一种简化液压半桥结构的二维电液伺服阀

本发明涉及电液伺服阀，具体涉及一种简化液压半桥结构的二维电液伺服阀。

背景技术：

1、电液伺服阀是电液伺服控制中的关键元件，它是一种接受模拟电信号后，相应输出调制的流量和压力的液压控制阀。电液伺服阀具有动态响应快、控制精度高、使用寿命长等优点，已广泛应用于航空、航天、舰船、冶金、化工等领域的电液伺服控制系统中。

2、现有的二维电液伺服阀一般由滑阀组件、电-机械转换器模块、位移传感器模块以及传动机构模块组成。其中滑阀组件包括阀体、阀芯和阀套，传统上阀芯上的高压孔和低压孔采用电火花的加工方式。一般来说，电火花加工设备的价格相对较高。这主要是因为电火花加工设备的结构和工作原理相对复杂，对设备和技术的要求较高，因此成本也相应较高。并且电火花加工的加工速度相对较慢，尤其是在处理复杂形状的工件时。

3、现有的二维电液伺服阀一般采用磁钢实现阀芯的复位。如申请公布号为cn114718933a的中国发明专利公开了一种零位可调的二维电机直驱电液伺服阀，该电液伺服阀通过磁钢复位调零机构实现二维阀无接触的旋转复位和轴向复位，但该种方式具有不易拆卸、复位力不足、高压下易损换以及高温下易退磁的缺点。

4、再如申请号为2023115345545的中国发明专利，公开了一种基于干湿分离传动机构的二维电液伺服阀，该二维电液伺服阀亦是通过两个异极性的磁钢相互吸引实现阀芯的旋转复位。具有以下缺陷：1、磁钢的磁性会随着使用时间的增加而逐渐减弱，导致伺服阀的响应速度变慢，影响控制精度。2、磁钢复位容易受到外界磁场的影响，如果周围存在强磁场，可能会导致伺服阀的性能受到影响。3、磁钢复位的维护和保养较为复杂，需要定期检查和更换磁钢等部件，增加了使用成本和维护工作量。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种简化液压半桥结构的二维电液伺服阀。

2、为解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案实现：

3、一种简化液压半桥结构的二维电液伺服阀，包括滑阀组件，滑阀组件通过传动机构连接电-机械转换器，所述滑阀组件包括阀体、安装在阀体内的阀芯和设置在阀芯外侧的阀套，所述阀套从左至右依次开设有t口、a口、p口、b口以及t口，其特征在于：阀芯从左至右设有四个台肩，第二台肩和第三台肩分别位于a口和b口处，阀芯中部设有与p口连通的高压流道，第一台肩在阀芯的轴向方向上对应贯通设置有与t口连通的低压流道，第一台肩上设有与阀芯的轴向方向相垂直的高压通槽和低压通槽，高压通槽和低压通槽交错布置，且高压通槽位于低压通槽的右侧，高压通槽与高压流道连通，低压通槽与低压流道连通。

4、进一步的：所述传动机构包括连接壳体，连接壳体内设置湿式操作腔和干式操作腔，湿式操作腔和干式操作腔通过中间连接套相互独立布置，湿式操作腔与滑阀组件连通，干式操作腔内设置与电-机械转换器连接的一级力矩放大机构，湿式操作腔内设置与阀芯连接的二级力矩放大机构，一级力矩放大机构和二级力矩放大机构相连接。

5、进一步的：所述阀芯伸入湿式操作腔内，且其伸入端上套设有轴向调零复位组件；所述一级力矩放大机构上设置旋转调零复位组件。

6、进一步的：所述连接壳体与滑阀组件之间连接右塞环，右塞环套设在阀芯的外侧，所述轴向调零复位组件包括套设于阀芯伸入端上的第一轴承和第二轴承，右塞环和中间连接套上分别开设第一弹簧槽和第二弹簧槽，第一轴承与第一弹簧槽之间设置第一弹簧，第二轴承与第二弹簧槽之间设置第二弹簧。

7、进一步的：所述旋转调零复位组件包括连接壳体上在一级力矩放大机构的两侧位置对应设置的弹簧保持架，两个弹簧保持架之间固定有弹簧保持杆，弹簧保持杆穿过一级力矩放大机构，一级力矩放大机构的两侧至弹簧保持架之间分别设置有第三弹簧和第四弹簧，第三弹簧和第四弹簧套设于弹簧保持杆的外侧。

8、进一步的：所述一级力矩放大机构包括相连接的y型拨叉和连接拨杆，y型拨叉与电-机械转换器连接，连接拨杆与二级力矩放大机构连接。

9、进一步的：所述连接拨杆的顶部连接第一球头，第一球头置于y型拨叉的主支柱拨叉槽内。

10、进一步的：所述阀套的右侧开设有与t口连通的第一凹槽，右塞环上开设与第一凹槽连通的第二凹槽，所述第一凹槽和第二凹槽构成滑阀组件与湿式操作腔之间的液体连通通道。

11、进一步的：所述高压流道的右端设置有阀芯堵头。

12、本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

13、1、本发明的高压通槽、低压通槽以及低压流道可采用线切割技术进行加工，相较于现有技术中采用的高低压孔电火花加工方式，本发明中的阀芯上的两个高压开口和两个低压开口具有更高的径向对称度。

14、2、进一步的，采用线切割技术对高压通槽、低压通槽以及低压流道进行加工，相较于电火花加工，具有更快的加工速度，从而显著缩短了伺服阀的加工周期。此外，线切割加工设备的性能要求相对较低，且设备价格更为亲民，这使得其更适用于民用领域，促进了产业化的发展。

