專利名稱：用于高壓系統(tǒng)的旋轉式液壓分配閥的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是關于應用于高壓系統(tǒng)的旋轉式液壓分配閥。本發(fā)明描述中所涉 及的旋轉式液壓分配閥，是以直升機為主的液壓助力器，但可以認為本發(fā)明 所述中涉及的用于高壓系統(tǒng)的旋轉式液壓分配閥，還可以用于其它各種類型 的液壓控制系統(tǒng)之中。
背景技術：
旋轉式液壓分配閥是液壓系統(tǒng)助力器、液壓舵機等作動器中，直接參與 液壓油流量控制，決定系統(tǒng)運動速度大小的關鍵控制零組件之一?，F有技術 中，主要用于中、低壓系統(tǒng)的旋轉式液壓分配閥，主要由滾針軸承支撐環(huán)的 主轉閥、副轉閥、內外閥套、殼體相互配合組成?，F有技術旋轉式液壓分配
閥的轉閥結構的剛性相對較差，配套間隙較大， 一般在8 12um范圍內，這 樣大的間隙若用在高壓系統(tǒng)中，內部漏油量肯定不能滿足使用要求。而且用 在高壓系統(tǒng)中的旋轉式液壓分配閥，要求其配套間隙很小， 一般在6 8ura， 甚至更小。所以，現有技術中的旋轉式液壓分配閥一般只能適用于中、低壓 系統(tǒng)的液壓分配。在旋轉式液壓分配閥中，工作壓力越高，轉閥彈性變形就 越大，而且還要保證內部漏油量閥的配套間隙必須非常小。配套間隙過小很 容易造成產品操縱異常，還不能達到產品操縱力很小的要求。如果要保證很 小的操縱力就需要加大閥的配套間隙。配套間隙加大，分配閥內部漏油量就 會加大，特別是在工作壓力達到21MPa高壓情況下，內漏會大幅度增加。由 此可見，工作壓力、操縱力、內部漏油量是互相制約的，存在顧此失彼的問 題?，F有技術由于一個固定的小間隙再加上滾針對污物的碾壓作用，以及兩種運動之間的相互干擾，該處極易卡死。在液壓系統(tǒng)升、降壓時，主、副轉 閥卡死將影響主、副轉閥的正常分油。而且還存在主副轉閥式分油運動不能 徹底分離，副轉閥長期不運動出現粘死的問題。隨著科學技術的不斷進步， 液壓系統(tǒng)的工作壓力也不斷提高，現有旋轉式液壓分配閥也不能滿足高壓工 作壓力、操縱力、內部漏油量互相制約的要求。 艦腿
本發(fā)明是對現有技術的進一步改進和發(fā)展，其目的是提供一種既能滿足 高壓工作壓力、操縱力、內部漏油量的互相制約，又能避免副轉閥的粘死及 不影響正常分油運動的旋轉式液壓分配閥。
本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是 一種用于高壓系統(tǒng)的旋轉 式液壓分配閥，包括，由軸承支撐的主轉閥和副轉閥同軸旋轉閥組件，以及
溝通油路的內、外閥套零組件，其特征在于:主轉閥、副轉閥和內閥套由滾珠
軸承支撐，支撐主、副轉閥和內闊套的滾珠軸承保持架上，制有內大外小的鋼
球定位錐孔，且主、副轉閥間的配套間隙小于或等于8um，軸承處的配套調 整間隙小于或等于3mn，副轉閥在液壓力及其裝配在支撐軸承端面的彈簧作 用下具有軸向移動自由度。
本發(fā)明相比于現有技術具有如下有益效果-
