一种转角自伺服阀控马达的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种转角自伺服阀控马达。其技术方案是：伺服电机(15)的输出轴与阀芯(4)左端的安装孔同轴线键连接，阀芯(4)同轴线地安装在阀套(3)内，阀套(3)同轴线地安装在阀体(13)圆柱形空腔内，阀体(13)的空心圆柱体同轴线地装在左壳体(2)内，阀体(13)的输出轴通过左壳体(2)的小端盖(5)从右壳体(6)的大端盖(8)的中心孔穿出；阀体(13)的输出轴花键(33)安装有转子(10)，转子(10)装有叶片(11)，转子(10)的左右两侧对应地装有左配流盘(12)和右配流盘(9)，定子(7)同轴线地安装在左配流盘(12)和右配流盘(9)间，右壳体(6)的左端与左壳体(2)的右端通过螺栓连接。本实用新型具有能够实现360°连续旋转和阀体径向受力平衡的特点。
【专利说明】—种转角自伺服阀控马达
【技术领域】
[0001]本实用新型属于自伺服关节【技术领域】。具体涉及一种转角自伺服阀控马达。
【背景技术】
[0002]液压转角自伺服阀是液压控制系统的核心元件，在工业上有着广泛地应用，它能将电机输入的小功率转化为液压系统输出的大功率，以便对设备转角进行精确的大力矩控制。
[0003]目前，国内扬州大学的朱兴龙教授等在研究液压伺服关节(朱兴龙，颜景平，周骥平，缪汉东，单以才.3自由度液压伺服关节动力学建模与仿真研究.机械设计与制造工程，2002, 31 (6):23-25.)时，首次提出了液压转角伺服理念，为液压伺服机构内置和减小液压关节尺寸方面做了有益的探索，取得了一定的成绩。但由于上述液压伺服关节的旋转阀芯上只有一对油口，因结构原因使其阀芯所受径向力不平衡，同时阀芯有一端易形成死腔，当工作时间较长时，泄漏油因无法流出而会对阀芯产生较大轴向力，故阀芯受到的液压卡紧力及摩擦力均较大，阀芯动力特性较差，伺服盲区较大。
[0004]针对阀芯径向力不平衡问题，武汉科技大学的蒋林等人设计了一种P 口和T 口成对垂直正交分布的伺服阀结构(蒋林，陈新元，赵慧，曾良才，金晓宏，谢臻.基于液压转角伺服的液压关节研究.机电工程，2011, 28(3):265-268+309.)，该伺服阀阀芯径向力虽得到平衡和阀芯阻力有所减小，但同时也存在阀芯有一端易形成死腔的问题，当工作时间较长时，因泄漏油无法流出而会对阀芯产生较大轴向力，阀芯动力特性不是很理想；另外，P口和T 口成对垂直正交分布解决了阀芯径向力不平衡问题，但同时带来了阀体内部暗油道难于制备、难于加工等难题。
[0005]武汉科技大学蒋林、向贤宝等人研制的“一种易控液压转角自伺服阀”(CN201210033081.6)，该专利技术具有便于制备，阀芯所受径向力和轴向力均各自平衡、动力特性好、伺服盲区小和易于控制的特点，但存在结构复杂，特别是阀芯和阀套内部存在较多复杂的油道，难于保证加工精度，还存在着输出力矩不够大以及采用了圆形阀口设计，造成其流量增益是非线性的，进而产生了精度不够高的问题。
[0006]武汉科技大学蒋林、胡琪等人研制的“一种转阀式大扭矩液压转角自伺服阀”(CN201210514025.4)，该专利技术结构简单、易于加工、阀芯受力平衡、输出力矩大、动力特性好、流量增益线性、响应速度快、控制精度高，但由于缸体中存在着挡板，使得阀体的旋转角度不能超过360°，限制了关节的使用范围。
【发明内容】
[0007]本实用新型旨在克服现有技术的不足，目的是提供一种能够实现360°旋转和阀体径向受力平衡的转角自伺服阀控马达。
[0008]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:左壳体和右壳体通过螺栓同轴线固定连接，阀体的空心圆柱体同轴线地装在左壳体内，阀体的输出轴通过左壳体的小端盖从右壳体的大端盖的中心孔穿出。左壳体的第一左壳体油道和右壳体的第一右壳体油道相通，左壳体的第二左壳体油道与右壳体的第二右壳体油道相通，第一左壳体油道和第一右壳体油道间装有密封圈，第二左壳体油道与第二右壳体油道间装有密封圈。
[0009]阀套同轴线地安装在阀体的空心圆柱体内，阀芯同轴线地安装在阀套内，阀芯左端的轴头同轴线地安装在左壳体左侧的圆孔内。伺服电机的输出轴与阀芯的轴头端的安装孔同轴线键链接，伺服电机通过固定架固定在左壳体的左侧。小端盖同轴线地固定在左壳体的右端面，小端盖的圆环紧贴阀体的空心圆柱体的外侧。
