一种抑制电液伺服阀温漂大功能的滑阀结构及调整方法
阅读说明：本技术 一种抑制电液伺服阀温漂大功能的滑阀结构及调整方法 (Sliding valve structure with large electro-hydraulic servo valve temperature drift inhibition function and adjusting method ) 是由 赵天扬 宗满意 郭江峰 宋伟山 于 2020-12-17 设计创作，主要内容包括：本发明属于机械工程技术领域,涉及一种抑制电液伺服阀温漂大功能的滑阀结构及调整方法；包括施力端盖、蝶形双金属温敏片、温度调节垫片、阀芯限位块、阀套、阀芯、壳体、预紧力调整垫片、波纹片、受力端盖；通过利用蝶形双金属温敏片受热弯曲变形挤压温度调节垫片推动阀套由施力端盖方向向受力端盖方向运动,通过改变温度调节垫片厚度控制温度补偿的起始温度。阀芯限位块控制流量上限,预紧力调整垫片和波纹片起阀套预紧力调节作用；相比于传统的电液伺服阀滑阀部分结构,具有温度单向补偿,补偿方向可变,补偿起始温度点可调、阀套预紧力可调的优点,同时具有结构简单、操作方便、可靠性高的优点。(The invention belongs to the technical field of mechanical engineering, and relates to a slide valve structure with a large function of inhibiting the temperature drift of an electro-hydraulic servo valve and an adjusting method; the device comprises a force application end cover, a butterfly-shaped bimetal temperature-sensitive sheet, a temperature adjusting gasket, a valve core limiting block, a valve sleeve, a valve core, a shell, a pre-tightening force adjusting gasket, a corrugated sheet and a force application end cover; the temperature adjusting gasket is extruded by the thermal bending deformation of the butterfly-shaped bimetal temperature-sensitive sheet to push the valve sleeve to move from the direction of the force application end cover to the direction of the force bearing end cover, and the initial temperature of temperature compensation is controlled by changing the thickness of the temperature adjusting gasket. The valve core limiting block controls the upper flow limit, and the pre-tightening force adjusting gasket and the corrugated sheet play a role in adjusting the pre-tightening force of the valve sleeve; compared with the traditional electro-hydraulic servo valve slide valve part structure, the electro-hydraulic servo valve slide valve has the advantages of temperature one-way compensation, variable compensation direction, adjustable compensation starting temperature point and adjustable valve sleeve pretightening force, and has the advantages of simple structure, convenience in operation and high reliability.)
