[发明专利]一种平衡式高压大流量交流伺服直驱插装阀

说明书

技术领域

本发明属于液压阀技术领域，特别涉及一种平衡式高压大流量交流伺服直驱插装阀。

背景技术

电液伺服阀是复杂的电液元件，在电液伺服系统中，作为连接电气部分与液压部分的桥梁，是电液伺服控制系统的核心部件。近年来，随着压铸机等大型液压装备的快速发展，市场对电液伺服插装阀的需求越来越大，并对其提出了更高的技术要求。尤其是锻压、压铸和注塑设备的液压控制，迫切需要大流量、响应快、维修方便且能在高的液压冲击下工作的伺服插装阀。目前广泛使用的电液伺服插装阀主要是带有先导阀的两级或三级喷嘴挡板阀和射流管阀，传统的液压伺服系统虽然性能优良，但结构复杂，制造困难，维修成本高，卸荷时液压冲击大，油液纯净度要求高以及售价昂贵等问题，例如一个MOOG的电液伺服插装阀的价格在20万元以上。并且，电液伺服插装阀的密封采用阀垫或者聚甲醛等材质密封，工作过程中油液中的杂质，在高的液压冲击下会挤压到软质密封件上，造成漏液、串液，使电液伺服阀对油液污染特别敏感。因此，必须强化和完善过滤技术，提高液压油的清洁度，这样也就提高了电液伺服系统的成本，这一系列缺点都是因传统伺服阀的技术特点而引起的。

因此，随着我国对大型设备需求的日益增加，亟需一种高质量、低成本的伺服插装阀。近几年，随着伺服电机价格的降低，伺服直驱技术逐渐在工业中获得应用，采用伺服直驱技术的插装阀是以后插装阀的发展方向之一。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种平衡式高压大流量交流伺服直驱插装阀，具有使用寿命长、结构简单，抗油污能力强，工作压力范围宽，响应速度快，制造和维修成本低的优点。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种平衡式高压大流量交流伺服直驱插装阀，包括交流伺服电机1，交流伺服电机1与谐波减速器3连接在阀套8上面，交流伺服电机1的输出轴与谐波减速器3的输入轴连接，谐波减速器3的输出轴通过联轴器4与丝杠6连接，丝杠6上设有滑块15，滑块15上连接有直线位移传感器5，滑块15和阀杆11连接，阀杆11端部开有外螺纹，阀芯13开有内螺纹，阀杆11通过螺纹连接驱动阀芯13的开启和关闭，小端盖10连接固定在阀座7上，小端盖10与阀芯套12固定连接，阀套8采用插装方式插入阀座7，并通过顶部端盖2固定在阀座7内，顶部端盖2与阀座7固定，阀座7采用插装方式安装于液压系统。

所述的阀杆11上部设有阀杆腔16，端部与阀芯13连接处开有外螺纹18，与阀芯13连接部分中心开孔17，使滑块15始终受到向上的油液压力，油液向上作用的面积为A1，油液向下作用的面积为A2，则需要使A1是A2的1.05倍。

所述的阀芯套12与阀芯13以及阀芯13与阀座7的配合处均采用T型格来圈密封，阀芯套12与阀芯13以及阀芯13与阀座7的配合处均采用T型格来圈密封，并且在配合处均匀阵列形式密布着小坑19，坑的直径为100微米，深度为10~20微米。

所述的阀芯13和阀座7为间隙配合，其装备精度达IT5，两者材料的热膨胀系数相同。

所述的阀座7的高压油液出口B处开有环形槽20，环形槽20上分布6个由小变大的流道口21。

本发明具有以下有益效果：

1、克服了现有伺服阀整体结构复杂，制造困难，制造和维修成本高等问题。该阀采用交流伺服电机直驱的方式，目前交流伺服直驱的方式已经应用于机械制造业中，本发明利用交流伺服直驱伺服插装阀、充分利用了伺服电机使用简单，响应快速，控制精确的特点。另外，该阀整体结构简单，易于制造，且由于交流伺服直驱阀本身控制系统就是一个电液伺服控制系统，因此可使用电液伺服系统设计方法来改善阀的静、动态性能。

2、该阀带有高精度的直线位移传感器，精度能够达到0.1mm，并且重复定位精度好，采用闭环控制，能够精确的控制阀芯的位置。采用伺服直驱的思想，响应迅速，关闭安全可靠，线性度高，滞环小，控制精度和可靠性高。

3、阀杆采用专门设计的中空结构，使高压油液提供作用力于阀芯上方，用来平衡高压液体对阀芯下方进油口的油液压力，阀工作压力不受供油压力的影响，使阀的工作范围基本不受供油压力的影响，既可以在很高的压力下工作，也可以在很低的共有压力下工作。克服了现有伺服阀在高压大流量环境下使用困难等缺点。该阀工作压力范围宽、流量大，且动态性能受供油压力影响很小。采用该平衡结构将使阀芯在运动过程中所受到的外力大幅下降，阀芯驱动机械部分的尺寸减小，弹性变形量减小，并采用较小的伺服电机即可完成阀芯的驱动。