[0010]在右壳体内，阀体输出轴的中段花键轴装有转子，转子的叶片槽各装有叶片。阀体输出轴的左段和右段对应地装有左配流盘和右配流盘，左配流盘和右配流盘对应地位于转子的左侧和转子的右侧，左配流盘的安装位置和右配流盘的安装位置在垂直于输出轴的平面上的投影呈90°，左配流盘的左侧面紧贴右壳体的左侧。定子同轴线地安装在左配流盘和右配流盘之间，定子上的过渡直线的两端点与圆心连线的夹角在垂直于输出轴的平面上的投影与配流盘上配油窗口两边的夹角在垂直于输出轴的平面上的投影重合。大端盖紧贴右配流盘的右侧，大端盖通过螺栓固定在右壳体的右侧。
[0011]所述的左壳体为圆筒和空心圆盘同轴线构成的整体，空心圆盘位于圆筒的开口端，空心圆盘的右侧面与圆筒开口端的端面平齐，圆筒的封闭端同轴线地开有圆孔。圆筒筒体的内壁从里到外依次开有第一左壳体环形槽、第二左壳体环形槽、第三左壳体环形槽、第四左壳体环形槽和第五左壳体环形槽，第一左壳体环形槽、第二左壳体环形槽、第三左壳体环形槽、第四左壳体环形槽和第五左壳体环形槽依次距圆筒封闭端内壁的位置与第一阀体环形槽、第二阀体环形槽、第三阀体环形槽、第四阀体环形槽和第五阀体环形槽距阀体左端的位置相同。
[0012]圆筒筒壁沿轴线方向对称地开有低压油道和高压油道，低压油道与第一左壳体环形槽和第五左壳体环形槽分别相通，高压油道与第三左壳体环形槽相通。在圆筒筒壁沿轴线方向和空心圆盘环壁沿径向反方向开有第一左壳体油道，第一左壳体油道的一个油口与第二左壳体环形槽相通，第一左壳体油道的另外一个油口位于左壳体的空心圆盘右侧，第二左壳体油道的一个油口与第四左壳体环形槽相通，第二左壳体油道的另外一个油口与第一左壳体油道的另外一个油口对称设置。
[0013]第一左壳体油道的中心线和第二左壳体油道的中心线位于一个平面，低压油道的中心线和高压油道的中心线位于另一平面，所述的一个平面与所述的另一平面相互垂直。
[0014]所述的右壳体为圆筒状，圆筒的两端设有法兰盘，圆筒的封闭端开有中心孔。在圆筒筒壁的封闭端沿轴向方向对称地开有第一右壳体油道和第二右壳体油道。
[0015]第一右壳体油道与第三右壳体弧形油道相通，第三右壳体弧形油道靠近圆筒封闭端的内侧处。第一右壳体油道的出口位于第三右壳体弧形油道的起点位置处，第三右壳体弧形油道的弧形所对应的圆心角为165?170°，第三右壳体弧形油道的两个出口位于圆筒的内壁。
[0016]第二右壳体油道与第四右壳体弧形油道相通，第四右壳体弧形油道靠近圆筒的右端处。第二右壳体油道的出口位于第四右壳体弧形油道的中间位置处，第四右壳体弧形油道的弧形所对应的圆心角为180°，第四右壳体弧形油道的两个出口位于圆筒的内壁。右壳体的右端面开有右壳体密封槽。
[0017]所述的阀体为空心圆柱体和输出轴同轴线组成的整体，空心圆柱体的外径与壳体的内径名义尺寸相等。在空心圆柱体的柱面上从左向右依次设有第一阀体环形槽、第二阀体环形槽、第三阀体环形槽、第四阀体环形槽和第五阀体环形槽，第一阀体环形槽、第二阀体环形槽、第三阀体环形槽、第四阀体环形槽和第五阀体环形槽的每个槽形底部分别对称地开有2个径向油孔，每个槽形底部的2个径向油孔均位于空心圆柱体的2条各自对应的素线上。阀体的输出轴由左段、中段和右段组成，中段为花键轴，左段和右段为圆形轴。
[0018]第一阀体环形槽、第二阀体环形槽、第三阀体环形槽、第四阀体环形槽和第五阀体环形槽依次距阀体左端的位置与第一阀套环形槽、第二阀套环形槽、第三阀套环形槽、第四阀套环形槽、第五阀套环形槽依次距阀套左端的位置对应相同。
[0019]所述的阀套呈圆管状，圆管的表面自左向右依次开有第一阀套环形槽、第二阀套环形槽、第三阀套环形槽、第四阀套环形槽和第五阀套环形槽，第一阀套环形槽和第五阀套环形槽宽度相等，第二阀套环形槽、第三阀套环形槽和第四阀套环形槽宽度相等，第二阀套环形槽宽度是第一阀套环形槽宽度的2.5至3.5倍，第一阀套环形槽和第五阀套环形槽的底部对称地开有矩形油口，第二阀套环形槽、第三阀套环形槽和第四阀套环形槽底部的两侧对称地开有矩形油口，阀套右端设有阶梯孔。
[0020]八个矩形油口的中心线位于圆管的轴线与圆管的一条素线所形成的平面上，另八个矩形油口的中心线位于圆管的轴线与圆管的另一条素线所形成的平面上，所述的两条素线呈180。。
[0021]所述的阀芯为圆柱体和轴头同轴线组成的整体。轴头的中部设有密封槽,轴头端同轴线地设有安装孔，圆柱体的表面均匀地开有4个阀芯环形槽，所述4个阀芯环形槽将圆柱体表由左向右依次分割为第一阀芯圆环面、第二阀芯圆环面、第三阀芯圆环面、第四阀芯圆环面和第五阀芯圆环面，第一阀芯圆环面、第二阀芯圆环面、第三阀芯圆环面和第四阀芯圆环面的右侧均对称地开有两个矩形槽，第一阀芯圆环面和第三阀芯圆环面的两个矩形槽分别位于圆柱面各自对应的两条素线上，第二阀芯圆环面和第四阀芯圆环面的两个矩形槽分别位于圆柱面各自对应的两条素线上，四条素线均匀分布。在阀芯的内部沿轴线方向设有阀芯油道，阀芯油道的左油口和右油口位于圆柱体对应的左侧端面和右侧端面。