技术领域
本发明属于机械工程技术领域，涉及一种抑制电液伺服阀温漂大功能的滑阀结构及调整方法。
背景技术
电液伺服阀是伺服控制系统中的关键元件，而以射流偏转板型为特点的电液伺服阀由于具有抗污染能力强，具有失效对中功能等优势，目前在伺服控制系统中应用愈加广泛。
一般的偏导射流式双级电液伺服阀主要由力矩马达级、偏导射流液压放大器、功率滑阀级组成。力矩马达级主要由上导磁体、下导磁体、磁钢、线圈、衔铁组件等零组件组成；偏导射流液压放大器主要由射流片和偏导板组成，偏导板加工在衔铁组件的反馈杆上，插在射流片中间，射流片上开有一个射流喷嘴和两个对称的接受口。射流喷嘴与供油口相通，两个接受口分别与阀芯两端的控制腔相连；功率滑阀级主要由阀芯、阀套及壳体等零组件组成。
当没有控制信号输入时，偏导板位于射流片中位，由射流片喷嘴射出的液流被两个接受口均等地接收，在滑阀两端产生的恢复压力相等，阀芯处于中位。当给力矩马达线圈输入控制电流时，由于线圈产生的控制磁通和磁钢产生的固定磁通相互作用，在衔铁上产生一个力矩。该力矩使衔铁组件绕弹簧管旋转中心旋转，从而使偏导板运动，导致射流片上一接收口的接受面积增大，另一接收口的接受面积减小，液流在两个接受口内产生的恢复压力不等，从而在阀芯两端产生压差推动阀芯运动。阀芯运动带动反馈杆和偏导板产生变形，以力矩和位移的形式分别反馈到力矩马达的衔铁及偏导板上，与控制电流产生的电磁力矩相平衡。由于力矩马达力矩与输给阀的控制电流基本成正比关系，反馈力矩与阀芯位移成正比，这样在诸力矩成平衡状态时，便得到一个与输入控制电流成正比例的阀芯位移，即在阀压降为恒值情况下，输出流量与输入控制电流之间成比例关系。
然而随着偏导偏导射流式双级电液伺服阀在发动机等应用，伺服阀使用的环境温度与油液温度日渐提高，而由于核心元件的加工精度问题，偏导射流式双级电液伺服阀的前置级多采用射流片和射流偏转板结构，受温度影响大，因此相对于传统的双喷嘴挡板双级电液伺服阀，偏导射流式双级电液伺服阀温度漂普遍偏大【极端环境下的电液伺服控制理论及应用技术，第三章，P53】，而控制系统对伺服阀温度漂的要求日益严格，目前只能通过筛选方式剔除引起温漂大的高价值如射流片、衔铁组件等核心元件，造成了大量的浪费现象并大大增加了调试时间，因此在不更换核心元件的条件下能抑制伺服阀温度漂成为了电液伺服阀研制的焦点。为克服偏导射流式双级电液伺服阀温漂大合格率低的缺陷，研制一款结构简单、可靠性高、抑制温漂的程度和方向可调的滑阀结构及测试方法，对提升偏导射流式双级电液伺服阀装调合格率，减少零组件更换具有十分重要的理论意义和工程应用价值。
发明内容
针对现有偏导射流式双级电液伺服阀无温度补偿的缺陷，本发明的目的是设计一种带温度补偿的滑阀结构及调整方法，通过利用蝶形双金属温敏片受热弯曲变形挤压温度调节垫片推动阀套由施力端盖方向向受力端盖方向运动，可以补偿由于温度变化导致阀芯向受力端盖方向运动的位移来减少或消除温度变化情况下，伺服阀零位输出情况，降低伺服阀温漂；通过改变温度调节垫片厚度可以控制温度补偿的起始温度；阀芯限位块起限制阀芯运动控制流量上限作用，并避免将阀芯端面控制腔压力直接作用于预紧力调整垫片和温度调节垫片之上，增加了阀套的稳定性；通过调整预紧力调整垫片厚度可以调整阀套预警力大小以确保阀套时刻处于压紧状态避免伺服阀在使用过程中阀套窜动。通过互换施力端盖、蝶形双金属温敏片、温度调节垫片和预紧力调整垫片、波纹片、受力端盖的条件下可以改变温度补偿方向。相比于传统的电液伺服阀滑阀结构，具有温度单向补偿、方向可变、补偿起始温度点可调、阀套预紧力可调的优点，同时具有结构简单、操作方便、调试效率高、可靠性高的优点。
本发明的技术方案如下：
