一種水壓伺服閥的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于水壓伺服控制技術領域，更具體地，涉及一種水壓伺服閥。
【背景技術】
[0002]水壓伺服閥是水壓伺服控制系統的核心元件，用于連接伺服系統的電氣控制部分和液壓負載控制部分，實現電、液信號的轉化和放大從而控制水壓執行元件。傳統的伺服閥一般采用兩級結構，前置級采用噴嘴擋板、偏導射流等方式，功率級采用滑閥結構，滑閥副是功率級滑閥的核心組成部分，利用前置級驅動功率級閥芯，使閥芯在閥套內運動，其存在以下缺陷:閥芯和閥套的配合屬于間隙配合，兩者都屬于精密零件，間隙僅有幾個微米，在這樣小的間隙中，要保證閥芯在閥套中靈活運動，必須對其工作面的幾何精度嚴格要求。如果幾何形狀不正確，由液壓產生的不平衡力，有使閥芯壓向閥套一邊的趨勢，這將增加摩擦力，影響系統的靈敏度和壽命等，嚴重時會造成閥芯卡滯或卡死。同時，高的加工精度也使得閥芯和閥套的加工難度明顯增加。

【發明內容】

[0003]針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種水壓伺服閥，在滿足使用性能要求的前提下，能有效降低閥芯和閥套的加工難度，同時降低閥芯和閥套間發生卡滯及卡死的可能性。
[0004]為實現上述目的，本發明提供了一種水壓伺服閥，包括前置級和功率級，其特征在于，所述功率級采用滑閥結構，包括閥芯、閥套和襯套，所述閥芯由左閥芯和右閥芯兩部分構成，所述閥套由左閥套和右閥套兩部分構成，所述襯套設置在所述閥芯和所述閥套之間，由第一襯套、第二襯套、第三襯套和第四襯套四部分構成；所述第一襯套和所述第二襯套與所述左閥套為過盈配合，與所述左閥芯為間隙配合，用于為所述左閥芯提供導向支撐，所述第三襯套和所述第四襯套與所述右閥套為過盈配合，與所述右閥芯為間隙配合，用于為所述右閥芯提供導向支撐，所述閥芯與所述閥套之間未設置所述襯套的部分為間隙配合。
[0005]優選地，所述襯套采用天然骨材料經機械加工制成。
[0006]優選地，所述天然骨材料為牛骨、驢骨、馬骨、羊骨或狗骨。
[0007]總體而言，通過本發明所構思的以上技術方案與現有技術相比，具有以下有益效果:
[0008](I)采用組合式閥芯和組合式閥套的結構，即閥芯由左閥芯和右閥芯兩部分組成，閥套由左閥套和右閥套兩部分組成，這種結構極大地降低了伺服閥中的關鍵零件閥芯和閥套的加工難度。
[0009](2)采用閥套中鑲嵌襯套的結構，其中，第一襯套和第二襯套與左閥套均為過盈配合，第三襯套和第四襯套與右閥套均為過盈配合，由襯套對閥芯提供導向支撐，閥套和閥芯組成相應節流邊，這種結構有效減小了閥芯與閥套間發生卡阻、卡滯和卡死的可能性。
[0010](3)采用天然骨材料加工制成襯套，利用骨材料的微觀組織結構中的微小孔洞和細胞組織的粘彈性，增強襯套和閥芯之間的水潤滑性能，有效減小了閥芯與襯套之間的摩擦力，從而保證伺服閥工作的穩定性和可靠性。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發明實施例的水壓伺服閥的結構示意圖；
[0012]圖2是第一級液壓放大器的結構示意圖。
[0013]在所有附圖中，相同的附圖標記用來表示相同的元件或結構，其中:1_左端蓋，2-調節螺釘，3-左彈簧座，4-左彈簧，5-左閥芯，6-第一襯套，7-左閥套，8-第二襯套，9-電源插頭，10-線圈端蓋，11-控制線圈，12-銜鐵，13-擋板，14-噴嘴，15-反饋桿，16-擋套，17-閥體，18-過濾器，19-固定節流孔，20-第四襯套，21-右閥芯，22-右端蓋，23-右彈黃，24-右閥套，25-第三襯套，26-可變節流孔，27-彈簧管。
【具體實施方式】
[0014]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。此外，下面所描述的本發明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。
[0015]如圖1和圖2所示，本發明實施例的水壓伺服閥采用兩級液壓放大結構，包括第一級液壓放大器和第二級液壓放大器。
[0016]第一級液壓放大器(前置級)采用由動鐵式永磁力矩馬達控制的雙噴嘴擋板閥結構，包括力矩馬達、擋板13、兩個噴嘴14和固定節流孔19。力矩馬達包括控制線圈11和銜鐵12，設置于線圈端蓋10內，彈簧管27與銜鐵12連接，擋板13的一端與銜鐵12連接，另一端穿過彈簧管27，兩個噴嘴14設置于閥體17內，分別位于擋板13的兩側，與擋板13形成可變節流孔26。閥體17上開有進水口 P、出水口 T、控制口 A和控制口 B，固定節流孔19與進水口 P連通。