[0022]所述的转子的结构是:在圆柱面沿轴线方向均匀地开有10?15个叶片槽，每个叶片槽的形状相同，每个叶片槽的横截面的中心线分别通过圆柱体的轴心，每个叶片槽的深度为圆柱体外径的0.4?0.6倍，圆柱体外径为右壳体内径的0.4?0.6倍。圆柱体的中心孔为内花键。
[0023]所述的左配流盘与右配流盘相同，横截面呈圆形，圆形的中心孔孔径为阀体输出轴的花键轴外径的1.1?1.3倍，在圆形的外圆处设有两个扇环状的配油窗口，两个扇环状的配油窗口对称布置。扇环的扇形圆心角Θ为30?45° ,扇环的底部半径为圆面半径的
0.4 ?0.6 倍。
[0024]所述的定子的结构为设有内腔的圆柱体，圆柱体半径R1的名义尺寸与右壳体内壁半径的名义尺寸相等。内腔的横截面中心对称，内腔横截面由两个第一圆弧、两个第二圆弧和第一圆弧与第二圆弧的切线组成，第一圆弧半径R2为0.4?0.5?，第二圆弧半径R3为0.5?0.6?,第二圆弧圆心在轴心上,第一圆弧的圆心与圆柱体轴心的距离L1为0.3?
0.5R10两个第一圆弧所对应的弦的垂直平分线与第二圆弧所对应的弦的垂直平分线垂直。
[0025]其中:圆柱体的半径为R1，第一圆弧的半径为R2，第二圆弧的半径为R3。
[0026]本实用新型的工作过程是:
[0027]高压油从左壳体的高压油道进入第三左壳体环形槽与第三阀体环形槽所构成的油道，再通过第三阀体环形槽底部的径向油道进入第三阀套环形槽。
[0028]当阀芯相对于阀套逆时针旋转时，高压油从阀套的第三阀套环形槽的右矩形油口经阀芯上对应的矩形槽进入阀套的第四阀套环形槽，高压油通过第四阀体环形槽底部的径向油道进入第四左壳体环形槽与第四阀体环形槽构成的油道，再经第二左壳体油道进入第二右壳体油道，然后进入第四右壳体弧形油道，最后流进左配流盘、右配流盘、定子、转子和叶片组成的封闭腔中。叶片在高压油的推动下随转子逆时针转动，当叶片随转子转动90°时，所述封闭腔的体积开始减小，此时所述封闭腔与第三右壳体弧形油道连通，高压油变为低压油。低压油从第三右壳体弧形油道流出，随后进入第一右壳体油道，低压油经第一右壳体油道进入第一左壳体油道，再进入第二阀体环形槽与第二左壳体环形槽构成的油道，然后通过第二阀体环形槽底部的径向油道进入第二阀套环形槽，低压油由阀套第二阀套环形槽左矩形油口经过阀芯上的矩形槽进入第一阀套环形槽，最后进入左壳体低压油道。
[0029]当阀芯相对于阀套顺时针旋转时，高压油从阀套的第三阀套环形槽的左矩形油口经阀芯上对应的矩形槽进入阀套的第二阀套环形槽，高压油通过第二阀体环形槽底部的径向油道进入第二左壳体环形槽与第二阀体环形槽构成的油道，再经第一左壳体油道进入第一右壳体油道，然后进入第三右壳体弧形油道，最后流进左配流盘、右配流盘、定子、转子和叶片构成的封闭腔中。叶片在高压油的推动下随转子顺时针转动，当叶片随转子转动90°时，所述封闭腔的体积开始减小，此时所述封闭腔与第四右壳体弧形油道连通，高压油变为低压油。低压油从第四右壳体弧形油道流出，随后进入第二右壳体油道，低压油经第二右壳体油道进入第二左壳体油道，再进入第四阀体环形槽与第四左壳体环形槽构成的油道，然后通过第四阀体环形槽底部的径向油道进入第四阀套环形槽，低压油由阀套第四阀套环形槽右矩形油口经过阀芯上的矩形槽进入第五阀套环形槽，最后进入左壳体低压油道。
[0030]由于采用上述技术方案，本实用新型与现有技术相比，具有如下积极效果:
[0031]1、由于右壳体的空腔中不存在挡板，因此阀体的输出轴不仅能够跟随伺服电机朝两个方向转动，而且还能单方向连续旋转，另外由于全部油道设在内壁上，因此没有了油管缠绕等麻烦。
[0032]2、由于本实用新型的阀体上均采用的是环形油道，油液均匀地分布在阀体的环形槽中，因此阀体受到的径向力平衡，有效地消除了液压卡紧力、摩擦力的影响。
[0033]由此，本实用新型具有能够实现360°连续旋转和阀体径向受力平衡的特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]图1是本实用新型的一种结构示意图；
[0035]图2是图1的A-A剖视图；
[0036]图3是图1的B-B剖视图；
[0037]图4是图1中左壳体2的结构示意图；
[0038]图5是图4的C-C剖视示意图；