一种抑制电液伺服阀温漂大功能的滑阀结构，其特征在于，包括：施力端盖1、蝶形双金属温敏片2、温度调节垫片3、阀芯限位块4、阀套5、阀芯6、壳体7、预紧力调整垫片8、波纹片9、受力端盖10；温度调节垫片3放置于施力端盖1的凹槽内形成一个空腔，蝶形双金属温敏片2放置在空腔之中；阀套5放置于壳体7中，两个阀芯限位块4分别通过螺纹与阀套5两侧相连，阀芯6放置于阀套5和两个阀芯限位块4形成的空腔内；预紧力调节垫片8放置于受力端盖10的凹槽内形成一个空腔，波纹片9放置在空腔之中；由施力端盖1、蝶形双金属温敏片2和温度调节垫片3形成的整体和由预紧力调整垫片8、波纹片9和受力端盖10形成的整体压紧在壳体7两侧的端面。
所述施力端盖1上的凹槽为圆形，凹槽内径小于阀套5外径。
所述蝶形双金属温敏片2为一圆形金属薄片，外径小于施力端盖1上凹槽内径，其材质为热双金属带材，常温下为平面薄片，在高温下弯曲变形为凸面薄片。
所述温度调节垫片3为圆形金属薄片，薄片外径小于施力端盖1上凹槽内径；
所述阀芯限位块4靠近阀芯6一侧有一凸台，凸台有一胶圈槽，胶圈放入胶圈槽中，远离阀芯6一侧有外螺纹，可旋入阀套5内螺纹中，螺纹结合面涂覆螺纹防松胶。
所述预警力调整垫片8为圆形金属薄片，薄片外径大于阀套外径。
所述波纹片9为常用圆形金属波纹片，其内径小于受力端盖圆形凹槽内径。
所述受力端盖10上的凹槽为圆形，与施力端盖1互为镜像件，凹槽直径和深度不一致，圆形凹槽中心线与阀套外径中心线同轴。
所述电液伺服阀为偏导射流式双级电液伺服阀。
抑制电液伺服阀温漂大功能的滑阀结构的调整方法，其特征在于，当伺服阀的温度低于需要进行补偿的温度点时，蝶形双金属温敏片2弯曲变形量控制在由施力端盖1和温度调整垫片3形成空腔内，阀套5靠近施力端盖1一侧端面不受到温度调整垫片3的压力，由于波形片9压缩提供预紧力，阀套5靠近受力端盖10一侧的端面受到预紧力调整垫片8的预紧力而保持与施力端盖1凹槽外侧端面压紧状态，阀套5位置的固定；
当伺服阀的温度高于需要进行补偿的温度点时，蝶形双金属温敏片2弯曲变形量超过了由施力端盖1和温度调整垫片3形成空腔，此时阀套5靠近施力端盖1一侧的端面受到温度调整垫片3的压力，通过阀套5传递到波纹片9引起波纹片9压缩变形，使阀套向受力端盖方向运动；阀套5运动改变了阀套5上节流窗口的位置，补偿了由于前置级温度变化引起的阀芯6位置变化。
本发明同现有技术相比，具有以下优点和有益效果：
1、本发明通过利用蝶形双金属温敏片受热变形引起阀套位移，可以实现对温度漂的伺服阀进行温度补偿，使整阀的温度漂处于要求范围之内，降低对前置级零组件加工精度和配合精度的要求，减少了零组件的更换，具有结构简单，安装方便，性能可靠的优点；
2、本发明的施力端盖、蝶形双金属温敏片、温度调节垫片所组成的整体和受力端盖、波纹片、预警力调整垫片所组成的整体外观上互为镜像件，通过互换可以改变温度补偿方向，操作简单，结构通用的优点；
3、本发明中的施力端盖凹槽内径小于阀套内径，当温度低于需要补偿的温度时，蝶形双金属温敏片收缩和温度调整片在施力端盖的凹槽内处于浮动状态，而阀套由于受波纹片预紧力依然可以保持压紧状态，避免了阀套未压紧导致伺服阀性能下降；
4、本发明中的阀芯限位块通过螺纹与阀套相连并使用螺纹防松胶避免松动，与传统阀芯限位块相比具有限位行程可调、限位程度不随阀套运动变化以及减少温度调整垫片和预警力调整垫片受力的优点；
5、本发明中的温度调整垫片，可以根据需要加工不同的厚度，通过选取合适厚度的温度调整垫片，调整需要温度补偿时的温度，具有方便调节补偿温度点的优点；
6、本发明中的预紧力调整垫片，可以根据需要加工不同的厚度，通过选取合适厚度的预紧力调整垫片，调整阀套上的预紧力，具有阀套预紧力可调节的优点。
附图说明
图1是本发明的电液伺服阀温漂大的非工作状态原理图。
图2是本发明的电液伺服阀温漂大的工作状态原理图。
其中：1为施力端盖、2为蝶形双金属温敏片、3为温度调节垫片、4为阀芯限位块、5为阀套、6为阀芯、7为壳体、8为预紧力调整垫片、9为波纹片、10为受力端盖。
具体实施方式
以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。
一种抑制电液伺服阀温漂大功能的滑阀结构，包括：施力端盖1、蝶形双金属温敏片2、温度调节垫片3、阀芯限位块4、阀套5、阀芯6、壳体7、预紧力调整垫片8、波纹片9、受力端盖10；温度调节垫片3放置于施力端盖1的凹槽内形成一个空腔，蝶形双金属温敏片2放置在空腔之中；阀套5放置于壳体7中，两个阀芯限位块4分别通过螺纹与阀套5两侧相连，阀芯6放置于阀套5和两个阀芯限位块4形成的空腔内；预紧力调节垫片8放置于受力端盖10的凹槽内形成一个空腔，波纹片9放置在空腔之中；由施力端盖1、蝶形双金属温敏片2和温度调节垫片3形成的整体和由预紧力调整垫片8、波纹片9和受力端盖10形成的整体压紧在壳体7两侧的端面。
