和阀芯，且阀芯与阀套呈错位安装布置；阀座内孔套装于阀芯上，其下部外圆安装于阀套安装孔内；拉杆套装于阀芯外圆上，限位销过渡安装于阀芯上设置的定位销孔内，其一端沉于阀芯内，另一端凸出于阀芯外圆且插入阀座上设置的限位槽中；调整螺钉与阀体旋合，反馈杆中部套装于调整螺钉，而其左端球头与阀套上设置的径向孔配合，右端球头安装于伺服缸的反馈槽内；复位弹簧座安装于阀体内，此外，阀体内油路分为进油、控油和回油三个部分，且进油、控油和回油互为连通。本实用新型通过操纵阀芯沿不同方向旋转，以实现伺服缸沿不同方向运行，斜盘对应的倾斜角度，从而实现双向泵油，且改变泵的输出排量。

Description

改进型伺服控制阀

技术领域

本实用新型涉及伺服变量机构技术领域，尤其涉及一种改进型伺服控制阀。

背景技术

伺服控制阀作为伺服系统的核心控制元件，其他部件全部集成于阀体上，阀体的性能直接影响整个控制系统的精度和稳定性，通过将阀体安装于泵体上，通过控制压力油进而控制液压泵排量。阀芯与阀套套装于阀体内，控制油路的接通，从而通过控制压力油经伺服控制阀后输送至变量油缸控制油缸的运行及定点停止，起到控制液压泵排量的作用。目前使用的阀芯上未设置定位装置，导致阀芯在旋转过程中其角度不受控制，导致部分变量元器件的损坏，进而影响泵的排量，造成整泵失控，且拉杆安装在阀芯外圆上，在外部操纵装置作用下拉动拉杆带动阀芯旋转时，易引起拉杆与阀芯的相对滑动，间接影响油缸的定点停止位置，复位后伺服系统不能准确处于零位状态；同时阀套与阀芯设置的控制端不合理，导致液压系统不能通过操纵阀芯实现伺服缸沿不同方向运行，进而带动液压泵斜盘做不同方向倾斜，实现双向泵油，且泵输出排量不能实时改变。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题在于提供一种改进型伺服控制阀，以解决上述背景技术中的缺点。

本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

改进型伺服控制阀，包括阀体，其中，阀体上设置有用于安装阀套的阀套安装孔和用于安装阀芯的阀芯安装底孔，且阀芯穿过阀套下部安装于阀芯安装底孔内，呈错位安装布置；为防止密封产生气压，在阀芯安装底孔侧部开设有平衡压力通道，以平衡型腔的内外压力；阀座内孔套装于阀芯上，其下部外圆安装于阀套安装孔内，在装入阀套安装孔时密封压力通过平衡压力通道卸载；拉杆套装于阀芯外圆上，限位销过渡安装于阀芯上设置的定位销孔内，其一端沉于阀芯内，另一端凸出于阀芯外圆且插入阀座上设置的限位槽中，当阀芯旋转时，带着限位销在阀座的限位槽内移动，当移动到限位槽边缘时，限位销受到限制，从而限制阀芯的旋转角度；调整螺钉通过外部设置的调整螺钉外螺纹与阀体上设置的调整螺钉安装内螺纹旋合，反馈杆中部套装于调整螺钉的偏心调整圆上，而其左端球头与阀套上设置的径向孔配合，右端球头安装于伺服缸的反馈槽内，通过旋转调整螺钉，带动偏心调整圆做摆动，从而调整反馈杆的相对位置，让伺服系统处于零位状态；复位弹簧座安装于阀体内，并在复位弹簧座上安装有用于密封堵塞的螺塞；此外，阀体内油路分为进油、控油和回油三个部分，进油部分设置有第一进油通道、第二进油通道、第三进油通道及第四进油通道，控油部分设置有第一左侧控油道、第二左侧控油道、第一右侧控油通道及第二右侧控油通道，回油部分设置有回油通道，且进油通道、控制油道与回油通道互为连通；并在阀芯回转中心线左右对称开有左侧V型槽和右侧V型槽。

在本实用新型中，拉杆通过紧固螺钉锁紧于阀芯外圆上，锁紧力可有效保证外部操纵装置在拉动拉杆时带动阀芯旋转，而不引起拉杆与阀芯的相对滑动。

在本实用新型中，调整螺钉上设置有上部定位外圆与底部定位外圆，且上部定位外圆与阀体上设置的调整螺钉上部定位孔配合，底部定位外圆与阀体上设置的调整螺钉下部定位孔配合。