[0039]图6是图1中右壳体6的结构示意图；
[0040]图7是图6的D-D剖视示意图；
[0041]图8是图6的E-E剖视示意图；
[0042]图9是图1中阀体13的结构示意图；
[0043]图10是图9的F-F剖视示意图；
[0044]图11是图9的G-G剖视示意图；
[0045]图12是图1中阀套3的结构示意图；
[0046]图13是图12的H-H剖视示意图；
[0047]图14是图1中阀芯4的结构示意图；
[0048]图15是图14的1-1剖视示意图；
[0049]图16是图14的俯视示意图；
[0050]图17是图1中转子10的结构示意图；
[0051]图18是图1中右配流盘9的结构示意图；
[0052]图19是图1中定子7的结构示意图。
【具体实施方式】
[0053]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步说明，并非对其保护范围的限制。
[0054]实施例1
[0055]一种转角自伺服阀控马达。本实施例所述转角自伺服阀控马达的结构如图1和图2所示:左壳体2和右壳体6通过螺栓同轴线固定连接，阀体13的空心圆柱体同轴线地装在左壳体2内，阀体13的输出轴通过左壳体2的小端盖5从右壳体6的大端盖8的中心孔穿出。左壳体2的第一左壳体油道16和右壳体6的第一右壳体油道17相通，左壳体2的第二左壳体油道19与右壳体6的第二右壳体油道18相通，第一左壳体油道16和第一右壳体油道17间装有密封圈，第二左壳体油道19与第二右壳体油道18间装有密封圈。
[0056]阀套3同轴线地安装在阀体13的空心圆柱体内，阀芯4同轴线地安装在阀套3内，阀芯4左端的轴头同轴线地安装在左壳体2左侧的圆孔内。伺服电机15的输出轴与阀芯4的轴头端的安装孔同轴线键链接，伺服电机15通过固定架固定在左壳体2的左侧。小端盖5同轴线地固定在左壳体2的右端面，小端盖5的圆环紧贴阀体13的空心圆柱体的外侧。
[0057]右壳体6内的结构如图1、图2、图3、图9、图10、图17、图18和图19:阀体13输出轴的中段花键轴33装有转子10，转子的叶片槽47各装有叶片11。阀体13输出轴的左段和右段对应地装有左配流盘12和右配流盘9，左配流盘12和右配流盘9对应地位于转子10的左侧和转子10的右侧，左配流盘12的安装位置和右配流盘9的安装位置在垂直于输出轴的平面上的投影呈90°，左配流盘12的左侧面紧贴右壳体6的左侧。定子7同轴线地安装在左配流盘12和右配流盘9之间，定子7上的过渡直线的两端点与圆心连线的夹角在垂直于输出轴的平面上的投影与配流盘上配油窗口 48两边的夹角在垂直于输出轴的平面上的投影重合。大端盖8紧贴右配流盘9的右侧，大端盖8通过螺栓固定在右壳体6的右侧。
[0058]如图4和图5所示，所述的左壳体2为圆筒和空心圆盘同轴线构成的整体，空心圆盘位于圆筒的开口端，空心圆盘的右侧面与圆筒开口端的端面平齐，圆筒的封闭端同轴线地开有圆孔。圆筒筒体的内壁从里到外依次开有第一左壳体环形槽20、第二左壳体环形槽21、第三左壳体环形槽22、第四左壳体环形槽23和第五左壳体环形槽24，第一左壳体环形槽20、第二左壳体环形槽21、第三左壳体环形槽22、第四左壳体环形槽23和第五左壳体环形槽24依次距圆筒封闭端内壁的位置与图9所示的第一阀体环形槽28、第二阀体环形槽29、第三阀体环形槽30、第四阀体环形槽31和第五阀体环形槽32距阀体13左端的位置相同。
[0059]如图4和图5所示，圆筒筒壁沿轴线方向对称地开有低压油道I和高压油道14，低压油道I与第一左壳体环形槽20和第五左壳体环形槽24分别相通，高压油道14与第三左壳体环形槽22相通。在圆筒筒壁沿轴线方向和空心圆盘环壁沿径向反方向开有第一左壳体油道16，第一左壳体油道16的一个油口与第二左壳体环形槽21相通，第一左壳体油道16的另外一个油口位于左壳体2的空心圆盘右侧，，第二左壳体油道19的一个油口与第四左壳体环形槽23相通,第二左壳体油道19的另外一个油口与第一左壳体油道16的另外一个油口对称设置。
[0060]第一左壳体油道16的中心线和第二左壳体油道19的中心线位于一个平面，低压油道I的中心线和高压油道14的中心线位于另一平面，所述的一个平面与所述的另一平面相互垂直。
[0061]如图6、图7和图8所示，所述的右壳体6为圆筒状，圆筒的两端设有法兰盘，圆筒的封闭端开有中心孔。在圆筒筒壁的封闭端沿轴向方向对称地开有第一右壳体油道17和第二右壳体油道18。
