[发明专利]一种伺服电机直驱型伺服阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种伺服阀，具体是指一种伺服电机直驱型伺服阀。

背景技术

伺服阀又叫液控伺服阀主要是指电液伺服阀，它在接受电气模拟信号后，相应输出调制的流量和压力。它既是电液转换元件，也是功率放大元件，它能够将小功率的微弱电气输入信号转换为大功率的液压能(流量和压力)输出。在电液伺服系统中，它将电气部分与液压部分连接起来，实现电液信号的转换与液压放大。电液伺服阀是电液伺服系统控制的核心。

电液伺服阀一般按力矩马达型式分为动圈式和永磁式两种。传统的伺服阀大部分采用永磁式力矩马达，此类伺服阀还可分为喷嘴挡板式和射流式两大类。目前国内生产伺服阀的厂家大部分以喷嘴挡板式为主。以现有的力反馈式伺服阀的工作原理为例，进一步结合附图1，现有技术中的伺服阀包括，1-永久磁铁；2-衔铁；3-扭轴；4-喷嘴；5-弹簧片；6-过滤器；7-滑阀；8-线圈；9-轭铁等主要部件。伺服阀无信号电流输入时，衔铁和挡板处于中间位置。这时喷嘴4二腔的压力pa＝pb，滑阀7二端压力相等，滑阀处于零位。输入电流后，电磁力矩使衔铁2连同挡板偏转θ角。设θ为顺时针偏转，则由于挡板的偏移使pa＞pb，滑阀向右移动。滑阀的移动，通过反馈弹簧片又带动挡板和衔铁反方向旋转(逆时针)，二喷嘴压力差又减小。在衔铁的原始平衡位置(无信号时的位置)附近，力矩马达的电磁力矩、滑阀二端压差通过弹簧片作用于衔铁的力矩以及喷嘴压力作用于挡板的力矩三者取得平衡，衔铁就不再运动。同时作用于滑阀上的油压力与反馈弹簧变形力相互平衡，滑阀在离开零位一段距离的位置上定位。这种依靠力矩平衡来决定滑阀位置的方式称为力反馈式。如果忽略喷嘴作用于挡板上的力，则马达电磁力矩与滑阀二端不平衡压力所产生的力矩平衡，弹簧片也只是受到电磁力矩的作用。因此其变形，也就是滑阀离开零位的距离和电磁力矩成正比。同时由于力矩马达的电磁力矩和输入电流成正比，所以滑阀的位移与输入的电流成正比，也就是通过滑阀的流量与输入电流成正比，并且电流的极性决定液流的方向，这样便满足了对电液伺服阀的功能要求。

目前，国内生产上述结构的伺服阀的厂家主要有：航空工业总公司第六○九研究所、航空工业总公司第六一八研究所、北京机床研究所、中国运载火箭技术研究院第十八研究所、上海航天控制工程研究所、九江中船仪表有限责任公司(四四一厂)及中国船舶重工集团公司第七○四研究所。国外生产伺服阀的厂家主要有：美国Moog公司、英国Dowty公司、美国Team公司、俄罗斯的“祖国”设计局、沃斯霍得工厂等，此外美国Park公司、EatonVickers公司、德国Bosch公司、Rexroth公司等亦有自己的伺服阀产品。本专利申请的发明人发现，上述结构的伺服阀在实际使用时，存在如下不足之处：

1、现有技术无一不是采用电驱偏转马达(实际为电磁铁)，偏转马达的驱动力较小，大都采用二级结构，先导级采用双喷嘴结构，主阀代采用滑阀式结构。这样导致实际应用时线性度不理想，且零位容易漂移。特别受环境温度、振动影响较大，影响了可靠性。

2、现有结构中的双喷嘴与挡流板在实际加工中难度较大，成本很高。影响了伺服阀在普通工业设备上的使用。

3、喷嘴与挡流板的间隙很小，在实际使用中对油液的清洁度要求很高，一般均需达到NAS7级清洁度。如果油液不清洁可受到污染会引起喷嘴或节流孔局部或全部堵塞，导致引起频响下降，分辨降率低，严重的引起系统不稳定，伺服阀失效。

针对上述不足，现在的伺服阀所急需要解决的问题如下：

1、增大电磁线圈的驱动力，使得在大多数应用场合下能直接驱动主阀芯，减少伺服阀的级数，提高系统稳定性与可靠性。

2、提高伺服阀油液抗污染性，这样在使用中能大大降低维护成本，扩大伺服阀的应用场合。

3、降低在生产制造过程中的制造难度，大幅度降低制造成本，进一步提高伺服阀在普通工业产品上的应用。

综上所述，目前急需要一种级数更少，系统稳定性高，可靠性好，抗污染性强，维护成本低，应用场合更广，制造难度和成本更低的伺服阀。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种级数更少，系统稳定性高，可靠性好，抗污染性强，维护成本低，应用场合更广，制造难度和成本更低的伺服电机直驱型伺服阀。