專利名稱：數(shù)字液壓泵的變量控制機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及數(shù)字液壓泵，是一種可以由計(jì)算機(jī)芯片、軟件、步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化控制的變量機(jī)構(gòu)。
傳統(tǒng)的軸向柱塞變量泵，控制變量機(jī)構(gòu)的方式可以是手動(dòng)的、機(jī)械的、液壓的或電氣的。近年來也有一些使用單片機(jī)、步進(jìn)電機(jī)去控制泵的變量機(jī)構(gòu)，例如中國《液壓工業(yè)》雜志1991年2期47頁刊出的“自壓控制式，軸向柱塞泵變量機(jī)構(gòu)的單片機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)”與實(shí)用新型“數(shù)字式軸向柱塞泵的變量機(jī)構(gòu)”專利號(hào)91215039.4，它們都述說了以步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)絲桿、絲桿螺母，使變量機(jī)構(gòu)作軸向位移，以調(diào)節(jié)斜盤的擺角，改變泵的排量。只是前者是沿用了傳統(tǒng)的通用伺服變量機(jī)構(gòu)，后者是另行設(shè)計(jì)的一種變量機(jī)構(gòu)。不足處在于它們都達(dá)不到31.5MPa的額定壓力值。其次，前者的響應(yīng)速度慢，后者無法實(shí)現(xiàn)理想的變量，存在失控和精度差的弊病。
本實(shí)用新型的目的是提供一種數(shù)字液壓泵的變量控制機(jī)構(gòu)。在高壓液壓泵的額定值范圍內(nèi)都能正常工作，通過計(jì)算機(jī)程序和反饋裝置或其它機(jī)電轉(zhuǎn)換器能在很寬的壓力、流量范圍內(nèi)迅速、精確的控制，組成一個(gè)完善的數(shù)字泵。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型對(duì)傳統(tǒng)的變量機(jī)構(gòu)作了改進(jìn)，主要包括濕式步進(jìn)電機(jī)、閥芯、閥套、斜盤、柱塞、泵體、反饋裝置、控制單元，其特點(diǎn)是閥芯為一直統(tǒng)圓柱體，中心開有軸向通道與環(huán)槽油腔a、b、c相通，頂端設(shè)有與絲桿、絲桿螺母相連接的環(huán)槽，閥套下端設(shè)有確數(shù)路進(jìn)油道和進(jìn)油孔，在上部位置設(shè)有泄油孔，在進(jìn)油孔和泄油孔之間的外壁上設(shè)有凹環(huán)槽與柱塞壁構(gòu)成泄油道，與柱塞上的徑向孔相通，上、下兩端設(shè)有密封圈，并被固定在柱塞內(nèi)成為力的放大器；在泵體一側(cè)設(shè)有一反饋裝置，該裝置通過電位器或其它機(jī)電轉(zhuǎn)換器將角度轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，供控制單元檢測，對(duì)變量機(jī)構(gòu)作簡單、精確的開環(huán)控制。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1，閥芯、閥套可選用較小的步進(jìn)電機(jī)，不作任何改動(dòng)即可直接驅(qū)動(dòng)閥芯工作。
2，數(shù)字液壓泵能在低壓到高壓(0.1MPa～31.5MPa)，流量能從零到最大輸出量范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)并正確工作。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型的閥芯、閥套結(jié)構(gòu)放大圖。
結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，但必須指出的是本實(shí)施例僅作說明而不是對(duì)本實(shí)用新型的限制。
本實(shí)用新型數(shù)字液壓泵的變量控制機(jī)構(gòu)，由濕式步進(jìn)電機(jī)1、閥芯4、閥套5、斜盤6、柱塞7、泵體8、反饋裝置9、控制單元12組成。
閥芯4為一直統(tǒng)圓柱體，中心開有軸向通道14與環(huán)槽油腔a、b、C相通，頂端設(shè)有與絲桿2、絲桿螺母3相連接的環(huán)槽。
閥套5下端設(shè)有數(shù)路進(jìn)油道15和進(jìn)油孔18，在上部位置設(shè)有泄油孔21，在進(jìn)油孔18和泄油孔21之間的外壁上設(shè)有凹環(huán)槽與柱塞壁構(gòu)成泄油道20，與柱塞7上的徑向孔19相通，上、下兩端設(shè)有密封圈13、16，并被固定在柱塞7內(nèi)成為力的放大器。