[0017]第二級液壓放大器(功率級)采用滑閥結構，具體采用組合式閥芯和組合式閥套的結構，包括閥芯、閥套和襯套。閥芯由左閥芯5和右閥芯21兩部分構成，閥套由左閥套7和右閥套24兩部分構成，襯套設置在閥芯和閥套之間，由第一襯套6、第二襯套8、第三襯套25和第四襯套20四部分構成。第一襯套6和第二襯套8與左閥套7為過盈配合，與左閥芯5為I?2um的間隙配合，用于為左閥芯5提供導向支撐；第三襯套25和第四襯套20與右閥套24為過盈配合，與右閥芯21為I?2um的間隙配合，用于為右閥芯21提供導向支撐。閥芯與閥套之間未設置襯套的部分為4um左右的間隙配合。第一襯套6通過左閥套7上的臺階面和左端蓋I進行軸向定位，第二襯套8通過左閥套7上的臺階面和擋套16進行軸向定位，第三襯套25通過右閥套24上的臺階面和擋套16進行軸向定位，第四襯套20通過右閥套24上的臺階面和右端蓋22進行軸向定位。反饋桿15設置在擋板13的下方，其一端固定在擋板13上，另一端為球頭結構，與由左閥芯5和右閥芯21形成的凹槽嚙合。
[0018]左端蓋I內設置有左彈貪4和左彈貪座3，右端蓋22內設置有右彈貪23，左彈貪4和右彈簧23分別用于壓緊左閥芯5的左端和右閥芯21的右端，以保證左閥芯5和右閥芯21始終處于壓緊狀態。左端蓋I上設置有調節螺釘2，調節螺釘2的一端與左彈簧座3的左端面接觸，通過調節螺釘2調整左彈簧4的壓縮量，能使左彈簧4和右彈簧23的壓縮量相等，對閥芯起輔助對中的作用。左端蓋1、右端蓋22和左彈簧座3均采用密封圈密封，防止泄露。
[0019]優選地，襯套采用天然骨材料經過機械加工制成，由于骨材料的微觀組織結構中的微小孔洞和細胞組織的粘彈性，使其具有較好的水潤滑能力，從而減小了閥芯與襯套之間的摩擦。天然骨材料可選用牛、驢、馬、羊或狗等動物骨。
[0020]當控制線圈11中無電流時，力矩馬達無輸出，銜鐵12處于中間位置未發生轉動，擋板13處于兩噴嘴14的中間位置，兩噴嘴14的腔的壓力相等，左閥芯5和右閥芯21組成的閥芯在兩端液壓力、左彈簧4和右彈簧23的作用下處于零位，伺服閥無輸出。當給控制線圈11輸入正或負電流信號時，力矩馬達輸出成比例的力矩，使擋板13向一邊偏轉，改變兩個可變節流孔26的液阻，兩噴嘴14的腔的壓力不相等，使得閥芯兩端所受液壓力不相等，閥芯在兩端液壓力、左彈簧4和右彈簧23的作用下，將會發生移動。由于閥芯中槽與反饋桿15的球頭嚙合，閥芯的移動帶著反饋桿15移動產生反饋力矩。當輸入電流產生的電磁力矩、反饋力矩和彈簧管變形產生的力矩相平衡時，閥芯將停止運動，此時閥芯兩端所受液壓力與反饋桿15的反作用力和閥芯兩端彈簧力相平衡。此時，水從進水口 P流入，通過控制口 A和控制口 B促使執行機構運動，再從出水口 T流出。
[0021]輸入的控制電流越大，閥芯的位移量也越大，輸出的流量就越大，執行機構運動的速度就越快。輸入的控制電流反向，流量方向也反向。
[0022]本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種水壓伺服閥，包括前置級和功率級，其特征在于，所述功率級采用滑閥結構，包括閥芯、閥套和襯套，所述閥芯由左閥芯和右閥芯兩部分構成，所述閥套由左閥套和右閥套兩部分構成，所述襯套設置在所述閥芯和所述閥套之間，由第一襯套、第二襯套、第三襯套和第四襯套四部分構成；所述第一襯套和所述第二襯套與所述左閥套為過盈配合，與所述左閥芯為間隙配合，用于為所述左閥芯提供導向支撐，所述第三襯套和所述第四襯套與所述右閥套為過盈配合，與所述右閥芯為間隙配合，用于為所述右閥芯提供導向支撐，所述閥芯與所述閥套之間未設置所述襯套的部分為間隙配合。2.如權利要求1所述的水壓伺服閥，其特征在于，所述襯套采用天然骨材料經機械加工制成。3.如權利要求2所述的水壓伺服閥，其特征在于，所述天然骨材料為牛骨、驢骨、馬骨、羊骨或狗骨。
【專利摘要】本發明公開了一種水壓伺服閥。包括前置級和功率級，功率級采用滑閥結構，包括閥芯、閥套和襯套，閥芯由左閥芯和右閥芯兩部分構成，閥套由左閥套和右閥套兩部分構成，襯套設置在閥芯和閥套之間，由第一襯套、第二襯套、第三襯套和第四襯套四部分構成；第一襯套和第二襯套與左閥套為過盈配合，與左閥芯為間隙配合，用于為左閥芯提供導向支撐，第三襯套和第四襯套與右閥套為過盈配合，與右閥芯為間隙配合，用于為右閥芯提供導向支撐。該結構能有效降低閥芯和閥套的加工難度，襯套采用天然骨材料經過機械加工制成，增強了襯套和閥芯之間的水潤滑性能，減小了閥芯與襯套之間的摩擦力，從而降低了閥芯和閥套間發生卡滯及卡死的可能性。
【IPC分類】F16K11/07, F15B13/02
【公開號】CN105041753
【申請號】CN201510520491
【發明人】朱碧海, 田敬中
【申請人】華中科技大學
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年8月21日