CN113107823A - 一种采用液压丝杆的油泵变量机构及其控制方法 - Google Patents

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黄增
胡伟民
李一唯
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Shanghai Haoping Electromechanical Equipment Co ltd
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Abstract

本发明涉及一种采用液压丝杆的油泵变量机构及其控制方法，主要包括伺服电机、压紧块、十字滑块联轴器、卡环、内外密封座、前端盖、微型作动器控制杆、油泵变量推杆、后端盖，所述十字滑块联轴器的两端分别连接伺服电机及微型作动器控制杆，前端盖上分别设置一个进油口P及回油口T，后端盖上设置一个进油口P，这三个油口通过内部油道与控制杆上设置的周向及轴向油口相互连通，当伺服电机转动时；通过这种机械反馈结构，将伺服电机转动时产生的角位移转化为油泵变量推杆的轴向直线位移，从而控制油泵斜盘的角度，提高了变量机构的响应性和控制精度。

Description

一种采用液压丝杆的油泵变量机构及其控制方法
技术领域
本发明涉及流体机械制造技术领域，尤其是涉及一种油泵变量机构及其控制方法。
背景技术
在流体传动领域中，液压油泵作为核心动力源，一直是本专业工程技术人员的重点研究对象。虽然在一些对于控制精度及环境要求较低的工业领域内，依靠仿研和基础材料的研究取得了部分突破和应用，但是在一些高端工业及移动液压的应用领域内，我们尚依赖于国外进口液压泵。尤其对于控制精度及响应比较高的比例液压泵，完全参照国外的技术方案及结构形式。
现有比例液压泵的功率控制装置，主要采用比例伺服阀与变量控制装置集成的方式来实现的，比例伺服阀采用3位4通型结构，控制口A及控制口B分别与变量控制装置的两个控制腔相互连通，从而通过压差来推动变量活塞运动，并在活塞上设置复位弹簧。采用该结构的比例液压泵，控制压力油先经过比例伺服阀，然后去推动变量活塞，一方面产生了比较大的节流损失，另一方面这种形式的机械反馈会最终影响比例液压泵的响应性和控制精度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服以上现有技术的缺陷，提供一种采用液压丝杆的油泵变量机构及其控制方法。
为解决上述技术问题，本发明提出的一个技术方案是：伺服电机驱动控制杆转动，在油泵变量推杆的内侧采用弧形螺旋槽的结构，在控制杆上分别开设周向及轴向油口，通过控制杆与油泵变量推杆间的相对运动，将伺服电机转动时产生的转角转化为油泵变量推杆的轴向直线位移，从而控制柱塞泵斜盘的角度。
在本发明一个较佳实施例中，所述油泵变量机构包括伺服电机、压紧块、十字滑块联轴器、卡环、内外密封座、前端盖、微型作动器控制杆、油泵变量推杆、后端盖。所述伺服电机安装在压紧块上，压紧块安装在前端盖上，十字滑块联轴器两端有伺服电机和微型作动器控制杆，微型作动器控制杆一端设有卡环槽，卡环和前端盖中间有内外密封座，内外密封座内外均设有密封槽，前端盖和微型作动器控制杆中间装有油泵变量推杆，油泵变量推杆上装有后端盖。
在本发明一个较佳实施例中，所述前端盖上设有进油口P1，P1进入的液压油通过微型作动器控制杆的P口及油泵变量推杆的螺旋槽进入Pc腔，同时，Pc腔的液压油通过微型作动器控制杆的中空孔道进入Pa腔。
在本发明一个较佳实施例中，所述后端盖上设有进油口P2，P2进入的液压油进入Pd腔。
在本发明一个较佳实施例中，所述具有三段不同直径d2和d3及d4的结构行成面积差，液压油作用于面积差上产生推力，推动油泵变量推杆运动。
在本发明一个较佳实施例中，所述伺服电机端看，伺服电机顺时针转动，微型作动器控制杆同步转动，液压油经前端盖的P1口和微型作动器控制杆的P口及油泵变量推杆的螺旋槽进入Pb、Pc腔，同时，液压油经后端盖的P2口进入Pd腔，Pb、Pc和Pd腔形成面积差产生推力，推动油泵变量推杆向X方向运动；伺服电机逆时针转动，微型作动器控制杆的T口与前端盖回油口相通，此时，Pb、Pc腔为低压，Pd腔始终接通高压油，推动油泵变量推杆向X反方向运动。
在本发明一个较佳实施例中，所述油泵变量推杆向X方向运动，Pc腔的液压油进入Pa腔，Pa和Pc两个面积相等，微型作动器控制杆始终处于力平衡状态。
本发明的有益效果：
1.伺服电机控制线性度好，线性范围大，变量机构的响应性和控制精度较传统变量机构，均得到提高；
2.结构更紧凑，操作和维护更加方便，维护成本更低；
3.整体方案设计采用机械反馈的形式，可靠性更高；
4.较传统的采用比例伺服阀进行变量机构驱动的形式，节流损失小，更加绿色节能。
附图说明