工作過程，泵體8內(nèi)的高壓油被引至B腔，B腔及油道17內(nèi)保持高壓。當(dāng)閥芯4上移時(shí)，泄油孔21開啟，A腔的油經(jīng)油腔a到油腔b流經(jīng)泄油孔21、泄油道20、徑向孔19流回泵體8內(nèi)腔，成為無壓油，此時(shí)，B腔為高壓，柱塞7上升，直到泄油孔21被封閉為止，柱塞7停止上升。當(dāng)閥芯4下移時(shí)，進(jìn)油孔18開啟，B腔的高壓油經(jīng)進(jìn)油道15、進(jìn)油孔18到油腔c和a進(jìn)入A腔，A，B兩腔油壓力相等，且均為高壓，但A腔柱塞的面積比B腔柱塞的面積大，A腔推力大，柱塞7下移，直到進(jìn)油孔18重被封閉，柱塞7停止下移。這樣，用很小的力推動(dòng)閥芯4，柱塞7即可運(yùn)動(dòng)，同時(shí)輸出很大的力帶動(dòng)斜盤6，克服變量控制力矩，改變斜盤6的傾斜角，改變了泵的流量。
控制閥芯的方法，采用濕式步進(jìn)電機(jī)1，直接通過連軸絲桿2、絲桿螺母3，使旋轉(zhuǎn)角度轉(zhuǎn)化為軸向位移，帶動(dòng)閥芯4移動(dòng)，濕式步進(jìn)電機(jī)1轉(zhuǎn)動(dòng)一定的步數(shù)相當(dāng)于閥芯4一定的軸向位移。
控制單元12是由計(jì)算機(jī)或程序控制器及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)板構(gòu)成?？刂茊卧?2根據(jù)需要的流量輸出一定的脈沖，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行相應(yīng)的步數(shù)。
反饋裝置9是信號(hào)反饋單元，利用柱塞泵上的刻度指示內(nèi)的杠桿位移引出的，該裝置位置與泵體內(nèi)的斜盤6角度變化一一對(duì)應(yīng)，即與泵的輸出流量一一對(duì)應(yīng)，這一裝置通過電位器或其它機(jī)電轉(zhuǎn)換器將角度轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，供控制單元12檢測，對(duì)變量機(jī)構(gòu)作簡單精確的開環(huán)控制。如果給控制單元12配上流量傳感器10或壓力傳感器11，該液壓系統(tǒng)就成為閉環(huán)控制。
權(quán)利要求1，一利數(shù)字液壓泵的變量控制機(jī)構(gòu)，包括濕式步進(jìn)電機(jī)、閥芯、閥套、斜盤、柱塞、泵體、反饋裝置、控制單元，其特征在于，閥芯為一直統(tǒng)圓柱體，中心開有軸向通道與環(huán)槽油腔a、b、c相通，頂端設(shè)有與絲桿、絲桿螺母相連接的環(huán)槽，閥套下端設(shè)有數(shù)路進(jìn)油道和進(jìn)油孔，在上部位置設(shè)有泄油孔，在進(jìn)油孔和泄油孔之間的外壁上設(shè)有凹環(huán)槽與柱塞壁構(gòu)成泄油道，與柱塞上的徑向孔相通，上、下兩端設(shè)有密封圈，并被固定在柱塞內(nèi)成為力的放大器。
2，根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字液壓泵的變量控制機(jī)構(gòu)，其特征在于泵體一側(cè)設(shè)有一反饋裝置，該裝置通過電位器或其它機(jī)電轉(zhuǎn)換器將角度轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，供控制單元檢測。
專利摘要一種數(shù)字液壓泵的變量控制機(jī)構(gòu)，包括濕式步進(jìn)電機(jī)、閥芯、閥套、斜盤、柱塞、泵體、反饋裝置、控制單元，其特點(diǎn)是，閥芯為一直統(tǒng)圓柱體，中心開有軸向通道與油腔相通，頂端與步進(jìn)電機(jī)相連接，閥套下端設(shè)有數(shù)路進(jìn)油道，閥套外壁上的環(huán)槽與柱塞壁構(gòu)成泄油道，上、下兩端設(shè)有密封圈被固定在柱塞內(nèi)成為力的放大器。泵的一側(cè)設(shè)有反饋裝置和由計(jì)算機(jī)或程序控制器及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)板組成的控制單元。數(shù)字液壓泵能在低壓到高壓(0.1MPa～31.5MPa)范圍內(nèi)正確工作。
文檔編號(hào)F04B1/00GK2244627SQ9524412
公開日1997年1月8日 申請(qǐng)日期1995年6月5日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月5日
發(fā)明者徐大地, 張友世 申請(qǐng)人:上海科曼電氣公司