[发明专利]带传递轴弹性压扭联轴器型半桥式2D电液比例换向阀

说明书

技术领域

本发明涉及电液比例控制系统领域，更具体地说，涉及一种应用于盾构机的带传递轴弹性压扭联轴器型半桥式2D电液比例换向阀。

背景技术

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。

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旋转比例电磁铁直接驱动阀芯运动，其结构简单，且可以在零压力下工作，但由于受旋转比例电磁铁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。

发明内容

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，且体积紧凑的一种带传递轴弹性压扭联轴器型半桥式2D电液比例换向阀。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造了一种带传递轴弹性压扭联轴器型半桥式2D电液比例换向阀，包括换向阀与旋转比例电磁铁；所述换向阀包括阀体，以及安装在所述阀体内的阀芯；所述旋转比例电磁铁包括壳体，以及安装在所述壳体内的转子；所述2D电液比例换向阀还包括用于连接所述换向阀与所述旋转比例电磁铁的压扭联轴器；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，以及传递轴；所述阀芯、所述第一连接部、所述第二连接部、所述传递轴，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以及所述传递轴为一体化结构；

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；所述第一连接部轴向开设有第一通孔，所述第二连接部轴向开设有第二通孔，所述传递轴穿设在所述第一通孔与所述第二通孔中；所述传递轴的一端与所述阀芯间隙配合，所述传递轴的另一端与所述转子过盈配合；

当所述转子旋转运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。

在本发明所述的带传递轴弹性压扭联轴器型半桥式2D电液比例换向阀中，所述传递轴呈六棱柱结构。

在本发明所述的带传递轴弹性压扭联轴器型半桥式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外部的套筒；所述套筒的一端与所述阀体固定连接，所述套筒的另一端与所述壳体连接。

在本发明所述的带传递轴弹性压扭联轴器型半桥式2D电液比例换向阀中，所述套筒为方形的中空结构。

在本发明所述的带传递轴弹性压扭联轴器型半桥式2D电液比例换向阀中，所述第一弹性螺旋件与所述第二弹性螺旋件为相同结构，且反向对称设置，其数学模型如下：

x＝φ·r

l＝ψ·r

其中：

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；

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；

ψ：第一弹性螺旋件或第二弹性螺旋件上任意一段螺旋体端面投影对应的圆心角；

x：圆心角φ对应的弧长；

l：圆心角ψ对应的弧长；

θ：第一弹性螺旋件、第二弹性螺旋件x处截面转过的角度；

w：第一弹性螺旋件、第二弹性螺旋件x处的挠度；

δ：第一弹性螺旋件与第二弹性螺旋件的错位距离。

实施本发明的带传递轴弹性压扭联轴器型半桥式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传递轴的压扭联轴器的结构，当旋转比例电磁铁得电，转子的旋转运动一方面通过传递轴使阀芯旋转，另一方面通过第一弹性螺旋件与第二弹性螺旋件使阀芯旋转，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，使第一连接部旋转回初始角度，重新达到平衡；再者，采用带传递轴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