[0062]第一右壳体油道17与第三右壳体弧形油道27相通,第三右壳体弧形油道27靠近圆筒封闭端的内侧处。第一右壳体油道17的出口位于第三右壳体弧形油道27的起点位置处，第三右壳体弧形油道27的弧形所对应的圆心角为165?170°，第三右壳体弧形油道27的两个出口位于圆筒的内壁。
[0063]第二右壳体油道18与第四右壳体弧形油道25相通，第四右壳体弧形油道25靠近圆筒的右端处。第二右壳体油道18的出口位于第四右壳体弧形油道25的中间位置处，第四右壳体弧形油道25的弧形所对应的圆心角为180°，第四右壳体弧形油道25的两个出口位于圆筒的内壁。右壳体6的右端面开有右壳体密封槽26。
[0064]如图2、图9、图10和图11所示，所述的阀体13为空心圆柱体和输出轴同轴线组成的整体，空心圆柱体的外径与壳体2的内径名义尺寸相等。在空心圆柱体的柱面上从左向右依次设有第一阀体环形槽28、第二阀体环形槽29、第三阀体环形槽30、第四阀体环形槽31和第五阀体环形槽32，第一阀体环形槽28、第二阀体环形槽29、第三阀体环形槽30、第四阀体环形槽31和第五阀体环形槽32的每个槽形底部分别对称地开有2个径向油孔，每个槽形底部的2个径向油孔均位于空心圆柱体的2条各自对应的素线上。阀体13的输出轴由左段、中段和右段组成，中段为花键轴33，左段和右段为圆形轴。
[0065]图9所示的第一阀体环形槽28、第二阀体环形槽29、第三阀体环形槽30、第四阀体环形槽31和第五阀体环形槽32依次距阀体13左端的位置与图12所示的第一阀套环形槽34、第二阀套环形槽35、第三阀套环形槽36、第四阀套环形槽37、第五阀套环形槽38依次距阀套3左端的位置对应相同。
[0066]如图12和图13所示，所述的阀套3呈圆管状，圆管的表面自左向右依次开有第一阀套环形槽34、第二阀套环形槽35、第三阀套环形槽36、第四阀套环形槽37和第五阀套环形槽38，第一阀套环形槽34和第五阀套环形槽38宽度相等，第二阀套环形槽35、第三阀套环形槽36和第四阀套环形槽37宽度相等，第二阀套环形槽35宽度是第一阀套环形槽34宽度的2.5至3.5倍，第一阀套环形槽34和第五阀套环形槽38的底部对称地开有矩形油口，第二阀套环形槽35、第三阀套环形槽36和第四阀套环形槽37底部的两侧对称地开有矩形油口，阀套3右端设有阶梯孔39。
[0067]八个矩形油口的中心线位于圆管的轴线与圆管的一条素线所形成的平面上，另八个矩形油口的中心线位于圆管的轴线与圆管的另一条素线所形成的平面上，所述的两条素线呈180。。
[0068]如图14、图15和图16所示，所述的阀芯4为圆柱体和轴头同轴线组成的整体，轴头的中部设有密封槽40，轴头端同轴线地设有安装孔，圆柱体的表面均匀地开有4个阀芯环形槽，所述4个阀芯环形槽将圆柱体的表面由左向右依次分割为第一阀芯圆环面45、第二阀芯圆环面44、第三阀芯圆环面43、第四阀芯圆环面42和第五阀芯圆环面41，第一阀芯圆环面45、第二阀芯圆环面44、第三阀芯圆环面43和第四阀芯圆环面42的右侧均对称地开有两个矩形槽，第一阀芯圆环面45和第三阀芯圆环面43的两个矩形槽分别位于圆柱面各自对应的两条素线上，第二阀芯圆环面44和第四阀芯圆环面42的两个矩形槽分别位于圆柱面各自对应的两条素线上，四条素线均匀分布。在阀芯4的内部沿轴线方向设有阀芯油道46，阀芯油道46的左油口和右油口位于圆柱体对应的左侧端面和右侧端面。
[0069]如图17所示，所述的转子10的结构是:在圆柱面沿轴线方向均匀地开有12个叶片槽47，每个叶片槽47的形状相同，每个叶片槽47的横截面的中心线分别通过圆柱体的轴心，每个叶片槽47的深度为圆柱体外径的0.45?0.55倍，圆柱体外径为右壳体6内径的
0.45?0.55倍。圆柱体的中心孔为内花键。
[0070]如图18所示，所述的左配流盘12与右配流盘9相同，横截面呈圆形，圆形的中心孔49孔径为图11所示的阀体13输出轴的花键轴33外径的1.1?1.3倍，在圆形的外圆处设有两个扇环状的配油窗口 48，两个扇环状的配油窗口 48对称布置。扇环的扇形圆心角Θ为35?40° ,扇环的底部半径为圆面半径的0.45?0.55倍。
[0071]如图19所示，所述的定子7的结构为设有内腔的圆柱体，圆柱体半径R1的名义尺寸与图6所示的右壳体6内壁半径的名义尺寸相等。图19所示的内腔横截面中心对称，内腔横截面由两个第一圆弧50、两个第二圆弧51和第一圆弧50与第二圆弧51的切线组成，第一圆弧50半径R2为0.4?0.5?，第二圆弧51半径R3为0.5?0.6?，第二圆弧51圆心在轴心上，第一圆弧50的圆心与圆柱体轴心的距离L1为0.3?0.5? ο两个第一圆弧50所对应的弦的垂直平分线与第二圆弧51所对应的弦的垂直平分线垂直。
