一種超高壓數(shù)字換向閥的研制

1、２０１７年８月第４５卷第１６期機(jī)床與液壓MACHINETOOL＆HYDRAULICSAug.２０１７Vol.４５No.１６DOI：１０３９６９／j.issn.１００１－３８８１.２０１７.１６.０５６收稿日期：２０１６－０５－１９作者簡(jiǎn)介：應(yīng)一幟（１９７４—），男，碩士，副教授，研究方向?yàn)闄C(jī)械制造及自動(dòng)化。E－mail：yingyizhi＠１６３.com。一種超高壓數(shù)字換向閥的研制應(yīng)一幟１，王從賢２，竺肖君３（１.臺(tái)州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工

2、程學(xué)院，浙江臺(tái)州３１８０００；２.杭州鑫高科技股份有限公司，浙江杭州３１００００；３.中國(guó)輕工業(yè)自動(dòng)化研究所，浙江杭州３１００００）摘要：設(shè)計(jì)一種超高壓數(shù)字換向閥，用電機(jī)代替電磁鐵不受通電時(shí)間的影響；用螺紋的旋轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)替換傳統(tǒng)換向閥閥芯的直線滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)，閥芯的螺旋進(jìn)給運(yùn)動(dòng)比傳統(tǒng)的直線滑動(dòng)更不易卡死，抗污染能力強(qiáng)；增設(shè)了閥套結(jié)構(gòu)，避免整個(gè)閥體都采用貴重的硬度高的金屬材料，節(jié)省了成本。關(guān)鍵詞：超高壓數(shù)字換向閥；齒輪傳動(dòng)；螺旋進(jìn)給；節(jié)流口結(jié)構(gòu)

3、中圖分類(lèi)號(hào)：TH１３７.５２文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B文章編號(hào)：１００１－３８８１（２０１７）１６－２０９－２DevelopmentofaKindofSuperhighPressureDigitalDirectionalValveYINGYizhi１，WANGCongxian２，ZHUXiaojun３（１.MechanicalElectricalEngineeringCollege，TaizhouVocational＆TechnicalColleg

4、e，TaizhouZhejiang３１８０００，China；２.HangzhouSingoTechnologyCo，Ltd，HangzhouZhejiang３１００００，China；３.TheResearchInstitutefAutomationofLightIndustry，HangzhouZhejiang３１００００，China）Abstract：Akindofsuperhighpressuredigitaldirectional

5、valvewasdesignedMotinsteadofelectromagwasnotaffectedbythepolarizationtimeTherotationfeedmovementofthescrewwasusedtoreplacethelinearslidingmovementoftraditionaldirectionalvalveceThevalvecespiralfeedmovementisbetterthanthe

6、linearslidingoftraditionalwhichwasnoteasilyjammedhadstrongabilitytoresistpollutionThevalvesleevestructurewasadded，toavoidthewholebodywasmadewithpreciousmetalmaterialsofhighhardness，sothecostwassavedKeywds：Highvoltagedigi

7、taldirectionalvalve；Geartransmission；Spiralfeeding；Throttlestructure目前液壓系統(tǒng)廣泛采用中低壓電磁換向閥作為系統(tǒng)的執(zhí)行元件，使得液壓系統(tǒng)整體不但過(guò)于復(fù)雜，而且有時(shí)龐大，在使用過(guò)程中介質(zhì)被污染后，還會(huì)導(dǎo)致電磁閥卡死［１－２］。如果通電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)還會(huì)使電磁鐵芯發(fā)熱，甚至燒壞，因此目前的液壓系統(tǒng)元件的維修率很高［３］?，F(xiàn)階段市場(chǎng)上能夠買(mǎi)到的電磁閥，基本上都是３１.５MPa以下的

8、產(chǎn)品，超高壓的產(chǎn)品也有，但是不夠穩(wěn)定，不能滿(mǎn)足系統(tǒng)的需求，一些大型生產(chǎn)廠商在宣傳上也有超高壓電磁閥，但實(shí)物少見(jiàn)［４－６］。伴隨著社會(huì)的發(fā)展，大量的工程液壓系統(tǒng)迫切需要此閥，而且需求量有不斷上升的趨勢(shì)［７－８］。1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為解決現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)和不足，設(shè)計(jì)的超高壓數(shù)字換向閥主要由：電機(jī)１、傳動(dòng)一級(jí)小齒輪２、傳動(dòng)二級(jí)大齒輪３、銅套４、閥套５、閥芯６、閥體８、減速箱７組成。電機(jī)１通過(guò)減速箱７與閥芯６相連。閥體８內(nèi)部設(shè)有閥套５和銅套４，閥套和銅

9、套內(nèi)部設(shè)有閥芯６。閥芯６的外表面設(shè)有外螺紋，銅套４的內(nèi)孔處設(shè)有內(nèi)螺紋，通過(guò)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，用螺紋的旋轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)替換傳統(tǒng)換向閥閥芯的直線滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)。減速箱７內(nèi)部設(shè)有一個(gè)傳動(dòng)一級(jí)小齒輪２和一個(gè)傳動(dòng)二級(jí)大齒輪３，兩個(gè)齒輪互相嚙合。閥套５安裝在閥芯６和閥體８之間，將閥芯外表面和閥體內(nèi)表面隔離開(kāi)。閥體８的底部設(shè)有A、B、P、T４個(gè)油口，分別與閥體８上的腔體相通。閥芯６的臺(tái)階處設(shè)有節(jié)流口結(jié)構(gòu)，所以在改變液壓油的流向同時(shí)，還能改變油的流量大小，從而能夠改變