在正常工作壓力下，由于液壓力的作用推動支撐軸承，使副轉閥具有 0.5mm的軸向移動自由度，從而防止了副轉閥在長期不工作的狀態(tài)下粘死。 在液壓系統(tǒng)升、降壓時，通過彈簧力讓副轉閥軸向移動一下來解決副轉閥長 期不運動的問題。從而徹底地解決了現有技術轉閥結構存在的副轉閥長期不 運動而出現的粘死現象。實現了副轉閥的防粘死運動與正常分油運動的徹底 分離，消除了兩種運動之間的相互干擾。保證了副轉閥不管處于任何位置， 主轉閥均能正常分油。這樣，主轉閥卡死時由副轉閥分油，副轉閥卡死不影 響主轉閥分油，極大的提高了產品的可靠性。本發(fā)明采用滾珠軸承支撐環(huán)主、副轉閥，以滾動摩擦代替滑動摩擦，將 滾珠軸承保持架鋼球定位孔改為內大外小的錐孔，既保證了鋼球的靈活運 動，又防止了油液中污物對轉閥的卡死，還保證了在裝配和拆卸保持架時， 鋼球不至于從保持架中脫落。同時也滿足了控制操縱力在很小的范圍內的使
用要求。此外，主副轉閥的間隙在6 8um，軸承處的間隙在2 3um左右的 配套間隙調整，使工作在高壓21Mpa液壓系統(tǒng)中的主副轉閥，內部漏油量，
操縱力滿足了使用的要求。
圖1是本發(fā)明主副轉閥裝配結構的剖面示意圖。 圖2是本發(fā)明主、副轉閥及內、外閥套的裝配結構示意圖。 圖3是圖2主、副轉閥轉動e。時的剖面圖。
圖4是圖2主、副轉閥液壓油路在不同工作狀態(tài)下的工作情況圖表。 圖5是滾珠軸承支撐環(huán)的構造示意圖。 圖6是主轉閥的外形結構示意圖。 圖7是副轉閥的外形結構示意圖。
附圖中l(wèi).主轉閥，2.副轉閥，3.內閥套，5.滾珠軸承保持架，6.鋼 球定位錐孔，7.鋼球，8.柱塞，9.搖臂，IO.鋼球，ll.鋼球，12.頂蓋，13. 軸承，14.殼體，15.鋼球，16.軸承，17.彈簧，18.主轉閥閥口， 19.副轉閥閥口。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例進一步說明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在 所述的實施例范圍之中。所有這些構思應視為本技術所公開的內容和本發(fā)明 的保護范圍。
參閱圖1、圖2，液壓系統(tǒng)伺服機構的每個殼體中裝有由主轉閥1、副 轉閥2、內閥套3及外閥套4等零件組成的復式同軸旋轉閥組件。其中，殼體14是轉閥組件的載體，用于安裝轉閥組件等控制零件，同時溝通進回油及 通往執(zhí)行機構的油路。復式同軸旋轉閥組件安裝在殼體14內，其上制有溝通 進回油及通往執(zhí)行機構的油路。主轉閥l、副轉閥2，即主、副旋轉分配閥， 是用于控制系統(tǒng)的運動方向和速度，也是液壓伺服控制系統(tǒng)和復式同軸旋轉 閥組件分配閥的核心部件。用于控制系統(tǒng)的運動方向和速度。當操縱主轉閥 1時，通過控制主轉閥1的旋轉角度和轉向，從而控制系統(tǒng)的運動方向和速 度，主轉閥1的轉動角度大，閥的開口就大，因而通過閥的流量就大，系統(tǒng) 運動的速度就快。主轉閥1的轉向不同，油液的流向就不同，因而系統(tǒng)的運 動方向就不同。副轉閥2在主轉閥1卡滯時替代主轉閥1工作。當主轉閥1 卡滯時，此時可把主轉閥1、副轉閥2看作一個剛體，操縱主轉閥1就相當 于操縱副轉閥2，從而控制系統(tǒng)的運動方向和速度，其工作原理同主轉閥。 內閥套3是主、副轉閥的載體，用于安裝主副轉閥，同時溝通各個油路。外 閥套4是內閥套3的載體，用于安裝內閥套3及相關零件，同時溝通各個油 路。鋼球7是用于支撐主轉閥1與副轉閾2和副轉閥與內閥套3。鋼球10、 11、 15用于傳遞柱塞8及彈簧17產生的力。保持架5、 6用于固定鋼球7， 以便于產品的裝配及維修。滾珠軸承保持架5上的鋼球7支撐在內閥套組件 中。