在本实用新型中，调整螺钉上安装有紧固密封螺母，通过旋合紧固密封螺母以紧固密封。

在本实用新型中，紧固密封螺母与阀体上设置的沉孔密封圈槽紧固贴合。

在本实用新型中，螺塞与复位弹簧座之间设置有预压复位弹簧。

在本实用新型中，复位弹簧座的前端插入阀芯上设置的复位座缺口内。

在本实用新型中，阀芯的可旋转角度为3°～35°。

在本实用新型中，阀套上关于阀套回转中心左右对称设置有左通油道与右通油道，用于压力油的输入与卸荷。

在本实用新型中，阀芯和阀套组成的控制进油通道设置有输入端与输出端，外部压力油经输入端流入伺服变量缸，经输出端回油卸荷。

改进型伺服控制阀控制方法，具体步骤如下：

压力油经进油部分输送至阀芯和阀套组成的控制进油通道输入端处，控油部分一路经右通油道、第二左侧控油道和第一右侧控油通道输送至伺服变量缸左侧，另一路经左通油道、第二右侧控油道和第一左侧控油通道输送至伺服变量缸右侧，且当控油部分一路输入压力油时，另一路则为回油，并最终经输出端和回油通道回油卸荷；当伺服阀无外部操纵时阀芯在复位弹簧座作用下与阀套处于相对常闭状态；当拉杆沿逆时针旋转时，阀芯与阀套呈错开位置，接通油路，压力油走左路通道，推动伺服缸右行，此时伺服缸右侧的油经右路返回并由输出端和回油通道卸荷排出，同时伺服缸带动带动反馈杆围绕调整螺钉旋转，反馈杆拨动阀套围绕阀芯做逆时针旋转，促使接通的油路趋向于关闭，伺服缸停留在当前位置，整个液压系统处于动态平衡状态；同样，当拉杆沿顺时针旋转时，阀芯与阀套呈错开位置，接通油路，压力油走右路通道，推动伺服缸左行，此时伺服缸左侧的油经左路返回并由输出端和回油通道卸荷排出，同时伺服缸带动带动反馈杆围绕调整螺钉旋转，反馈杆拨动阀套围绕阀芯做顺时针旋转，促使接通的油路趋向于关闭，伺服缸停留在当前位置，整个液压系统处于动态平衡状态；通过操纵阀芯沿不同方向旋转，以实现伺服缸沿不同方向运行，进而带动液压泵斜盘做不同方向倾斜，从而实现双向泵油，且随着阀芯旋转的角度不同，伺服缸的运行停止位置也不同，斜盘对应的倾斜角度也随之变化，从而实现泵输出排量的改变。

阀芯为无级调控，以实现泵排量的无级变化输出，阀芯可旋转角度为3°～35°，实际通油推动伺服缸运行角度为3°～35°，液压系统处于动态平衡状态的运动方式如下：

当阀芯无外部操纵时，左侧V型槽与右侧V型槽的顶部之间的距离大于阀套上设置的输入端通道的直径尺寸，故油路被隔断，处于常闭状态，输入端压力油经系统溢流阀卸荷；阀套上设置的输出端通道直径尺寸大于输入端通道直径尺寸，且左侧V型槽与右侧V型槽的顶部之间的距离小于阀套上设置的输出端通道的直径尺寸，即右通油道通过右侧V型槽、左通油道通过左侧V型槽与输出端均处于常开状态，当阀芯从复位状态开始顺时针旋转，且旋转角度小于3°时，左侧V型槽与输入端从关闭状态到逐步打开，而此时的左侧V型槽与输出端的开度将逐渐减小，右侧V型槽与输入端依旧呈关闭状态，右侧V型槽与输出端的开度将逐渐增大，在左侧V型槽与输入端开度小于左侧V型槽与输出端的开度时，输入端流经到左通油道的油直接经输出端卸荷，此时不足以在左通油道建立压力，伺服缸在预紧弹簧力的作用下处于零位状态，斜盘无倾斜，泵的排量为零；当阀芯逐步旋转，促使左侧V型槽与输入端的开度大于左侧V型槽与输出端的开度时，此时在左通油道建立压力，且在左通油道所建立的液压力作用在伺服缸上的作用力大于预紧弹簧力时，伺服缸将被推动运行，而此建压时阀芯临界旋转角度为3°，左侧V型槽即与输入端接通也与输出端接通，输入端泵入的压力油部分用于弥补伺服缸系统泄漏，部分经输出端卸荷；当阀芯旋转过β°(3°<β<35°)时，此时瞬间左侧V型槽仅与左通油道接通，左通油道迅速建压，伺服缸被推动，与此同时伺服缸带动反馈杆拨动阀套做顺时针旋转，逐步促使左侧V型槽与输入端的开度减小，同时促使左侧V型槽与输出端的开度逐渐增大，当左侧V型槽与输入端开度所能通过的压力油刚好弥补系统泄漏及输出端卸荷时，伺服缸停止运行，伺服反馈系统此时处于液压动态平衡状态；通过控制压力油经伺服控制阀后输送至变量油缸控制油缸的定点停止位置，以实现控制液压泵排量。

