脉冲式数字流量阀及其数控液压系统

刘安民

Digit Pulse Flow Controller and its Digital Electric

hydraulic Control System

Liu An

2min

(

许昌技校实习科

河南省许昌市解放路

号　

461000)

摘　要 :提出了一种数字流量阀及其所组成的数控液压系统的新方案。它有可能替代常规液压系统 ,成

为未来液压机械的主流。

关键词 :脉冲式数字流量阀 ;栅槽式方向阀 ;定油缸 ;流量脉冲 ;位移当量 ;压力当量

中图分类号 :TH137 　文献标识码 :B 　文章编号 :1000

24858(2003) 0520027203

　收稿日期

:2002

　作者简介

刘安民

(1964

—

) ,

男

河南省许昌人

中级技术职称

本科

主要从事车工实习操作和数控机床实习操作的教学工作。

　　目前 ,绝大部分液压机械仍采用常规液压系统 ,数

控液压系统的应用非常有限 ,究其主要原因是 :没有一
种与数控技术配套的数字流量阀。

本人曾提出过一种新型的数字流量阀结构 ,以“一

种数字流量阀”

为名发表在第 4 期《液压、

气动与密封》

杂志上 ,在这里本人就这种数字流量阀所组成的数控
液压系统作一些进一步的说明。以期能引起业内人士
的关注。

1 　脉冲式数字流量阀的结构

图 1 是该脉冲式数字流量阀的结构示意图 ,它由

1 定栅体　

1 动栅体　

1 管路　

1 定栅槽　

1 动栅槽

、

1 配油槽　

1 方向阀　

1 定油缸　

1 活塞

1 传感片　

1 绝缘层　

1 导线

图

　脉冲式数字流量阀的结构

两部分组成 ,栅槽式方向阀和定油缸。其中栅槽式方
向阀由定栅体 1 , 动栅体 2 和两侧壳体组成。定栅体

1 和两侧壳体组成一个旋转体空腔 ,动栅体 2 与这个
旋转体空腔紧密滑配合 ,并在步进电机驱动下可步进
转动。在定栅体 1 的内腔表面开有许多定栅槽 4 ,它
们相互间隔地分别和进油口 P ,出油口 T 相通。在动
栅体 2 的外圆表面上开有许多动栅槽 5 ,它们和定栅
槽 4 对齐后可通过液压油。在两侧壳体上开有配油槽

6 、

7 ,当动栅槽 5 随动栅体 2 转到上半周时和配油槽 6

相通 ,再通油口 A ;转动到下半周时和配油槽 7 相通 ,
再通过油口 B 。这样当动栅体 2 每转过一个定栅槽 4
的间距角 (等于步进电机步距角) 时油路就切换一次。
图 1 所示状态下 :P 通 A、

T 通 B ,转过一个定栅槽 4 的

间距角后为 :P 通 B 、

T 通 A ,再转过一个定栅槽 4 的间

距角后其状态又为 : P 通 A、

T 通 B 。如此往复切换 ,就

像一个二位四通的方向阀 8 。

定油缸 9 由缸体和活塞 10 组成 ,活塞 10 把缸体

的内腔分隔成 C、

D 两腔。栅槽式方向阀的两个右侧

油口 A、

B 分别和定油缸的 C、

D 两腔相通。这样当栅

槽式方向阀切换成图示通路状态时 , 液压油进入 C
腔 ,推动活塞 10 把 D 腔液压油压出后止动 ;再切换成
另一通路状态时 ,压力油进入 D 腔 ,推动活塞 10 把 C
腔液压油压出。如此往复 ,步进电机每转过一步 ,栅槽
式方向阀切换一次通路状态 ,就有一个定量体积的流
量脉冲通过。因而可以通过控制步进电机脉冲信号的
频率与数量来控制流量与执行器的位移。

定油缸 9 的内腔两端部设有传感片 11 ,它们是

金属导体 , 它们与缸的内壁通过绝缘层 12 相互绝
缘 ,并由导线 13 引出 ,当活塞 10 到达缸体的底部时 ,
触及传感片 11 ,使之产生低电平信号 ,由导线 13 反
馈给微机系统 ,表示已有一个完整的流量脉冲通过 ,
并允许步进电机转过下一步 ,使活塞 10 返回 ,通过
下一个流量脉冲。该信号还作为计数信号 ,计数流
量脉冲的个数。

图 2 是该脉冲式数字流量阀的一种设计实例 ,其

2003

年第

期

液压与气动