支撐主、副轉閥和內閥套3的滾珠軸承保持架5上制有圖5所示的內大 外小的鋼球定位錐孔6。主、副轉閥的配套間隙一般在6 8um范圍內。而由 滾珠軸承保持架5和鋼球7組成的軸承配套間隙在2 3um左右。其中，主轉 閥1和在主轉閥1卡滯時替代主轉閥工作的副轉閥2通過支撐軸承上的鋼球 7，同軸安裝在制有溝通各個油路的內閥套3內。殼體14上制有圖2所示的 溝通進回油口、通往執(zhí)行機構及柱塞8的油路。作為內閥套3載體的外閥套 4安裝在最外面的一個載體殼體14上。副轉閥2連接軸承13和裝配在軸承 13轉軸孔內的頂蓋12。由軸承支承連接的柱塞8裝在副轉閥2的左側下端軸 向上，使副轉閥2具有0. 5mm的軸向移動自由度。當產品正常供壓時，液壓力推動柱塞8運動0.5mm，從而使副轉閥2軸向運動0. 5mm，防止副轉閥粘 死。頂蓋12和柱塞8裝配有連接搖臂9的鋼球10、鋼球11。搖臂9、頂蓋 12和軸承傳遞柱塞8及彈簧17產生的力。當系統(tǒng)無壓力時，彈簧17產生的 力壓緊副轉閥2，使柱塞8運動到右極限。當系統(tǒng)正常工作時，液壓力克服 彈簧力，推動柱塞8，使副轉閥2運動防止粘死。
主、副轉閥不工作時，在彈簧17的作用力下壓緊軸承16，軸承16通過 鋼球15及副轉閥2上的三個均勻分布的V形槽(參見圖7)將力傳給副轉 閥，副轉閥上的力通過軸承13傳到頂蓋12上，頂蓋12通過鋼球11傳給搖 臂9上。由于搖臂中間有一固定的旋轉支撐點，因此鋼球10上的力就等同于 鋼球11上的力，此力將柱塞8壓緊在殼體14上。當主、副轉閥正常工作 時，由進油口來的高壓油通過分油口進入柱塞8的右端面，在液壓力的作用 下推動柱塞，柱塞通過鋼球等一系列零件最終壓縮彈簧17，這一力的傳遞過 程與主、副轉閥不工作時相反，在這一過程中副閥會相對運動，因此可以防 止副轉閥長期不運動而出現的粘死現象。
參閱圖3，液壓分配閥在正常工作時，高壓油Ps通過副轉閥2與內閥套 3圓周上等分均布的油孔，通過圖6所示的主轉閥1閥口 18進入，通過主轉 閥1等分均布的雙曲線間隙節(jié)流面積SA1、 SA2、 SB1、 SB2進行分油，液 流通過內閥套3圓周上等分均布的閥口 19，按圖中液流仏、Ub瑜出。當主轉 閥1或副轉閥2轉動e °角時的節(jié)流面積狀態(tài)隨轉動的0 °而變化。液壓油
路在轉動e角不同狀態(tài)下的工作情況如圖4圖表所示。
當系統(tǒng)無壓力時，彈簧17產生的力壓緊副轉閥2，從而使柱塞8運動到 右極限；當系統(tǒng)正常工作時，液壓力克服彈簧力，從而推動柱塞8，使副閥2 運動防止粘死。液壓分配閥在正常工作壓力下，由于進油口的高壓油所產生 的液壓力的作用下推動柱塞8，通過傳遞柱塞8及彈簧17力的搖臂9、鋼球 10、鋼球11、頂蓋12及軸承13，使副轉閥2軸向移動0.5ran,此時，彈簧17通過鋼球15及軸承16被壓縮0. 5 mm，這樣可避免副轉閥2在長期不工作 的狀態(tài)下粘死。同時副轉閥2通過副轉閥上的三個V形槽和鋼球15進行定位
(參見圖7)。正常工作時，主轉閥1通過主閥開口 18參與分油。通過操縱 主轉閥1的轉動角度的大小來控制系統(tǒng)的運動速度的大小。操縱主轉閥時， 通過控制主轉閥的旋轉角度和轉向，從而控制系統(tǒng)的運動方向和速度，主轉 閥的轉動角度大，閥的開口就大，因而通過閥的流量就大，系統(tǒng)運動的速度 就快；主轉閥的轉向不同，油液的流向就不同，因而系統(tǒng)的運動方向就不同
