全桥式力反馈弹性压扭联轴器型2d电液比例换向阀的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电液比例控制系统领域，更具体地说，涉及一种全桥式力反馈弹性压 扭联轴器型2D电液比例换向阀。
【背景技术】
[0002] 电液比例阀是采用比例控制技术，介于开关型液压阀和电液伺服阀之间的一种液 压元件。由于电液比例阀能够与电子控制装置组合，因而便于对各种输入、输出信号进行运 算处理，以实现复杂的控制功能。同时，电液比例阀具有抗污染、低成本且响应速度快等优 点，在工业生产中获得了广泛的应用。
[0003] 现有的电液比例换向阀一般可采用直动式和导控型两种结构的设计方案。直动式 电液比例换向阀由线性-转动电机械转换器直接驱动阀芯运动，其结构简单，且可以在零压 力下工作，但由于受线性-转动电机械转换器输出推力的限制无法实现大流量控制。导控型 电液比例换向阀由导阀控制主阀敏感腔的压力变化，产生较大的液压静压力驱动主阀芯运 动，可以实现大流量控制，但其结构复杂，且无法在零导控压力下工作。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种高压大流量， 且结构简单的全桥式力反馈弹性压扭联轴器型2D电液比例换向阀。
[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造了一种全桥式力反馈弹性压扭 联轴器型2D电液比例换向阀，包括换向阀、两个分别连接在所述换向阀两端的线性-转动电 机械转换器，以及两个压扭联轴器;所述换向阀包括阀体，以及安装在所述阀体内的阀芯； 每个所述线性-转动电机械转换器包括壳体，以及安装在所述壳体内的转子;所述阀芯左端 台肩上开设有径向对称分布的两对左端高压孔和两对左端低压孔，两对所述左端高压孔与 系统压加 P 口相通，两对所述左端低压孔与回油压加 T 口相通;所述阀芯右端开设有与 两对左端高压孔和两对左端低压孔斜对称的两对右端高压孔和两对右端低压孔；
[0006] 所述阀体内部开设有左感受通道和右感受通道;所述2D电液比例换向阀处于平衡 的初始位置时，所述左感受通道与两对左端高压孔和两对左端低压孔形成第一交接面积， 所述右感受通道与两对所述右端高压孔和两对右端低压孔形成第二交接面积，所述第一交 接面积与所述第二交接面积相同；
[0007] 每个所述线性-转动电机械转换器分别通过所述压扭联轴器与所述阀芯连接;每 个所述压扭联轴器包括与所述阀芯固定连接的第一连接部、与所述转子固定连接的第二连 接部、连接在所述第一连接部与所述第二连接部之间的第一弹性螺旋件与第二弹性螺旋 件、安装板，以及多个反馈杆;所述阀芯、所述第一连接部、所述第二连接部，以及所述转子 均同轴设置;所述第一连接部、所述第二连接部、所述第一弹性螺旋件、所述第二弹性螺旋 件、所述安装板以及所述反馈杆为一体化结构；
[0008] 所述第一连接部与所述第二连接部为外径相同的圆柱体;所述第一弹性螺旋件与 所述第二弹性螺旋件的旋向相同，且所述第一弹性螺旋件与所述第二弹性螺旋件分别在所 述第一连接部的同一端面上的投影相互分离;所述安装板包括固定安装在所述阀体上的板 体，以及开设在所述板体中心的通孔;所述第一连接部可在所述通孔中伸缩运动;每个所述 反馈杆连接在所述第一连接部的外壁与所述通孔的内壁之间；多个所述反馈杆均勾地分布 在所述第一连接部的外壁上；
[0009] 当所述转子转动以带动所述第二连接部转动时，所述第一弹性螺旋件与所述第二 弹性螺旋件产生相对扭转以带动所述第一连接部旋转运动。
[0010] 在本发明所述的全桥式力反馈弹性压扭联轴器型2D电液比例换向阀中，所述板体 呈正方体。
[0011]在本发明所述的全桥式力反馈弹性压扭联轴器型2D电液比例换向阀中，所述2D电 液比例换向阀还包括套装在所述压扭联轴器一端的外部的套筒;所述套筒的一端与所述安 装板固定连接，所述套筒的另一端与所述壳体连接。
[0012] 在本发明所述的全桥式力反馈弹性压扭联轴器型2D电液比例换向阀中，所述套筒 为方形的中空结构。
[0013] 在本发明所述的全桥式力反馈弹性压扭联轴器型2D电液比例换向阀中，所述反馈 杆为四个。
[0014] 实施本发明的全桥式力反馈弹性压扭联轴器型2D电液比例换向阀，具有以下有益 效果:所述2D电液比例换向阀采用带反馈杆的压扭联轴器的结构，当线性-转动电机械转换 器得电，转子的旋转运动使阀芯旋转，阀芯两端压差使阀芯移动，第一弹性螺旋件与第二弹 性螺旋件产生轴向错位距离将产生一定的复位扭矩，且反馈杆也将产生一定的复位扭矩， 共同使使第一连接部旋转回初始角度，重新达到平衡，采用带反馈杆的压扭联轴器具有无 摩擦传递、柔性好，动态响应好、体积小且加工装配简便等优点。
【附图说明】
[0015] 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