有益效果：本实用新型中阀芯穿过阀套下部安装于阀芯安装底孔内，呈错位安装布置，拉杆通过紧固螺钉锁紧于阀芯外圆上，通过旋转拉杆，接通油路，操纵阀芯沿不同方向旋转，以实现伺服缸沿不同方向运行，进而带动液压泵斜盘做不同方向倾斜，从而实现双向泵油，且随着阀芯旋转的角度不同，伺服缸的运行停止位置也不同，斜盘对应的倾斜角度也跟着变化，从而实现泵的输出排量的改变，以实现控制压力油经伺服控制阀后输送至变量油缸控制油缸的定点停止位置，进而控制泵排量，控制精度高；而阀芯上设置有定位销孔内，限位销一端沉于阀芯内，另一端凸出于阀芯外圆且插入阀座上设置的限位槽中，从而限制阀芯的旋转角度，控制泵的极限排量。

附图说明

图1为本实用新型的较佳实施例的装配主视图。

图2为本实用新型的较佳实施例的装配俯视图。

图3为本实用新型的较佳实施例的装配右视图。

图4为本实用新型的较佳实施例中的阀体主剖视图。

图5为图4中的阀套安装孔与阀芯安装底孔剖视图。

图6为本实用新型的较佳实施例中的调整螺钉主视图。

图7为本实用新型的较佳实施例中的阀芯主视图。

图8为本实用新型的较佳实施例的原理示意图。

图9～图12为本实用新型的较佳实施例中的伺服反馈系统处于液压动态平衡时序状态图。

图13为本实用新型的较佳实施例中的阀芯旋转角度与泵排量关系示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

参见图1～图7的改进型伺服控制阀，包括拉杆1、阀座2、O型密封圈一3、限位销4、O型密封圈二5、紧固螺钉一6、紧固密封螺母7、调整螺钉8、节流垫片9、O型密封圈三10、反馈杆11、O型密封圈四12、O型密封圈五13、O型密封圈六14、O型密封圈七15、阀体16、阀芯17、密封螺堵18、阀套19、螺塞20、复位弹簧座21、复位弹簧22、O型密封圈八23、紧固螺钉二24；而调整螺钉8包括调整螺钉外螺纹8-1、上部定位外圆8-2、偏心调整圆8-3、底部定位外圆8-4；阀体16包括紧固螺钉孔16-1、第一左侧控油通道16-2、第一右侧控油通道16-3、回油通道16-4、平衡压力通道16-5、第一进油通道16-6、反馈杆摆动缺口16-8、阀套安装孔16-9、第二进油通道16-10、第三进油通道16-11、阀芯安装底孔16-12、第四进油通道16-13、调整螺钉下部定位孔16-14、调整螺钉上部定位孔16-15、调整螺钉安装内螺纹16-16、沉孔密封圈槽16-17、第二左侧控油道16-18、第二右侧控油道16-19；阀芯17包括定位销孔17-1、左侧V型槽17-2、阀芯外圆17-3、右侧V型槽17-4、复位座缺口17-5、输入端P、输出端T、右通油道A及左通油道B。

在本实施例中，所有安装于阀体上的O型圈均用于防泄漏密封用，阀套19安装于阀体16上设置的阀套安装孔16-9内，阀芯17穿过阀套19下部安装于阀体16上设置的阀芯安装底孔16-12内，阀座2内孔套装于阀芯17上，且下部外圆安装于阀套安装孔16-9内，在装入阀套安装孔16-9时密封压力通过平衡压力通道16-5卸载，所有配合均为间隙配合，且阀座2通过紧固螺钉二24紧固安装于阀体16上；拉杆1套装于阀芯外圆17-3上，并通过紧固螺钉一6锁紧，锁紧力可有效保证外部操纵装置在拉动拉杆1时带动阀芯17旋转，而不引起拉杆1与阀芯17的相对滑动，限位销4过渡安装于阀芯17上设置的定位销孔17-1内，一端沉于阀芯17内，另一端凸出于阀芯17外圆且插入阀座2的限位槽中，当阀芯17旋转时，带着限位销4在阀座2的限位槽内移动，当移动到限位槽边缘时，限位销4受到限制，从而限制阀芯17的旋转角度；