[0072]其中:圆柱体的半径为R1,第一圆弧50的半径为R2,第二圆弧51的半径为R3。
[0073]实施例2
[0074]一种转角自伺服阀控马达。除下述技术参数外，其余同实施例1:
[0075]在圆柱面沿轴线方向均匀地开有10?11个叶片槽47，每个叶片槽47的深度为圆柱体外径的0.4?0.5倍，圆柱体外径为右壳体6内径的0.4?0.5倍。
[0076]扇环的扇形圆心角Θ为30?35° ,扇环的底部半径为圆面半径的0.4?0.5倍。
[0077]实施例3
[0078]—种转角自伺服阀控马达。除下述技术参数外，其余同实施例1:
[0079]在圆柱面沿轴线方向均匀地开有13?15个叶片槽47，每个叶片槽47的深度为圆柱体外径的0.5?0.6倍，圆柱体外径为右壳体6内径的0.5?0.6倍。
[0080]扇环的扇形圆心角Θ为40?45° ,扇环的底部半径为圆面半径的0.5?0.6倍。
[0081]本【具体实施方式】的工作过程是:
[0082]高压油从左壳体2的高压油道14进入第三左壳体环形槽22与第三阀体环形槽30所构成的油道，再通过第三阀体环形槽30底部的径向油道进入第三阀套环形槽36。
[0083]当阀芯4相对于阀套3逆时针旋转(即图1或图2从左向右看)时，高压油从阀套3的第三阀套环形槽36的右矩形油口经阀芯4上对应的矩形槽进入阀套3的第四阀套环形槽37，高压油通过第四阀体环形槽31底部的径向油道进入第四左壳体环形槽23与第四阀体环形槽31构成的油道，再经第二左壳体油道19进入第二右壳体油道18，然后进入第四右壳体弧形油道25，最后流进左配流盘12、右配流盘9、定子7、转子10和叶片11组成的封闭腔中。叶片11在高压油的推动下随转子10逆时针转动，当叶片11随转子10转动90°时，所述封闭腔的体积开始减小，此时所述封闭腔与第三右壳体弧形油道27连通，高压油变为低压油。低压油从第三右壳体弧形油道27流出，随后进入第一右壳体油道17，低压油经第一右壳体油道17进入第一左壳体油道16，再进入第二阀体环形槽29与第二左壳体环形槽21构成的油道，然后通过第二阀体环形槽29底部的径向油道进入第二阀套环形槽35，低压油由阀套3第二阀套环形槽35左矩形油口经过阀芯4上的矩形槽进入第一阀套环形槽34，最后进入左壳体低压油道I。
[0084]当阀芯4相对于阀套3顺时针旋转时(即图1或图2从左向右看)，高压油从阀套3的第三阀套环形槽36的左矩形油口经阀芯4上对应的矩形槽进入阀套3的第二阀套环形槽35，高压油通过第二阀体环形槽29底部的径向油道进入第二左壳体环形槽21与第二阀体环形槽29构成的油道，再经第一左壳体油道16进入第一右壳体油道17，然后进入第三右壳体弧形油道27，最后流进左配流盘12、右配流盘9、定子7、转子10和叶片11构成的封闭腔中。叶片11在高压油的推动下随转子10顺时针转动，当叶片11随转子10转动90°时，所述封闭腔的体积开始减小，此时所述封闭腔与第四右壳体弧形油道25连通，高压油变为低压油。低压油从第四右壳体弧形油道25流出，随后进入第二右壳体油道18，低压油经第二右壳体油道18进入第二左壳体油道19，再进入第四阀体环形槽31与第四左壳体环形槽23构成的油道，然后通过第四阀体环形槽31底部的径向油道进入第四阀套环形槽37，低压油由阀套3第四阀套环形槽37右矩形油口经过阀芯4上的矩形槽进入第五阀套环形槽38，最后进入左壳体低压油道I。
[0085]由于采用上述技术方案，本【具体实施方式】与现有技术相比，具有如下积极效果:
[0086]1、由于右壳体6的空腔中不存在挡板，因此阀体13的输出轴不仅能够跟随伺服电机15朝两个方向转动，而且还能单方向连续旋转，另外由于全部油道设在内壁上，因此没有了油管缠绕等麻烦。
[0087]2、由于本【具体实施方式】的阀体13上均采用的是环形油道，油液均匀地分布在阀体13的环形槽中，因此阀体13受到的径向力平衡，有效地消除了液压卡紧力、摩擦力的影响。
[0088]由此，本【具体实施方式】具有能够实现360°连续旋转和阀体13径向受力平衡的特H.1
CO
【权利要求】