[0016] 图1是本发明较佳实施例提供的全桥式力反馈弹性压扭联轴器型2D电液比例换向 阀的内部结构示意图；
[0017] 图2是图1中的A部放大图；
[0018]图3是图1所示的2D电液比例换向阀中的两个压扭联轴器分别与阀芯、转子连接的 结构图；
[0019] 图4是图1所示的2D电液比例换向阀中的压扭联轴器的结构图；
[0020] 图5是图1所示的2D电液比例换向阀中的压扭联轴器的局部结构图；
[0021] 图6是图1所示的2D电液比例换向阀中的压扭联轴器的第一弹性螺旋件与所述第 二弹性螺旋件的扰度简图。
【具体实施方式】
[0022] 为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明 本发明的【具体实施方式】。在本发明的描述中，需要理解的是，术语"第一"、"第二"、"左端"、 "右端"等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0023] 如图1、图2、图3、图4以及图5所示，本发明的较佳实施例提供一种全桥式力反馈弹 性压扭联轴器型2D电液比例换向阀，其包括换向阀1、线性-转动电机械转换器2、压扭联轴 器3以及套筒4。
[0024] 具体地，如图1、图2以及图3所示，该换向阀1包括阀体11，以及安装在阀体11内的 阀芯12。该阀芯12左端台肩上开设有径向对称分布的两对左端高压孔121和两对左端低压 孔122,两对左端高压孔121与系统压加P口相通，两对左端低压孔122与回油压加T口相 通，A 口和B 口分别为工作油口。该阀芯12右端开设有与两对左端高压孔121和两对左端低压 孔122斜对称的两对右端高压孔123和两对右端低压孔124。上述斜对称是指，如果两对左端 高压孔121在阀芯12中轴线之上，那两对右端高压孔123就在阀芯12中轴线之下，同理，如果 两对左端低压孔122在阀芯12中轴线之下，那两对右端低压孔124就在阀芯12中轴线之上。 该阀体11内部开设有左感受通道125和右感受通道126,所述左感受通道125与阀芯11左端 敏感腔相通，所述右感受通道126与阀芯11右端敏感腔相通。当2D电液比例换向阀处于平衡 的初始位置时，左感受通道125与两对左端高压孔121和两对左端低压孔122形成第一交接 面积，右感受通道126与两对右端高压孔123和两对右端低压孔124形成第二交接面积，第一 交接面积与第二交接面积相同。
[0025] 该线性-转动电机械转换器2设置有两个，两个线性-转动电机械转换器2分别连接 在换向阀1的两端。每个线性-转动电机械转换器2包括壳体21，以及安装在壳体21内的转子 22。本实施例中，每个线性-转动电机械转换器2分别通过压扭联轴器3与阀芯12连接。该线 性-转动电机械转换器2为旋转比例电磁铁或步进电机，其均为现有技术中常见的结构，在 此不再赘述。
[0026] 如图3、图4、图5并参阅图1所示，该压扭联轴器3用于将线性-转动电机械转换器2 中的转子22的转动变为换向阀1中的阀芯12的旋转运动。压扭联轴器3包括第一连接部31、 第二连接部32、第一弹性螺旋件33、第二弹性螺旋件34、安装板35以及反馈杆36。第一连接 部31、第二连接部32、第一弹性螺旋件33、第二弹性螺旋件34、安装板35以及反馈杆36为一 体化结构，其整体性结构较好，组装拆卸所述2D电液比例换向阀时较为简便。该实施例中， 阀芯12、第一连接部31、第二连接部32,以及转子22均同轴设置。
[0027]其中，如图4、图5并参阅图1、图2所示，该第一连接部31与阀芯12固定连接，该第二 连接部32与转子22固定连接，第一连接部31与第二连接部32为外径相同的圆柱体。该第一 弹性螺旋件33与该第二弹性螺旋件34分别连接在第一连接部31与第二连接部32之间，也即 第一弹性螺旋件33连接在第一连接部31与第二连接部32相邻的两端面，第二弹性螺旋件34 同样连接在第一连接部31与第二连接部32相邻的两端面。本实施例中，第一弹性螺旋件33 与第二弹性螺旋件34的旋向相同，且第一弹性螺旋件33与第二弹性螺旋件34分别在第一连 接部31的同一端面上的投影相互分离，该投影为扇环形，两个投影呈轴对称设置。当转子22 转动以带动第二连接部32转动时，第一弹性螺旋件33与第二弹性螺旋件34产生相对扭转以 带动第一连接部31旋转运动。
[0028]参阅图6所示，本实施例中，优选地，第一弹性螺旋件33与第二弹性螺旋件34为相 同结构反向对称设置，其数学模型如下：
[0029] X= φ · r
[0030] 1=φ . r
[0033] 其中：
[0034] Φ :第一弹性螺旋件或第二弹性螺旋件端面投影对应的圆心角；
[0035] r:第一弹性螺旋件或第二弹性螺旋件端面投影对应的半径；
[0036] Φ:第一弹性螺旋件或第二弹