调整螺钉8通过外部设置的调整螺钉外螺纹8-1与阀体16上设置的调整螺钉安装内螺纹16-16旋合，且上部定位外圆8-2与调整螺钉上部定位孔16-15配合，底部定位外圆8-4与调整螺钉下部定位孔16-14配合，并通过旋合在调整螺钉8上的紧固密封螺母7紧固密封，此时紧固密封螺母7与沉孔密封圈槽16-17紧固贴合，反馈杆11中部套装于偏心调整圆8-3上，左端球头与阀套19上设置的径向孔配合，反馈杆11上的右端球头安装于伺服缸的反馈槽内，通过旋转调整螺钉8，带动偏心调整圆8-3做摆动，从而调整反馈杆11的相对位置，让伺服系统处于零位状态；复位弹簧座21安装于阀体16内，并通过螺塞20密封堵塞，且在螺塞20和复位弹簧座21之间设置有预压复位弹簧22，复位弹簧座21的前端插入阀芯17的复位座缺口17-5内；密封螺堵18用于堵塞工艺流道孔。

参见图8所示，油路分为进油、控油和回油三个部分，进油部分经第四进油通道16-13、第一进油通道16-6、第三进油通道16-11和第二进油通道16-10阀套的输入端P处，控油部分一路经右通油道A、第二左侧控油道16-18和第一右侧控油通道16-3输送至伺服变量缸左侧，另一路经左通油道B、第二右侧控油道16-19和第一左侧控油通道16-2输送至伺服变量缸右侧，且当控油部分一路输入压力油时，另一路则反其道成为回油部分，并最终经输出端T和回油通道16-4回油卸荷；当伺服阀无外部操纵时阀芯17在复位弹簧座21作用下与阀套19处于相对常闭状态，如图2所示，当拉杆1沿逆时针旋转时，阀芯17与阀套19错开位置，接通油路，压力油走左路通道，推动伺服缸右行，此时伺服缸右侧的油经右路返回并由输出端T和回油通道16-4卸荷排出，同时伺服缸带动带动反馈杆11围绕调整螺钉8旋转，此时反馈杆11将拨动阀套19围绕阀芯17做逆时针旋转，促使接通的油路趋向于关闭，让伺服缸停留在当前位置，整个液压系统处于动态平衡状态；同样，当拉杆1沿顺时针旋转时，阀芯17与阀套19错开位置，接通油路，压力油走右路通道，推动伺服缸左行，此时伺服缸左侧的油经左路返回并由输出端T和回油通道16-4卸荷排出，同时伺服缸带动带动反馈杆11围绕调整螺钉8旋转，此时反馈杆11将拨动阀套19围绕阀芯17做顺时针旋转，促使接通的油路趋向于关闭，让伺服缸停留在当前位置，整个液压系统处于动态平衡状态；通过操纵阀芯17朝不同的方向旋转，实现伺服缸朝向不同的方向运行，进而带动液压泵斜盘做不同的方向倾斜，从而实现双向泵油，且随着阀芯17旋转的角度不同，伺服缸的运行停止位置也不同，斜盘对应的倾斜角度也跟着变化，从而实现泵的输出排量的改变。