(主轉閥的結構見圖6)。當油液中有污染物等不明原因引起主轉閥卡滯 時，副轉閥2替代主轉閥1工作。此時主轉閥1和副轉閥2作為一個同軸旋 轉的剛體連接，操縱主轉閥1就相當于操縱副轉閥2控制系統(tǒng)的運動方向和 速度。通過操縱主轉閥1轉動帶動副轉閥2運動，副轉閥2通過副轉閥閥口 參與分油，油液通過內外閥套及殼體上所制的油路進入到執(zhí)行機構。
副轉閥在主轉閥卡滯時替代主轉閥工作。當主轉閥卡滯時，此時可把主 轉閥、副轉閥看作一個剛體，操縱主轉閥就相當于操縱副轉閥，從而用于控 制系統(tǒng)的運動方向和速度，其工作原理同主轉閥。
權利要求
1.一種用于高壓系統(tǒng)的旋轉式液壓分配閥，包括，由軸承支撐的主轉閥、副轉閥同軸旋轉閥組件，、溝通油路的內、外閥套零組件，其特征在于主轉閥、副轉閥和內閥套由滾珠軸承支撐，支撐主、副轉閥和內閥套的滾珠軸承保持架上，制有內大外小的鋼球定位錐孔，且主、副轉閥間的配套間隙小于或等于8um，軸承處的配套間隙小于或等于3um，副轉閥在液壓力及其裝配在支撐軸承端面的彈簧作用下具有軸向移動自由度。
2. 如權利要求1所述的用于高壓系統(tǒng)的旋轉式液壓分配閥，其特征在于，主 副轉閥的間隙為6 8um，軸承處的配套間隙為2 3um。
3. 如權利要求1所述的用于高壓系統(tǒng)的旋轉式液壓分配閥，其特征在于，副 轉閥(2)通過支撐軸承上的鋼球(7)，同軸安裝在制有溝通各個油路的內閥套(3)內。
4. 如權利要求1所述的用于高壓系統(tǒng)的旋轉式液壓分配閥，其特征在于，軸 承(16)通過鋼球(15)及副轉閥(2)上的三個均勻分布的V形槽將力傳給副轉 閥(2)，該副轉閥(2)上的力通過軸承(13)傳至頂蓋(12)，頂蓋(12)通 過鋼球(11)傳給搖臂(9)。
5. 如權利要求1所述的用于高壓系統(tǒng)的旋轉式液壓分配閥，其特征在于，來 自進油口的高壓油通過分油口進入柱塞(8)的右端面，推動柱塞(8)和鋼球壓 縮彈簧(17)。 '
6. 如權利要求1所述的用干高壓系統(tǒng)的旋轉式液壓分配閥，其特征在于，高 壓油Ps通過副轉閥(2)與內閥套(3)圓周上等分均布的油孔，由主轉閥(1) 閥口 (18)進入，通過主轉閥(1)等分均布的雙曲線間隙節(jié)流面積6A1、 SA2、 SB1、 SB2進行分油，液流通過內閥套(3)圓周上等分均布的閥口 (19)，按液流Ua、 Ub瑜出。
全文摘要
本發(fā)明公開的一種用于高壓系統(tǒng)的旋轉式液壓分配閥，包括，由軸承支撐的主轉閥、副轉閥同軸旋轉閥組件，溝通油路的內、外閥套零組件，主轉閥、副轉閥和內閥套由滾珠軸承支撐，支撐主、副轉閥和內閥套的滾珠軸承保持架上，制有內大外小的鋼球定位錐孔，且主、副轉閥間的配套間隙小于或等于8um，軸承處的配套間隙小于或等于3um，副轉閥在液壓力及其裝配在支撐軸承端面的彈簧作用下具有軸向移動自由度。本發(fā)明通過進油口的高壓油所產生的力讓副轉閥軸向移動一下來解決副轉閥長期不運動的問題，每啟動一次副轉閥就軸向移動一下，解決了現有技術轉閥結構存在的副轉閥長期不運動而出現的粘死現象。實現了副轉閥的防粘死運動與正常分油運動的徹底分離，消除了兩種運動之間的相互干擾。
文檔編號F15B13/02GK101493103SQ20081004645
公開日2009年7月29日 申請日期2008年11月4日 優(yōu)先權日2008年11月4日
發(fā)明者偉 唐, 袁洪回, 紅 鄭, 偉 陽, 剛 黃 申請人:四川航空液壓機械廠