1.一种转角自伺服阀控马达，其特征在于所述转角自伺服阀控马达的结构是:左壳体(2)和右壳体(6)通过螺栓同轴线固定连接，阀体(13)的空心圆柱体同轴线地装在左壳体(2)内，阀体(13)的输出轴通过左壳体(2)的小端盖(5)从右壳体(6)的大端盖⑶的中心孔穿出；左壳体(2)的第一左壳体油道(16)和右壳体(6)的第一右壳体油道(17)相通，左壳体(2)的第二左壳体油道(19)与右壳体￠)的第二右壳体油道(18)相通，第一左壳体油道(16)和第一右壳体油道(17)间装有密封圈，第二左壳体油道(19)与第二右壳体油道(18)间装有密封圈； 阀套(3)同轴线地安装在阀体(13)的空心圆柱体内，阀芯(4)同轴线地安装在阀套(3)内，阀芯(4)左端的轴头同轴线地安装在左壳体(2)左侧的圆孔内；伺服电机(15)的输出轴与阀芯(4)的轴头端的安装孔同轴线键链接，伺服电机(15)通过固定架固定在左壳体⑵的左侧；小端盖(5)同轴线地固定在左壳体(2)的右端面，小端盖(5)的圆环紧贴阀体(13)的空心圆柱体的外侧； 在右壳体(6)内，阀体(13)输出轴的中段花键轴(33)装有转子(10)，转子的叶片槽(47)各装有叶片(11);阀体(13)输出轴的左段和右段对应地装有左配流盘(12)和右配流盘(9)，左配流盘(12)和右配流盘(9)对应地位于转子(10)的左侧和转子(10)的右侧，左配流盘(12)的安装位置和右配流盘(9)的安装位置在垂直于输出轴的平面上的投影呈90°，左配流盘(12)的左侧面紧贴右壳体￠)的左侧；定子(7)同轴线地安装在左配流盘(12)和右配流盘(9)之间，定子(7)上的过渡直线的两端点与圆心连线的夹角在垂直于输出轴的平面上的投影与配流盘上配油窗口(48)两边的夹角在垂直于输出轴的平面上的投影重合；大端盖(8)紧贴右配流盘(9)的右侧，大端盖(8)通过螺栓固定在右壳体(6)的右侧。
2.根据权利要求1所述的转角自伺服阀控马达，其特征在于所述的左壳体(2)为圆筒和空心圆盘同轴线构成的整体,空心圆盘位于圆筒的开口端，空心圆盘的右侧面与圆筒开口端的端面平齐，圆筒的封闭端同轴线地开有圆孔；圆筒筒体的内壁从里到外依次开有第一左壳体环形槽(20)、第二左壳体环形槽(21)、第三左壳体环形槽(22)、第四左壳体环形槽(23)和第五左壳体环形槽(24)，第一左壳体环形槽(20)、第二左壳体环形槽(21)、第三左壳体环形槽(22)、第四左壳体环形槽(23)和第五左壳体环形槽(24)依次距圆筒封闭端内壁的位置与第一阀体环形槽(28)、第二阀体环形槽(29)、第三阀体环形槽(30)、第四阀体环形槽(31)和第五阀体环形槽(32)距阀体(13)左端的位置相同； 圆筒筒壁沿轴线方向对称地开有低压油道(I)和高压油道(14)，低压油道(I)与第一左壳体环形槽(20)和第五左壳体环形槽(24)分别相通，高压油道(14)与第三左壳体环形槽(22)相通；在圆筒筒壁沿轴线方向和空心圆盘环壁沿径向反方向开有第一左壳体油道(16)，第一左壳体油道(16)的一个油口与第二左壳体环形槽(21)相通，第一左壳体油道(16)的另外一个油口位于左壳体(2)的空心圆盘右侧,第二左壳体油道(19)的一个油口与第四左壳体环形槽(23)相通，第二左壳体油道(19)的另外一个油口与第一左壳体油道(16)的另外一个油口对称设置； 第一左壳体油道(16)的中心线和第二左壳体油道(19)的中心线位于一个平面，低压油道(I)的中心线和高压油道(14)的中心线位于另一平面，所述的一个平面与所述的另一平面相互垂直。
3.根据权利要求1所述的转角自伺服阀控马达，其特征在于所述的右壳体(6)为圆筒状，圆筒的两端设有法兰盘，圆筒的封闭端开有中心孔；在圆筒筒壁的封闭端沿轴向方向对称地开有第一右壳体油道(17)和第二右壳体油道(18)； 第一右壳体油道(17)与第三右壳体弧形油道(27)相通,第三右壳体弧形油道(27)靠近圆筒封闭端的内侧处；第一右壳体油道(17)的出口位于第三右壳体弧形油道(27)的起点位置处，第三右壳体弧形油道(27)的弧形所对应的圆心角为165?170°，第三右壳体弧形油道(27)的两个出口位于圆筒的内壁； 第二右壳体油道(18)与第四右壳体弧形油道(25)相通，第四右壳体弧形油道(25)靠近圆筒的右端处；第二右壳体油道(18)的出口位于第四右壳体弧形油道(25)的中间位置处，第四右壳体弧形油道(25)的弧形所对应的圆心角为180°，第四右壳体弧形油道(25)的两个出口位于圆筒的内壁；右壳体(6)的右端面开有右壳体密封槽(26)。