施力端盖1上的凹槽为圆形，凹槽内径小于阀套5外径。
蝶形双金属温敏片2为一圆形金属薄片，外径小于施力端盖1上凹槽内径，其材质为热双金属带材，常温下为平面薄片，在高温下弯曲变形为凸面薄片，弯曲变形的量值随温度升高而增大，将热能转换为机械能推动阀套以实现自动温度补偿功能。
温度调节垫片3为圆形金属薄片，薄片外径小于施力端盖1上凹槽内径，通过改变温度条件垫片的厚度可以控制需要补偿的温度点，调整垫片厚度随需要补偿的温度点升高而降低；
阀芯限位块4靠近阀芯6一侧有一凸台，凸台有一胶圈槽，胶圈放入胶圈槽中，起密封伺服油路油液作用，远离阀芯6一侧有外螺纹，可旋入阀套5内螺纹中，螺纹结合面涂覆螺纹防松胶，可防止阀芯限位块4松动。
阀套5轴向方向依次设有7个环槽，a槽上有导压孔，与壳体7上h油路相连，起引导前置级射流片一个接受口压力至阀芯6左侧端面作用；b槽上有节流窗口与壳体7进油P油路相连；c槽有通油窗口与壳体7控制窗口C2相连；d槽与壳体7的i油路和回油油路R相连；e槽有通油窗口与壳体7控制窗口C1相连；f槽有节流窗口与壳体7进油P油路相连；g槽有导压孔与壳体7上油路j相连，起引导前置级射流片另一个接受口压力至阀芯6右侧端面作用。
阀芯6为三凸肩4工作边结构，阀芯6工作尖边P2与阀套5的b槽对应工作边形成进油节流窗口，阀芯6工作尖边R2与阀套5的d槽左侧工作边形成回油节流窗口；阀芯6工作尖边R1与阀套5的d槽右侧工作边形成回油节流窗口，阀芯6工作尖边P1与阀套5的f槽对应工作边形成进油节流窗口。
壳体7的P口与试验台进油口Ps相连；壳体7的R口与试验台回油口T相连；C1口与试验台负载口L1相连；C2口与试验台负载口L2相连；壳体7上安装有油滤，从P口流入的一部分液流经油滤过滤以后从k通道流出给前置级射流喷嘴供油；i口接前置级回油，h口与前置级射流片一个接受口相连；j口与前置级射流片另一接受口相连。
预警力调整垫片8为圆形金属薄片，薄片外径大于阀套5外径，通过改变预紧力调整垫片8的厚度可以调节预紧大小，预紧力随预紧力调整垫片8厚度增加而变大。
波纹片9为常用圆形金属波纹片，其内径小于受力端盖10圆形凹槽内径，波纹片9受力压缩变形起给阀套5施加预紧力作用。
受力端盖10上的凹槽为圆形，与施力端盖1互为镜像件，区别在于凹槽的直径和深度不一致，圆形凹槽中心线与阀套外径中心线同轴。通过互换施力端盖1、蝶形双金属温敏片2、温度调节垫片3形成的整体和预紧力调整垫片8、波纹片9、受力端盖10形成的整体可以改变阀套5运动的方向起到可以改变温度补偿方向的作用。
实施例1
本发明提供了一种抑制电液伺服阀温漂大功能的滑阀结构，通过利用蝶形双金属温敏片2在温度变化的情况下弯曲变形，通过温度调节垫片3推动阀套5向受力端盖10方向运动，使滑阀的零位随温度变化而改变，补偿偏导射流型两级电液伺服阀力矩马达级和射流放大级的温漂，最终降低整阀的温漂。
图1是本发明的一种带温度补偿抑制电液伺服阀温漂大功能的滑阀结构安装于射流偏转板式电液伺服阀不起温度补偿时的示意图。当伺服阀的温度低于需要进行补偿的温度点时，蝶形双金属温敏片2弯曲变形量控制在由施力端盖1和温度调整垫片2形成空腔内，阀套5靠近施力端盖1一侧端面不受到温度调整垫片3的压力，由于波形片9压缩提供预紧力，阀套5靠近受力端盖10一侧的端面受到预紧力调整垫片8的预紧力而保持与施力端盖1凹槽外侧端面压紧状态，保证了在不起温度补偿时，阀套5位置的固定，确保伺服阀性能的稳定。
图2本发明的一种带温度补偿抑制电液伺服阀温漂大功能的滑阀结构安装于射流偏转板式电液伺服阀起温度补偿时的示意图。当伺服阀的温度高于需要进行补偿的温度点时，蝶形双金属温敏片2弯曲变形量超过了由施力端盖1和温度调整垫片3形成空腔内，此时阀套5靠近施力端盖1一侧的端面受到温度调整垫片3的压力，通过阀套5传递到波纹片9引起波纹片9压缩变形，使阀套向受力端盖方向运动。阀套运动改变了阀套5上节流窗口的位置，补偿了由于前置级温度变化引起的阀芯6位置变化，使伺服阀的零位流量输出控制在合理的范围内，保证了伺服阀温度漂指标的合格。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
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