为了更清楚的说明本实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需的附图作简单介绍
图1本发明的一种采用液压丝杆的油泵变量机构截面图附图标记：
1、伺服电机；2、压紧块；3、十字滑块联轴器；4、卡环；5、内外密封座；6、前端盖；7、微型作动器控制杆；8、油泵变量推杆；9、后端盖。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面对本发明进行更详细全面的说明，附图给出了本发明的一种实施案例。本发明可以以不同形式来实现，并不局限于本实施案例。
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
其中，如图1所示，本发明的油泵变量机构包括伺服电机1、压紧块2、十字滑块联轴器3、卡环4、内外密封座5、前端盖6、微型作动器控制杆7、油泵变量推杆8、后端盖9，所述伺服电机1安装在压紧块2上，压紧块2安装在前端盖6上，十字滑块联轴器3两端有伺服电机1和微型作动器控制杆7，微型作动器控制杆7一端设有卡环槽，卡环4和前端盖6中间有内外密封座5，内外密封座5内外均设有密封槽，前端盖6和微型作动器控制杆7中间装有油泵变量推杆8，油泵变量推杆8上装有后端盖9。
前端盖6上设有进油口P1，P1进入的液压油通过微型作动器控制杆7的P口及油泵变量推杆8的螺旋槽进入Pc腔，同时，Pc腔的液压油通过微型作动器控制杆7的中空孔道进入Pa腔。
另外，后端盖9上设有进油口P2，P2进入的液压油进入Pd腔。
另外，具有三段不同直径d2和d3及d4的结构行成面积差，液压油作用于面积差上产生推力，推动油泵变量推杆8运动。
另外，从伺服电机端看，伺服电机顺时针转动，微型作动器控制杆7同步转动，液压油经前端盖的P1口和微型作动器控制杆7的P口及油泵变量推杆8的螺旋槽进入Pb、Pc腔，同时，液压油经后端盖的P2口进入Pd腔，Pb、Pc和Pd腔形成面积差产生推力，推动油泵变量推杆8向X方向运动；伺服电机逆时针转动，微型作动器控制杆7的T口与前端盖回油口相通，此时，Pb、Pc腔为低压，Pd腔始终接通高压油，推动油泵变量推杆8向X反方向运动。
另外，油泵变量推杆8向X方向运动，Pc腔的液压油进入Pa腔，Pa和Pc两个面积相等，微型作动器控制杆7始终处于力平衡状态。
本结构设计属于机械反馈，油泵变量推杆在轴向运动时对于与控制杆之间的节流口产生负反馈，使的节流口趋向关闭方向。
以上实施案例仅说明了本发明的几种案例之一，不能理解为对本发明专利的限制，在此实施案例基础上，本发明的新型数字液压缸还可做一定的改进，因此，本发明的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种采用液压丝杆的油泵变量机构，其特征在于：包括伺服电机(1)、压紧块(2)、十字滑块联轴器(3)、卡环(4)、内外密封座(5)、前端盖(6)、微型作动器控制杆(7)、油泵变量推杆(8)、后端盖(9)，所述十字滑块联轴器(3)的两端分别连接伺服电机(1)及微型作动器控制杆(7)，前端盖(6)上分别设置一个进油口P1及回油口T，后端盖(9)上设置一个进油口P2，进油口P2连通Pd腔。
2.根据权利要求2所述的一种采用液压丝杆的油泵变量机构，其特征在于，所述微型作动器控制杆(7)分别设置进油口P和回油口T，P和T设置为三角渐变窗口；所述微型作动器控制杆(7)内部设有轴向通道，两个P相互沟通，两个T相互沟通，Pa和Pc腔相通。
3.根据权利要求1所述的一种采用液压丝杆的油泵变量机构，其特征在于，所述油泵变量推杆(8)内部设置对称的双螺旋槽，底部设有挡块槽。
4.一种采用液压丝杆的油泵变量机构的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.当伺服电机顺时针转动，微型作动器控制杆(7)同步转动，液压油经前端盖的P1口和微型作动器控制杆(7)的P口及油泵变量推杆(8)的螺旋槽进入Pb、Pc腔，同时，液压油经后端盖的P2口进入Pd腔，Pb、Pc和Pd腔形成面积差产生推力，推动油泵变量推杆(8)向X方向运动；
b.当伺服电机逆时针转动，微型作动器控制杆(7)的T口与前端盖回油口相通，此时，Pb、Pc腔为低压，Pd腔始终接通高压油，推动油泵变量推杆(8)向X反方向运动。
5.根据权利要求4所述的一种采用液压丝杆的油泵变量机构的控制方法，其特征在于，所述步骤a中油泵变量推杆(8)的两端结构具有大小不同的直径d2及d4，其中d2＞d4。
6.根据权利要求4所述的一种采用液压丝杆的油泵变量机构的控制方法，其特征在于，所述微型作动器控制杆(7)与油泵变量推杆(8)配合形成封闭腔Pc，微型作动器控制杆(7)与内外密封座(5)及前端盖(6)形成封闭腔Pa，Pc及Pa对于微型作动器控制杆(7)的作用面积相等。
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