【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于電液比例多路閥，尤其涉及一種電液伺服螺旋驅動型大流量多路閥及其工作方法。
技術介紹
1、多路閥是工程機械的核心元件之一，其作用是將油源的壓力分配給多個支路，并調節每一支路的流量，其性能決定了工程機械的操控性和節能性?，F有大流量多路閥有兩種控制方式：（1）采用比例減壓閥作為先導單元來驅動主閥芯，通過調節比例減壓閥的壓力來控制主閥的開度。該方式屬于開環控制，成本低，應用普遍，但控制精度不高、響應慢，難以滿足工程機械高精度控制的需求。（2）采用比例方向閥+位移傳感器+控制器的先導結構，對多路閥主閥芯進行閉環控制，這種方式的控制精度高、響應較快，但結構復雜、價格昂貴，環境適應性較差，可靠性不高，因此實際應用較少。
2、可見，目前的大流量多路閥的結構方案難以解決性能（精度、響應、可靠性）與成本之間的矛盾，難以滿足工程機械向高精度、智能化發展的需求。
技術實現思路
1、針對現有技術中存在的問題，本專利技術提供一種電液伺服螺旋驅動型大流量多路閥及其工作方法，采用電機控制和液壓驅動的方式控制主閥芯，能夠兼顧大流量多路閥的性能和成本。
2、為實現上述技術目的，本專利技術公開一種電液伺服螺旋驅動型大流量多路閥，包括多聯，每一聯均包括設置在主級上的先導單元和復位單元，所述主級包括主閥體，其內部設置壓力油道p、泄油道t和工作油道a和工作油道b；主閥體內設有主閥芯；先導單元設置在主閥體左側并通過螺栓固定連接，先導單元包括先導閥體，先導閥體內設有伺服滑套，伺服滑套與驅動主
3、所述先導單元包括順序連接的元件：控制電機、聯軸器、連接端蓋與先導閥體，聯軸器設置在連接端蓋內側，連接端蓋與先導閥體之間通過連接螺栓固定，各元件間均通過靜密封實現密封；先導閥體內部設有活塞結構的伺服滑套，伺服滑套包括活塞塞頭部分和活塞桿部分，伺服滑套的活塞桿部分外側與先導閥體內側之間設有密封蓋，伺服滑套內側軸向設有內孔；控制電機的電機軸通過聯軸器連接有先導軸，聯軸器設置于連接端蓋內部，先導軸穿過連接端蓋與伺服滑套的內孔同心配合，伺服滑套穿過密封蓋并通過連接螺釘與主閥芯端部固定連接；伺服滑套在先導閥體內形成活塞結構，伺服滑套左側與連接端蓋右側之間的密閉空間構成敏感腔b，伺服滑套右側與密封蓋左側之間的密閉空間構成恒壓腔e，恒壓腔e聯通多路閥的先導油路，敏感腔b和恒壓腔e的壓力分別作用在伺服滑套的活塞塞頭部分兩側；
4、先導軸的外圓柱面上開設有兩條沿中心線對稱的螺旋槽c，伺服滑套的活塞塞頭部分內壁上設有高壓配流孔d和低壓配流孔k，兩條螺旋槽c連接敏感腔b；當控制電機帶動先導軸旋轉時，兩條螺旋槽c與高壓配流孔d或低壓配流孔k聯通并形成節流口，從而使敏感腔b與高壓配流孔d或低壓配流孔k導通，敏感腔b的壓力發生變化，推動伺服滑套移動同時節流口逐漸減小，進而控制主閥芯的位移，從而形成電液伺服螺旋驅動，最終控制電機的轉角與主閥芯的位移成比例。
5、進一步，設置有聯軸器的連接端蓋內為低壓腔a，密封蓋與主閥體之間空間構成低壓腔h，先導軸的右端面和伺服滑套內孔形成低壓腔f；伺服滑套內還開設有高壓流道j和低壓流道i，其中高壓流道j一端連接恒壓腔e，另一端連接高壓配流孔d，而低壓流道i一端連接低壓腔f，另一端連接低壓配流孔k；先導軸內部軸向開設通孔l，通孔l聯通低壓腔a與低壓腔f，伺服滑套靠近主閥芯的側壁設有通道g，低壓腔f又經通道g聯通低壓腔h，而低壓腔h聯通多路閥的卸油路，從而使先導單元內的所有低壓腔均保持低壓。
6、進一步，連接端蓋的右端沿軸向方向對稱設有2個限位螺紋孔，伺服滑套的左端沿軸向方向對稱開設2個限位圓孔，連接端蓋的2個限位螺紋孔與伺服滑套的2個限位圓孔之間通過2根限位銷連接，2根限位銷可在伺服滑套的2個限位圓孔內滑動，以保證伺服滑套僅能沿先導閥體內孔進行軸向移動而不會產生旋轉運動。