4.根据权利要求1所述的转角自伺服阀控马达，其特征在于所述的阀体(13)为空心圆柱体和输出轴同轴线组成的整体，空心圆柱体的外径与壳体(2)的内径名义尺寸相等；在空心圆柱体的柱面上从左向右依次设有第一阀体环形槽(28)、第二阀体环形槽(29)、第三阀体环形槽(30)、第四阀体环形槽(31)和第五阀体环形槽(32)，第一阀体环形槽(28)、第二阀体环形槽(29)、第三阀体环形槽(30)、第四阀体环形槽(31)和第五阀体环形槽(32)的每个槽形底部分别对称地开有2个径向油孔，每个槽形底部的2个径向油孔均位于空心圆柱体的2条各自对应的素线上；阀体(13)的输出轴由左段、中段和右段组成，中段为花键轴(33)，左段和右段为圆形轴； 第一阀体环形槽(28)、第二阀体环形槽(29)、第三阀体环形槽(30)、第四阀体环形槽(31)和第五阀体环形槽(32)依次距阀体(13)左端的位置与第一阀套环形槽(34)、第二阀套环形槽(35)、第三阀套环形槽(36)、第四阀套环形槽(37)、第五阀套环形槽(38)依次距阀套(3)左端的位置对应相同。
5.根据权利要求1所述的转角自伺服阀控马达，其特征在于所述的阀套(3)呈圆管状，圆管的表面自左向右依次开有第一阀套环形槽(34)、第二阀套环形槽(35)、第三阀套环形槽(36)、第四阀套环形槽(37)和第五阀套环形槽(38)，第一阀套环形槽(34)和第五阀套环形槽(38)宽度相等，第二阀套环形槽(35)、第三阀套环形槽(36)和第四阀套环形槽(37)宽度相等，第二阀套环形槽(35)宽度是第一阀套环形槽(34)宽度的2.5至3.5倍；第一阀套环形槽(34)和第五阀套环形槽(38)的底部对称地开有矩形油口，第二阀套环形槽(35)、第三阀套环形槽(36)和第四阀套环形槽(37)底部的两侧对称地开有矩形油口，阀套(3)右端设有阶梯孔(39)； 八个矩形油口的中心线位于圆管的轴线与圆管的一条素线所形成的平面上，另八个矩形油口的中心线位于圆管的轴线与圆管的另一条素线所形成的平面上，所述的两条素线呈180。。
6.根据权利要求1所述的转角自伺服阀控马达，其特征在于所述的阀芯(4)为圆柱体和轴头同轴线组成的整体；轴头的中部设有密封槽(40)，轴头端同轴线地设有安装孔，圆柱体的表面均匀地开有4个阀芯环形槽，所述4个阀芯环形槽将圆柱体的表面由左向右依次分割为第一阀芯圆环面(45)、第二阀芯圆环面(44)、第三阀芯圆环面(43)、第四阀芯圆环面(42)和第五阀芯圆环面(41)，第一阀芯圆环面(45)、第二阀芯圆环面(44)、第三阀芯圆环面(43)和第四阀芯圆环面(42)的右侧均对称地开有两个矩形槽，第一阀芯圆环面(45)和第三阀芯圆环面(43)的两个矩形槽分别位于圆柱面各自对应的两条素线上，第二阀芯圆环面(44)和第四阀芯圆环面(42)的两个矩形槽分别位于圆柱面各自对应的两条素线上，四条素线均匀分布；在阀芯(4)的内部沿轴线方向设有阀芯油道(46)，阀芯油道(46)的左油口和右油口位于圆柱体对应的左侧端面和右侧端面。
7.根据权利要求1所述的转角自伺服阀控马达，其特征在于所述的转子(10)的结构是:在圆柱面沿轴线方向均匀地开有1(Γ15个叶片槽(47)，每个叶片槽(47)的形状相同，每个叶片槽(47)的横截面的中心线分别通过圆柱体的轴心，每个叶片槽(47)的深度为圆柱体外径的0.4?0.6倍，圆柱体外径为右壳体(6)内径的0.4?0.6倍；圆柱体的中心孔为内花键。
8.根据权利要求1所述的转角自伺服阀控马达，其特征在于所述的左配流盘(12)与右配流盘(9)相同，横截面呈圆形，圆形的中心孔(49)孔径为阀体(13)输出轴的花键轴(33)外径的1.fl.3倍，在圆形的外圆处设有两个扇环状的配油窗口(48)，两个扇环状的配油窗口(48)对称布置；扇环的扇形圆心角&为30?45°，扇环的底部半径为圆面半径的0.4^0.6倍。
9.根据权利要求1所述的转角自伺服阀控马达，其特征在于所述的定子(7)的结构为设有内腔的圆柱体，圆柱体半径馬的名义尺寸与右壳体(6)内壁半径的名义尺寸相等；内腔的横截面中心对称，内腔横截面由两个第一圆弧(50)、两个第二圆弧(51)和第一圆弧(50)与第二圆弧(51)的切线组成，第一圆弧(50)半径！2为0.4?0.5鳥，第二圆弧(51)半径馬为0.5?0.6馬，第二圆弧(51)圆心在轴心上，第一圆弧(50)的圆心与圆柱体轴心的距离桑为0.3^0.5 J1 ;两个第一圆弧(50)所对应的弦的垂直平分线与第二圆弧(51)所对应的弦的垂直平分线垂直； 其中:圆柱体的半径为馬，第一圆弧(50)的半径为^，第二圆弧(51)的半径为馬。
【文档编号】F15B13/02GK203978981SQ201420463160
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年8月15日 优先权日:2014年8月15日
【发明者】蒋林, 郑开柳, 刘晓磊, 金晓宏, 胡金, 黄桂德, 赵慧, 朱建阳, 刘白雁, 雷斌, 曾镛, 许仁波, 陶波 申请人:武汉科技大学