一种具有自动回中功能的液压三位控制机构

摘要

本发明公开了具有自动回中功能的液压三位控制机构，属于液压控制领域。该机构高压油从进油口7进入后，一路流经油咀Ⅰ1，另一路流经油咀Ⅱ2；流经油咀Ⅰ1的油路一路经开关阀Ⅰ5后与出油口8连通，另一路和活塞杆形成的上腔连通；流经油咀Ⅱ2的油路一路经开关阀Ⅱ6后与出油口8连通，另一路和活塞杆形成的下腔连通；活塞杆初始位置为空腔中部，活塞杆的上下切油边与空腔内壁中部的环形槽形成负反馈阀口，上腔和下腔油依次经负反馈阀口、油咀Ⅲ3与出油口8连通。该发明可有效的实现传统三位机构的三个位置控制的功能，结构简单，动态响应好，位置精度高，三位可调；可靠性高，在控制阀失效的情况下，可以实现自动回中，并且中位抗扰动能力强，中位可以在满足极高位置精度的条件下输出较大的力。

说明书

所属技术领域

本发明是一种具有自动回中功能的液压三位控制机构，属于液压控制领域。

现有技术

常见具有自动回中功能的液压三位控制机构，按照驱动力的不同可分为气液压力驱动和 电磁力驱动两种形式。

气液压力驱动形式的三位控制机构，依靠阀类部件改变气液压力的大小或方向使机构按 预定规律动作，再通过机械限位机构来实现运动部分在三个位置的止靠，如最小、中位和最 大位置，或如左位、中位和右位等。此类三位控制机构结构较复杂，且对动密封有较严苛的 要求，结构实现往往需要较大空间，尺寸和重量较大，动态响应迟缓，可靠性低。

电磁力驱动的形式依靠螺线管之类的电-力转换元件驱动机构动作，并在活动部分的两端 安装有较大刚度的复位弹簧，依靠电磁力的通断和换向实现最小、中位和最大位置的三位控 制，此类三位机构在中间位置输出的力较弱，这个输出力的大小由复位弹簧刚度和负载引起 的中位位置静差决定，若要保证静差合格，且输出力较大，则须提高刚度；若复位弹簧刚度 很大，则在最小和最大位置的维持电磁力就会很大，维持电流则较强，即驱动功率很大；又 因为输出功和输出功率为零，则发热较严重，可靠性较低。

发明内容

本发明的目的是：为了克服现有三位控制装置的缺点和局限，本发明提出一种具有自动 回中功能的液压三位控制机构。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种具有自动回中功能的液压三位控制机构, 主要包括壳体、开关阀Ⅰ5、开关阀Ⅱ6、油咀Ⅰ1,油咀Ⅱ2,油咀Ⅲ3及活塞杆4；所述活塞杆 4将壳体内一空腔分割为上腔和下腔，上腔和下腔内分别有可调整的机械限位机构，且所述 空腔内壁中部有环形槽；

高压油从进油口7进入后，一路流经油咀Ⅰ1，另一路流经油咀Ⅱ2；流经油咀Ⅰ1的油路 一路经开关阀Ⅰ5后与出油口8连通，另一路和活塞杆4形成的上腔连通；流经油咀Ⅱ2的油 路一路经开关阀Ⅱ6后与出油口8连通，另一路和活塞杆4形成的下腔连通；活塞杆4初始 位置为空腔中部，活塞杆4的上下切油边与空腔内壁中部的环形槽形成负反馈阀口，上腔和 下腔油依次经负反馈阀口、油咀Ⅲ3与出油口8连通；所述负反馈阀口预开度+0.1mm。

参阅图2，当开关阀Ⅰ5、开关阀Ⅱ6均处于关闭位置时，高压油从进油口7进入后，分 别经油咀Ⅰ1和油咀Ⅱ2流入活塞杆4上腔和下腔，活塞杆4上下腔均为高压油，由于活塞杆 4初始位置为中间位置，反馈阀口对称，中位不动。当有负载或负载较大时，活塞杆4移动， 此时反馈阀口的开度发生变化，引起上下腔压力变化，平衡负载并使活塞回到中位，其结果 是活塞会在负载推拉的方向上移动一段距离，直到上下腔的压力将负载平衡为止。因为阀口 是差动式的负反馈阀口，且经过活塞面积的二次放大，又由环槽预开度所限，所以这种中位 由负载及其扰动形成的位置静差非常小，是工程应用上可以接受并能控制的。