7、進一步，所述控制電機為可精確控制轉角的小功率電機，包括：伺服電機、步進電機。
8、進一步，復位單元包括中空結構的端蓋，端蓋端部通過螺堵密封，端蓋內順序設有左限位蓋、右限位蓋和復位桿，復位桿的左端穿過左限位蓋與主閥芯通過螺紋連接，限位蓋、右限位蓋之間在復位桿外側套設有復位彈簧，右限位蓋中心設有內孔，復位桿能夠在右限位蓋的內孔內滑動，復位桿外圓柱面位置設有圓柱形的引導桿，以引導復位彈簧壓縮；當外部無控制力時，在復位彈簧彈簧力的作用下復位桿帶動主閥芯恢復到中位。
9、進一步，先導軸與連接端蓋內孔之間設置旋轉動密封，伺服滑套的右端外圓柱面與密封蓋內孔之間設置滑動密封，伺服滑套左端的外圓柱面與先導閥體的內圓柱面之間設置滑動密封，伺服滑套左端的外圓柱面開設有多道環形的均壓槽，以防止伺服滑套移動卡滯。
10、一種電液伺服螺旋驅動型大流量多路閥的工作方法，多路閥中任意一聯的工作方法如下：
11、當控制電機復位時，螺旋槽c不與高壓配流孔d或者低壓配流孔k導通；
12、當控制電機逆時針轉動角度時，先導軸上的螺旋槽c與高壓配流孔d配合產生開口，高壓油從恒壓腔e依次經過高壓流道j、高壓配流孔d、螺旋槽c進入敏感腔b，此時敏感腔b為高壓，伺服滑套的活塞塞頭部分在左右兩側壓力差的作用下右移，進而驅動主閥芯同步向右移動；在伺服滑套右移的同時又使高壓配流孔d與螺旋槽c的配合開口逐漸關閉；當控制電機停止轉動時，伺服滑套停止移動，此時主閥芯形成開口：使壓力通道p和工作通道b聯通，泄油通道t和工作油道a聯通；
13、當控制電機順時針轉動角度時，先導軸上的螺旋槽c與低壓配流孔k配合產生開口，敏感腔b的油液依次經過低壓配流孔k、低壓流道i流到低壓腔f，再經過通道g流到低壓腔h，此時敏感腔b為低壓，恒壓腔e高壓作用在伺服滑套活塞塞頭部分右側臺階面，推動伺服滑套向左移動，在伺服滑套左移的同時又使低壓配流孔k與螺旋槽c的配合開口逐漸關閉；當控制電機停止轉動時，伺服滑套停止移動，此時主閥芯形成開口：使壓力通道p和工作通道a聯通，泄油通道t和工作油道b聯通；
14、通過電液伺服螺旋驅動，控制電機轉角與主閥芯的位移一一對應，從而實現大流量多路閥的精確控制。
15、有益效果：
16、本專利技術所提出的電液伺服螺旋驅動型大流量多路閥，采用電液伺服螺旋驅動，充分融合了電機高精度控制和液壓驅動大推力的優勢，電機轉角和主閥芯位移一一對應，無需位移傳感器和復雜的控制系統，就可以精確控制主閥芯的位移。與傳統的大流量多路閥相比，本專利技術所提出的多路閥具有先導驅動功率小、控制精度高、響應快、成本低等突出優勢，尤其適用于高壓大流量場合，可適應工程機械高精度控制和智能化的迫切需求。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種電液伺服螺旋驅動型大流量多路閥，包括多聯，其特征在于：每一聯均包括設置在主級上的先導單元和復位單元，所述主級包括主閥體（11），其內部設置壓力油道P、泄油道T和工作油道A和工作油道B；主閥體（11）內設有主閥芯（10）；先導單元設置在主閥體（11）左側并通過螺栓固定連接，先導單元包括先導閥體（9），先導閥體（9）內設有伺服滑套（8），伺服滑套（8）與驅動主閥芯（10）左側連接并且驅動主閥芯（10）運動，伺服滑套（8）通過驅動主閥芯（10）運動控制每一路油液的流動方向與流量大??；復位單元設置在主閥體（11）的右側并通過螺栓固定連接，以實現主閥芯（10）的復位；
2.根據權利要求1所述的電液伺服螺旋驅動型大流量多路閥，其特征在于：設置有聯軸器（3）的連接端蓋（4）內為低壓腔a，密封蓋（20）與主閥體（11）之間空間構成低壓腔h，先導軸（7）的右端面和伺服滑套（8）內孔形成低壓腔f；伺服滑套（8）內還開設有高壓流道j和低壓流道i，其中高壓流道j一端連接恒壓腔e，另一端連接高壓配流孔d，而低壓流道i一端連接低壓腔f，另一端連接低壓配流孔k；先導軸（7）內部軸向開設通孔