15、3、本发明不同于现有技术的磁钢复位调零机构，而采用弹簧机械反馈方式。这种方式具有更大的复位力、更强的抗压能力以及更高的耐温性能。重要的是，弹簧的复位力保持稳定，不会因使用时间的增加而逐渐减弱，从而确保了伺服阀的响应速度和控制精度。此外，本发明所采用的调零复位组件无需定期检查和更换部件，显著降低了使用成本和维护工作量。

技术特征：

1.一种简化液压半桥结构的二维电液伺服阀，包括滑阀组件(1)，滑阀组件(1)通过传动机构(2)连接电-机械转换器(3)，所述滑阀组件(1)包括阀体(4)、安装在阀体(4)内的阀芯(5)和设置在阀芯(5)外侧的阀套(6)，所述阀套(6)从左至右依次开设有t口、a口、p口、b口、t口，其特征在于：阀芯(5)从左至右设有四个台肩，第二台肩(8)和第三台肩(9)分别位于a口和b口处，阀芯(5)中部设有与p口连通的高压流道(11)，第一台肩(7)在阀芯(5)的轴向方向上对应贯通设置有与t口连通的低压流道(12)，第一台肩(7)上设有与阀芯(5)的轴向方向相垂直的高压通槽(13)和低压通槽(14)，高压通槽(13)和低压通槽(14)交错布置，且高压通槽(13)位于低压通槽(14)的右侧，高压通槽(13)与高压流道(11)连通，低压通槽(14)与低压流道(12)连通。

2.根据权利要求1所述的一种简化液压半桥结构的二维电液伺服阀，其特征在于：所述传动机构(2)包括连接壳体(15)，连接壳体(15)内设置湿式操作腔(16)和干式操作腔(17)，湿式操作腔(16)和干式操作腔(17)通过中间连接套(18)相互独立布置，湿式操作腔(16)与滑阀组件(1)连通，干式操作腔(17)内设置与电-机械转换器(3)连接的一级力矩放大机构(19)，湿式操作腔(16)内设置与阀芯(5)连接的二级力矩放大机构(20)，一级力矩放大机构(19)和二级力矩放大机构(20)相连接。

3.根据权利要求2所述的一种简化液压半桥结构的二维电液伺服阀，其特征在于：所述阀芯(5)伸入湿式操作腔(16)内，且其伸入端上套设有轴向调零复位组件；所述一级力矩放大机构(19)上设置旋转调零复位组件。

4.根据权利要求3所述的一种简化液压半桥结构的二维电液伺服阀，其特征在于：所述连接壳体(15)与滑阀组件(1)之间连接右塞环(21)，右塞环(21)套设在阀芯(5)的外侧，所述轴向调零复位组件包括套设于阀芯(5)伸入端上的第一轴承(22)和第二轴承(23)，右塞环(21)和中间连接套(18)上分别开设第一弹簧槽(24)和第二弹簧槽(25)，第一轴承(22)与第一弹簧槽(24)之间设置第一弹簧(26)，第二轴承(23)与第二弹簧槽(25)之间设置第二弹簧(27)。

5.根据权利要求3所述的一种简化液压半桥结构的二维电液伺服阀，其特征在于：所述旋转调零复位组件包括连接壳体(15)上在一级力矩放大机构(19)的两侧位置对应设置的弹簧保持架(28)，两个弹簧保持架(28)之间固定有弹簧保持杆(29)，弹簧保持杆(29)穿过一级力矩放大机构(19)，一级力矩放大机构(19)的两侧至弹簧保持架(28)之间分别设置有第三弹簧(53)和第四弹簧(54)，第三弹簧(53)和第四弹簧(54)套设于弹簧保持杆(29)的外侧。

6.根据权利要求2所述的一种简化液压半桥结构的二维电液伺服阀，其特征在于：所述一级力矩放大机构(19)包括相连接的y型拨叉(30)和连接拨杆(31)，y型拨叉(30)与电-机械转换器(3)连接，连接拨杆(31)与二级力矩放大机构(20)连接。

7.根据权利要求6所述的一种简化液压半桥结构的二维电液伺服阀，其特征在于：所述连接拨杆(31)的顶部连接第一球头(32)，第一球头(32)置于y型拨叉(30)的主支柱拨叉槽(34)内。

8.根据权利要求4所述的一种简化液压半桥结构的二维电液伺服阀，其特征在于：所述阀套(6)的右侧开设有与t口连通的第一凹槽(38)，右塞环(21)上开设与第一凹槽(38)连通的第二凹槽(39)，所述第一凹槽(38)和第二凹槽(39)构成滑阀组件(1)与湿式操作腔(16)之间的液体连通通道。

9.根据权利要求1所述的一种简化液压半桥结构的二维电液伺服阀，其特征在于：所述高压流道(11)的右端设置有阀芯堵头(40)。

技术总结
本发明提供了一种简化液压半桥结构的二维电液伺服阀，包括滑阀组件，滑阀组件通过传动机构连接电‑机械转换器，所述滑阀组件包括阀体、阀芯和阀套，所述阀套从左至右依次开设有T口、A口、P口、B口以及T口，其特征在于：阀芯从左至右设有四个台肩，第二台肩和第三台肩分别位于A口和B口处，阀芯中部设有与P口连通的高压流道，第一台肩在阀芯的轴向方向上对应贯通设置有与T口连通的低压流道，第一台肩上设有与阀芯的轴向方向相垂直的高压通槽和低压通槽，高压通槽和低压通槽交错布置，且高压通槽位于低压通槽的右侧，高压通槽与高压流道连通，低压通槽与低压流道连通。本发明显著降低了使用成本和维护工作量，并且适用于民用领域，促进了产业化的发展。

技术研发人员：左强
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21