10、壓力的大小，使得單一的液壓系統(tǒng)升級(jí)為數(shù)字式智能液壓系統(tǒng)。電路控制部分和現(xiàn)有技術(shù)相類(lèi)似，不再贅述。2工作原理整個(gè)閥的工作狀態(tài)如下：如圖１所示，當(dāng)閥芯６位置處于原始狀態(tài)時(shí)，此時(shí)進(jìn)油口P與出油口A相通，壓力介質(zhì)到達(dá)A口所連接的油腔，同時(shí)B口與回油口T相通。如果需要改變出油口的方向時(shí)，啟動(dòng)控制系統(tǒng)，根據(jù)要求來(lái)設(shè)定方向及流量的大??；當(dāng)電機(jī)１接到指令后，電機(jī)１主軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶萬(wàn)方數(shù)據(jù)動(dòng)傳動(dòng)一級(jí)小齒輪２轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)傳動(dòng)二級(jí)大齒輪３，將旋轉(zhuǎn)力傳遞

11、到閥芯６上；此時(shí)閥芯６上的螺紋圍繞固定銅套４的內(nèi)螺紋旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)被轉(zhuǎn)換為閥芯６的直線運(yùn)動(dòng)，使閥芯６的自身位置發(fā)生改變；當(dāng)閥芯６的位移大于３.４mm時(shí)，此刻A口與回油口T相通，同時(shí)壓力介質(zhì)到達(dá)B口所連接的油腔，閥芯６全行程位移能夠達(dá)到６mm。行程量值大小由操作人員來(lái)設(shè)定。圖１超高壓數(shù)字換向閥3結(jié)束語(yǔ)與現(xiàn)有技術(shù)相比，此設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)為：用電機(jī)代替電磁鐵不受通電時(shí)間的影響，閥芯的螺旋進(jìn)給運(yùn)動(dòng)比傳統(tǒng)的直線滑動(dòng)更不易卡死，抗污染能力強(qiáng)，同時(shí)具有換向

12、和數(shù)字控制功能，增設(shè)了閥套結(jié)構(gòu)，避免整個(gè)閥體都采用貴重的硬度高的金屬材料，節(jié)省了成本。參考文獻(xiàn)：［１］姜繼海，李尚義超高壓技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展［J］機(jī)床與液壓，１９９８（５）：３－４［２］焦建平超高壓液壓技術(shù)的應(yīng)用［J］液壓與氣動(dòng)，２０１０（８）：７６－７７JIAOJPApplicationofExtraHighPressureHydraulicTechnology［J］ChineseHydraulics＆Pneumatics，２０１０（８

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16、，２０１２［８］楊爾莊二十一世紀(jì)液壓技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)［J］液壓與氣動(dòng)，２００１，１（３）：１－２YANGEZPresentSituationDevelopmentTrendofHydraulicTechnologyinthe２１stCentury［J］ChineseHydraulics＆Pneumatics，２００１，１（３）：１－２“智能機(jī)器人”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)啟動(dòng)“智能機(jī)器人”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)近日正式啟動(dòng)，科技部８月１日在官方網(wǎng)站公開(kāi)發(fā)布了２０１

17、７年度項(xiàng)目申報(bào)指南。此前，該領(lǐng)域的頂層設(shè)計(jì)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》也已正式發(fā)布。機(jī)器人領(lǐng)域發(fā)布的這些政策，將給相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來(lái)利好。目前我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，特別是工業(yè)機(jī)器人仍然以中低端為主，六軸及以上的多關(guān)節(jié)機(jī)器人占有率較低，關(guān)鍵零部件的核心技術(shù)主要掌握在少數(shù)海外企業(yè)手中，進(jìn)口替代空間大。同時(shí)，世界范圍內(nèi)信息技術(shù)和人工智能技術(shù)的飛快發(fā)展，也預(yù)示著機(jī)器人產(chǎn)業(yè)正在“智商升級(jí)”的前夜，存在后來(lái)居上的重大機(jī)遇。針對(duì)業(yè)界普遍存在的問(wèn)題，智能機(jī)器人重

18、點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)申報(bào)指南顯示了補(bǔ)短板、抓機(jī)遇的決心。專(zhuān)項(xiàng)在基礎(chǔ)前沿技術(shù)、共性關(guān)鍵技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人等６個(gè)方向部署實(shí)施。指南提出，“智能機(jī)器人”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)實(shí)施周期為５年，其中僅在２０１７年就擬安排國(guó)撥經(jīng)費(fèi)總概算約６億元。２０１７年度，“智能機(jī)器人”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)按照基礎(chǔ)前沿技術(shù)類(lèi)、共性技術(shù)類(lèi)、關(guān)鍵技術(shù)與裝備類(lèi)、示范應(yīng)用類(lèi)四個(gè)層次，在６大方向啟動(dòng)４２個(gè)項(xiàng)目。其中，基礎(chǔ)前沿技術(shù)類(lèi)指南５條，主要涉及機(jī)器人新型機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、智能發(fā)育理論與技術(shù)，以及互助協(xié)作型