3.根據權利要求1所述的電液伺服螺旋驅動大流量多路閥，其特征在于：連接端蓋（4）的右端沿軸向方向對稱設有2個限位螺紋孔，伺服滑套（8）的左端沿軸向方向對稱開設2個限位圓孔，連接端蓋（4）的2個限位螺紋孔與伺服滑套（8）的2個限位圓孔之間通過2根限位銷（6）連接，2根限位銷（6）可在伺服滑套（8）的2個限位圓孔內滑動，以保證伺服滑套（8）僅能沿先導閥體（9）內孔進行軸向移動而不會產生旋轉運動。
4.根據權利要求1所述的電液伺服螺旋驅動大流量多路閥，其特征在于：所述控制電機（1）為可精確控制轉角的小功率電機，包括：伺服電機、步進電機。
5.根據權利要求1所述的電液伺服螺旋驅動型大流量多路閥，其特征在于：復位單元包括中空結構的端蓋（17），端蓋（17）端部通過螺堵（16）密封，端蓋（17）內順序設有左限位蓋（12）、右限位蓋（15）和復位桿（13），復位桿（13）的左端穿過左限位蓋（12）與主閥芯（10）通過螺紋連接，限位蓋（12）、右限位蓋（15）之間在復位桿（13）外側套設有復位彈簧（18），右限位蓋（15）中心設有內孔，復位桿（13）能夠在右限位蓋（15）的內孔內滑動，復位桿（13）外圓柱面位置設有圓柱形的引導桿（14），以引導復位彈簧（18）壓縮；當外部無控制力時，在復位彈簧（18）彈簧力的作用下復位桿（13）帶動主閥芯（10）恢復到中位。
6.根據權利要求1所述的電液伺服螺旋驅動型大流量多路閥，其特征在于：先導軸（7）與連接端蓋（4）內孔之間設置旋轉動密封（22），伺服滑套（8）的右端外圓柱面與密封蓋（20）內孔之間設置滑動密封（24），伺服滑套（8）左端的外圓柱面與先導閥體（9）的內圓柱面之間設置滑動密封（21），伺服滑套（8）左端的外圓柱面開設有多道環形的均壓槽，以防止伺服滑套（8）移動卡滯。
7.一種使用權利要求1-6中任意一項權利要求所述的電液伺服螺旋驅動型大流量多路閥的工作方法，其特征在于任意一聯的工作方法如下：
...【技術特征摘要】
1.一種電液伺服螺旋驅動型大流量多路閥，包括多聯，其特征在于：每一聯均包括設置在主級上的先導單元和復位單元，所述主級包括主閥體（11），其內部設置壓力油道p、泄油道t和工作油道a和工作油道b；主閥體（11）內設有主閥芯（10）；先導單元設置在主閥體（11）左側并通過螺栓固定連接，先導單元包括先導閥體（9），先導閥體（9）內設有伺服滑套（8），伺服滑套（8）與驅動主閥芯（10）左側連接并且驅動主閥芯（10）運動，伺服滑套（8）通過驅動主閥芯（10）運動控制每一路油液的流動方向與流量大??；復位單元設置在主閥體（11）的右側并通過螺栓固定連接，以實現主閥芯（10）的復位；
2.根據權利要求1所述的電液伺服螺旋驅動型大流量多路閥，其特征在于：設置有聯軸器（3）的連接端蓋（4）內為低壓腔a，密封蓋（20）與主閥體（11）之間空間構成低壓腔h，先導軸（7）的右端面和伺服滑套（8）內孔形成低壓腔f；伺服滑套（8）內還開設有高壓流道j和低壓流道i，其中高壓流道j一端連接恒壓腔e，另一端連接高壓配流孔d，而低壓流道i一端連接低壓腔f，另一端連接低壓配流孔k；先導軸（7）內部軸向開設通孔l，通孔l聯通低壓腔a與低壓腔f，伺服滑套（8）靠近主閥芯（10）的側壁設有通道g，低壓腔f又經通道g聯通低壓腔h，而低壓腔h聯通多路閥的卸油路，從而使先導單元內的所有低壓腔均保持低壓。
3.根據權利要求1所述的電液伺服螺旋驅動大流量多路閥，其特征在于：連接端蓋（4）的右端沿軸向方向對稱設有2個限位螺紋孔，伺服滑套（8）的左端沿軸向方向對稱開設2個限位圓孔，連接端蓋（4）的2個限位螺紋孔與伺服滑套（8）的2個限位圓孔之間通過2根限位銷（6...
【專利技術屬性】
技術研發人員：丁海港，王大衛，類興茂，楊程程，陳世其，周圍，
申請(專利權)人：中國礦業大學，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。