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作者簡介：應(yīng)一幟（１９７４—），男，碩士，副教授，研究方向為機械制造及自動化。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.臺州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工

2、程學(xué)院，浙江臺州３１８０００；２.杭州鑫高科技股份有限公司，浙江杭州３１００００；３.中國輕工業(yè)自動化研究所，浙江杭州３１００００）摘要：設(shè)計一種超高壓數(shù)字換向閥，用電機代替電磁鐵不受通電時間的影響；用螺紋的旋轉(zhuǎn)進給運動替換傳統(tǒng)換向閥閥芯的直線滑動運動，閥芯的螺旋進給運動比傳統(tǒng)的直線滑動更不易卡死，抗污染能力強；增設(shè)了閥套結(jié)構(gòu)，避免整個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；螺旋進給；節(jié)流口結(jié)構(gòu)

3、中圖分類號：TH１３７.５２文獻標志碼：B文章編號：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)整體不但過于復(fù)雜，而且有時龐大，在使用過程中介質(zhì)被污染后，還會導(dǎo)致電磁閥卡死［１－２］。如果通電時間過長還會使電磁鐵芯發(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)階段市場上能夠買到的電磁閥，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，但實物少見［４－６］。伴隨著社會的發(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［７－８］。1結(jié)構(gòu)設(shè)計為解決現(xiàn)有技術(shù)中的缺點和不足，設(shè)計的超高壓數(shù)字換向閥主要由：電機１、傳動一級小齒輪２、傳動二級大齒輪３、銅套４、閥套５、閥芯６、閥體８、減速箱７組成。電機１通過減速箱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，通過電機的驅(qū)動，用螺紋的旋轉(zhuǎn)進給運動替換傳統(tǒng)換向閥閥芯的直線滑動運動。減速箱７內(nèi)部設(shè)有一個傳動一級小齒輪２和一個傳動二級大齒輪３，兩個齒輪互相嚙合。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。閥體８的底部設(shè)有A、B、P、T４個油口，分別與閥體８上的腔體相通。閥芯６的臺階處設(shè)有節(jié)流口結(jié)構(gòu)，所以在改變液壓油的流向同時，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)相類似，不再贅述。2工作原理整個閥的工作狀態(tài)如下：如圖１所示，當(dāng)閥芯６位置處于原始狀態(tài)時，此時進油口P與出油口A相通，壓力介質(zhì)到達A口所連接的油腔，同時B口與回油口T相通。如果需要改變出油口的方向時，啟動控制系統(tǒng)，根據(jù)要求來設(shè)定方向及流量的大??；當(dāng)電機１接到指令后，電機１主軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動，同時帶萬方數(shù)據(jù)動傳動一級小齒輪２轉(zhuǎn)動，經(jīng)過傳動二級大齒輪３，將旋轉(zhuǎn)力傳遞

11、到閥芯６上；此時閥芯６上的螺紋圍繞固定銅套４的內(nèi)螺紋旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)運動被轉(zhuǎn)換為閥芯６的直線運動，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，此刻A口與回油口T相通，同時壓力介質(zhì)到達B口所連接的油腔，閥芯６全行程位移能夠達到６mm。行程量值大小由操作人員來設(shè)定。圖１超高壓數(shù)字換向閥3結(jié)束語與現(xiàn)有技術(shù)相比，此設(shè)計的優(yōu)點為：用電機代替電磁鐵不受通電時間的影響，閥芯的螺旋進給運動比傳統(tǒng)的直線滑動更不易卡死，抗污染能力強，同時具有換向

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：［１］姜繼海，李尚義超高壓技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展［J］機床與液壓，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，２０１０（８）：７６－７７JIAOJPApplicationofExtraHighPressureHydraulicTechnology［J］ChineseHydraulics＆Pneumatics，２０１０（８

13、）：７６－７７［３］付長安，張顯余超高壓液壓技術(shù)的探討［J］液壓氣動與密封，２０１０，３０（１１）：４－６FUCA，ZHANGXYDiscussiononacteristicsofUltrahighPressureHydraulicTechnology［J］HydraulicsPneumatics＆Seals，２０１０，３０（１１）：４－６［４］王東，周棣，首天成數(shù)字液壓閥的發(fā)展與研究［J］流體傳動與控制，２０１３，３７（１０）：２０－

14、２１WANGD，ZHOUD，SHOUTCResearchDevelopmentofDigitalHydraulicValve［J］FluidPowerTransmissionControl，２０１３，３７（１０）：２０－２１［５］許仰曾，李達平，陳國賢液壓數(shù)字閥的發(fā)展及其工程應(yīng)用［J］流體傳動與控制，２０１０（２）：５－９XUYZ，LIDP，CHENGXDevelopmentApplicationofDigitalValve［J］Flu

15、idPowerTransmissionControl，２０１０（２）：５－９［６］許仰曾對中國液壓技術(shù)發(fā)展路線圖的解讀與思考［J］流體傳動與控制，２０１３（１）：５－６XUYZTheRoadmapofHydraulicTechnologyDevelopmentinChina［J］FluidPowerTransmissionControl，２０１３（１）：５－６［７］中國機械工程學(xué)會編制中國機械工程技術(shù)路線圖［M］北京：中國科學(xué)技術(shù)出版社

16、，２０１２［８］楊爾莊二十一世紀液壓技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［J］液壓與氣動，２００１，１（３）：１－２YANGEZPresentSituationDevelopmentTrendofHydraulicTechnologyinthe２１stCentury［J］ChineseHydraulics＆Pneumatics，２００１，１（３）：１－２“智能機器人”重點專項啟動“智能機器人”重點專項近日正式啟動，科技部８月１日在官方網(wǎng)站公開發(fā)布了２０１

17、７年度項目申報指南。此前，該領(lǐng)域的頂層設(shè)計《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》也已正式發(fā)布。機器人領(lǐng)域發(fā)布的這些政策，將給相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來利好。目前我國機器人產(chǎn)業(yè)，特別是工業(yè)機器人仍然以中低端為主，六軸及以上的多關(guān)節(jié)機器人占有率較低，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，進口替代空間大。同時，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)示著機器人產(chǎn)業(yè)正在“智商升級”的前夜，存在后來居上的重大機遇。針對業(yè)界普遍存在的問題，智能機器人重

18、點專項申報指南顯示了補短板、抓機遇的決心。專項在基礎(chǔ)前沿技術(shù)、共性關(guān)鍵技術(shù)、工業(yè)機器人、服務(wù)機器人等６個方向部署實施。指南提出，“智能機器人”重點專項實施周期為５年，其中僅在２０１７年就擬安排國撥經(jīng)費總概算約６億元。２０１７年度，“智能機器人”重點專項按照基礎(chǔ)前沿技術(shù)類、共性技術(shù)類、關(guān)鍵技術(shù)與裝備類、示范應(yīng)用類四個層次，在６大方向啟動４２個項目。其中，基礎(chǔ)前沿技術(shù)類指南５條，主要涉及機器人新型機構(gòu)設(shè)計、智能發(fā)育理論與技術(shù)，以及互助協(xié)作型