阀芯17为无级调控，故实现泵排量的无级变化输出，阀芯17的旋转角度与泵排量的关系如图13所示，阀芯17的可旋转角度范围为3°～35°，实际通油推动伺服缸运行角度范围为3°～35°，顺时针和逆时针的极限位置如图2中a、b位置所示，液压系统处于动态平衡状态时序，如图9所示，当阀芯17无外部操纵时，由于左侧V型槽17-2和右侧V型槽17-4的顶部之间的距离大于阀套19上设置的输入端P通道的直径尺寸，故而油路被隔断，处于常闭状态，输入端P压力油经系统溢流阀卸荷；阀套19上输出端T设置的通道直径尺寸大于输入端P的通道直径尺寸，且左侧V型槽17-2和右侧V型槽17-4的顶部之间的距离小于阀套19上设置的输出端T通道的直径尺寸，即右通油道A通过右侧V型槽17-4、左通油道B通过左侧V型槽17-2分别与输出端T均处于常开状态，如图10所示，以17的顺时针旋转为例，当阀芯17从复位状态开始顺时针旋转，且旋转角度小于3°时，左侧V型槽17-2与输入端P从关闭状态到逐步打开，而此时的左侧V型槽17-2与输出端T的开度将逐渐减小，而此时的右侧V型槽17-4与输入端P依旧呈关闭状态，右侧V型槽17-4与输出端T的开度将逐渐增大，因左侧V型槽17-2与输入端P开度小于左侧V型槽17-2与输出端T的开度，故输入端P流经到左通油道B的油直接经输出端T卸荷，此时不足以在左通油道B建立压力，伺服缸在预紧弹簧力的作用下处于零位状态，斜盘无倾斜，泵的排量为零，当阀芯17逐步旋转，促使左侧V型槽17-2与输入端P的开度大于左侧V型槽17-2与输出端T的开度时，此时在左通油道B建立压力，且在左通油道B所建立的液压力作用在伺服缸上的作用力大于预紧弹簧力时，伺服缸将被推动运行，而此建压时阀芯17临界旋转角度为3°，此时左侧V型槽17-2即与输入端P接通也与输出端T接通，输入端P泵入的压力油部分用于弥补伺服缸系统泄漏，部分经输出端T卸荷；如图11所示，当阀芯17旋转过β°(该角度大于3°且小于35°)时，此时瞬间左侧V型槽17-2仅与左通油道B接通，左通油道B迅速建压，伺服缸被推动，与此同时伺服缸带动反馈杆拨动阀套19做顺时针旋转，逐步促使左侧V型槽17-2与输入端P的开度减小，同时促使左侧V型槽17-2与输出端T的开度逐渐增大，当左侧V型槽17-2与输入端P开度所能通过的压力油刚好弥补系统泄漏及输出端T卸荷时，伺服缸停止运行，如图12所示，伺服反馈系统此时处于液压动态平衡状态。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.改进型伺服控制阀，包括阀体，其特征在于，阀体上设置有用于安装阀套的阀套安装孔和用于安装阀芯的阀芯安装底孔，且阀芯穿过阀套下部安装于阀芯安装底孔内，呈错位安装布置；并在阀芯安装底孔侧部开设有平衡压力通道，阀座内孔套装于阀芯上，其下部外圆安装于阀套安装孔内；拉杆套装于阀芯外圆上，限位销过渡安装于阀芯上设置的定位销孔内，其一端沉于阀芯内，另一端凸出于阀芯外圆且插入阀座上设置的限位槽中；调整螺钉通过外部设置的调整螺钉外螺纹与阀体上设置的调整螺钉安装内螺纹旋合，反馈杆中部套装于调整螺钉的偏心调整圆上，而其左端球头与阀套上设置的径向孔配合，右端球头安装于伺服缸的反馈槽内；复位弹簧座安装于阀体内，并在复位弹簧座上安装有用于密封堵塞的螺塞；此外，阀体内油路分为进油、控油和回油三个部分，进油部分设置有第一进油通道、第二进油通道、第三进油通道及第四进油通道，控油部分设置有第一左侧控油道、第二左侧控油道、第一右侧控油通道及第二右侧控油通道，回油部分设置有回油通道，且进油通道、控制油道与回油通道互为连通；并在阀芯回转中心线左右对称开有左侧V型槽和右侧V型槽。

2.根据权利要求1所述的改进型伺服控制阀，其特征在于，拉杆通过紧固螺钉锁紧于阀芯外圆上。

3.根据权利要求1所述的改进型伺服控制阀，其特征在于，调整螺钉上设置有上部定位外圆与底部定位外圆，且上部定位外圆与阀体上设置的调整螺钉上部定位孔配合，底部定位外圆与阀体上设置的调整螺钉下部定位孔配合。

4.根据权利要求1所述的改进型伺服控制阀，其特征在于，调整螺钉上安装有紧固密封螺母。

5.根据权利要求4所述的改进型伺服控制阀，其特征在于，紧固密封螺母与阀体上设置的沉孔密封圈槽紧固贴合。

6.根据权利要求1所述的改进型伺服控制阀，其特征在于，螺塞与复位弹簧座之间设置有预压复位弹簧。

7.根据权利要求1所述的改进型伺服控制阀，其特征在于，复位弹簧座的前端插入阀芯上设置的复位座缺口内。

8.根据权利要求1所述的改进型伺服控制阀，其特征在于，阀套上关于阀套回转中心左右对称设置有左通油道与右通油道。

9.根据权利要求1所述的改进型伺服控制阀，其特征在于，阀芯和阀套组成的控制进油通道设置有输入端与输出端。