参阅图1，开关阀Ⅰ5接通、开关阀Ⅱ6关闭时，活塞杆4上腔油经开关阀Ⅰ5后与出油 口8连通；同时高压油从进油口7进入后经油咀Ⅱ2流入活塞杆4下腔，这样，活塞杆4上 腔低压，下腔高压，活塞杆4上移止上限位处；活塞杆4作为作动机构运动到收缩位置。

参阅图3，开关阀Ⅰ5关闭、开关阀Ⅱ6接通时，高压油从进油口7进入后，从油咀Ⅰ1 流入活塞杆4上腔，同时，活塞杆4下腔油经开关阀Ⅱ6与出油口8连通，这样，活塞杆4 上腔高压，下腔低压，活塞杆4下移止下限位处；活塞杆4作为作动机构运动到伸出位置。

本发明的有益效果是：该发明可有效的实现传统三位机构的三个位置控制的功能，结构 简单，动态响应好，位置精度高，三位可调；可靠性高，在控制阀失效的情况下，可以实现 自动回中，并且中位抗扰动能力强，中位可以在满足极高位置精度的条件下输出较大的力。

附图说明

图1是本发明中三位机构收缩位置工作状态示意图；

图2是本发明中三位机构中间位置工作状态示意图；

图3是本发明中三位机构伸出位置工作状态示意图。

图中,1-油咀Ⅰ,2是油咀Ⅱ,3是油咀Ⅲ,4-活塞杆,5-开关阀Ⅰ,6-开关阀Ⅱ,7-进油 口,8-出油口

实施实例

本实施例中具有自动回中功能的液压三位控制机构用于离心飞重式转速调节装置的三个 平衡位置给定。动力装置的液压机械控制领域，常用离心飞重式转速调节装置进行闭环转速 控制，将本发明的装置与离心飞重式转速调节装置结合，可以针对不同工况，将转速平衡点 进行三种设置，以满足主机的更高控制要求。

本实施例中具有自动回中功能的液压三位控制机构,主要包括壳体、开关阀Ⅰ5、开关阀 Ⅱ6、油咀Ⅰ1,油咀Ⅱ2,油咀Ⅲ3及活塞杆4；所述活塞杆4将壳体内衬套形成的空腔分割为 上腔和下腔，上腔和下腔内分别有可调整的机械限位机构，且所述空腔内壁中部有环形槽； 本实施例中的机械限位机构为调整螺钉。

高压油从进油口7进入后，一路流经油咀Ⅰ1，另一路流经油咀Ⅱ2；流经油咀Ⅰ1的油路 一路经开关阀Ⅰ5后与出油口8连通，另一路和活塞杆4形成的上腔连通；流经油咀Ⅱ2的油 路一路经开关阀Ⅱ6后与出油口8连通，另一路和活塞杆4形成的下腔连通；活塞杆4初始 位置为空腔中部，活塞杆4的上下切油边与空腔内壁中部的环形槽形成负反馈阀口，上腔和 下腔油依次经负反馈阀口、油咀Ⅲ3与出油口8连通；所述负反馈阀口预开度+0.1mm。

参阅图2，当开关阀Ⅰ5、开关阀Ⅱ6均处于关闭位置时，高压油从进油口7进入后，分 别经油咀Ⅰ1和油咀Ⅱ2流入活塞杆4上腔和下腔，活塞杆4上下腔均为高压油，由于活塞杆 4初始位置为中间位置，反馈阀口对称，中位不动。当有负载或负载较大时，活塞杆4移动， 此时反馈阀口的开度发生变化，引起上下腔压力变化，平衡负载并使活塞回到中位，其结果 是活塞会在负载推拉的方向上移动一段距离，直到上下腔的压力将负载平衡为止。因为阀口 是差动式的负反馈阀口，且经过活塞面积的二次放大，又由环槽预开度所限，所以这种中位 由负载及其扰动形成的位置静差非常小，是工程应用上可以接受并能控制的。

参阅图1，开关阀Ⅰ5接通、开关阀Ⅱ6关闭时，活塞杆4上腔油经开关阀Ⅰ5后与出油 口8连通；同时高压油从进油口7进入后经油咀Ⅱ2流入活塞杆4下腔，这样，活塞杆4上 腔低压，下腔高压，活塞杆4上移止上限位处；活塞杆4作为作动机构运动到收缩位置。

参阅图3，开关阀Ⅰ5关闭、开关阀Ⅱ6接通时，高压油从进油口7进入后，从油咀Ⅰ1 流入活塞杆4上腔，同时，活塞杆4下腔油经开关阀Ⅱ6与出油口8连通，这样，活塞杆4 上腔高压，下腔低压，活塞杆4下移止下限位处；活塞杆4作为作动机构运动到伸出位置。