CN103511398B - 工程机械速度控制阀全自动性能检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工程机械速度控制阀全自动性能检测装置，包括：数据采集显示模块、液压动力源模块、调速杆运动控制模块、油温加热及温控模块、安装夹具及安装油路块模块；该装置能够自动控制改变被检测阀档位，自动控制改变液压站电机转速，从而可以改变通过被检测阀各档位的油流量，从而实现对阀的每个档位及各档位在不同流量情况下油压等性能参数的自动化检测。

Description

工程机械速度控制阀全自动性能检测装置

技术领域

本发明涉及液压系统零部件检测技术，具体是工程机械车辆上常用的速度控制阀的油压性能参数的检测。

背景技术

工程机械中有许多速度控制阀，该阀是改变工程机械行驶的方向与速度大小的，该阀的性能特别是各档位的油压性能对工程机械的行驶速度控制有非常重要的影响。为此，必须对该阀的各档位油压性能进行检测，以前，对该阀油压性能的检测主要是手工操作，检测人员手动改变各档位，手动移动被检测阀调速杆检测位移油压性能。这种落后的检测方式效率低，检测强度大，检测错误率高。为此，研制开发出全自动工程机械速度控制阀性能检测装置，通过一键检测，全自动化地实现所有检测项，提高检测准确率的同时，也大大地提高了检测效率，降低了检测人员的劳动强度。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足提供一种工程机械速度控制阀全自动性能检测装置。

一种工程机械速度控制阀全自动性能检测装置，包括：数据采集显示模块、液压动力源模块、调速杆运动控制模块、油温加热及温控模块、安装夹具及安装油路块模块；数据采集显示模块用于采集包括油压、位移在内的参数数据并进行处理；液压动力源模块即液压站，用于向被检测阀（1003）提供液压油；调速杆运动控制模块包括电动推杆（3001）、驱动放大器（4001），驱动放大器由开关电源组（4005）中的24V直流电源供电，数采卡（4003）上的数字输出口控制电动推杆（3001）的移动方向及移动速度；电动推杆（3001）通过联轴器（3010）、连接杆（3006）自动缓慢平稳推动被检测阀调速杆（3011）向右运动，检测被检测阀（1003）各档位时，调速杆（3011）位移与油压的关系，当检测完毕后，电动推杆（3001）拉动调速杆（3011）快速回位；

油温加热及温控模块用于加热液压油并控制液压油在合适的的温度，同时在检测台操控面板上显示液压油的温度；

安装夹具及安装油路块模块用于被检测阀（1003）、油压传感器（5002）、位移传感器（3003）及电动推杆（3001）的安装。

所述的装置，所述数显采集显示模块包括位移传感器（3003）、油压传感器（1007）、工控机（1005）、数采卡（4003）、液晶屏（1001）、油压显示二次仪表（2011）；位移传感器由开关电源组（4005）的DC5V开关电源供电，开关电源组（4005）接AC220V输入电压，位移传感器（3003）输出信号在0-5V范围，输出的信号线接到数采卡（4003）端子排的AI模拟量输入口；油压传感器（1007）接DC24V电源，由油压显示二次仪表（2011）供电，油压显示二次仪表接AC220V输入电压，由油压传感器（1007）接出的信号线一方面接到油压显示二次仪表（2011），供用户直接观察，另一方面接到数采卡（4003）端子排的AI模拟量输入口；位移传感器（3003）、油压传感器（1007）输入到数采卡（4003）中的信号，由工控机（1005）中的测控软件进行滤波处理、合格判定、绘曲线图，并以综合记录报表、曲线图形式在液晶屏（1001）上显示。

所述的装置，所述液压动力源模块包括液压站电机（6006）、供油泵（6005）、变频器（4002）、定压阀（6001）、电磁换向阀（6003）、油压表（6002）、油箱（5003）及油箱内的过滤器；液压站电机（6006）带动供油泵（6005），从而向被检测阀泵油；变频器（4002）用于调节改变电机（6006）的转速，从而改变流量；定压阀（6001）与压力表（6002）配合，用于设置液压动力系统的输出油压；通过检测台操作面板上的旋扭开关（2006）对电磁换向阀（6003）通断电，改变液压油的流向，当电磁换向阀（6003）不通电时，供油泵（6005）泵出的液压油流过被检测阀（1003），当电磁换向阀（6003）通电时，液压油不经过被检测阀（1003）直接流回油箱（5003）。

所述的装置，所述油温加热及温控模块包括油温传感器（5002）、温控仪（2001）、固态继电器（4004）、加热棒（5001），油温传感器（5002）与加热棒（5001）安装在油箱（5003）侧面板上，固态继电器（4004）、加热棒（5001）、220V电源构成一个电气回路，固态继电器（4004）是个电子控制开关，接通后给加热棒（5001）供电，加热液压油，温控仪（2001）实时接收油温传感器（5002）的油温数据并与设定的温度值做比较，应用PID闭环控制，控制固态继电器（4004）的通断，温控仪（2001）安装在操作面板上，设定温度与实际温度显示在温控仪（2001）上。

所述的装置，所述安装夹具及安装油路块模块包括被检测阀夹具（1004）、油压传感器安装油路块（1006）、位移传感器及电动推杆安装连接组件；被检测阀夹具（1004）上部与被检测阀（1003）油路连接并安装，侧面有被检测阀系统进油入口、各档液压油输出口、渗漏油回油口，渗漏油回油口将渗漏油回收经油箱回油口（6004）至油箱，被检测阀夹具通过液压油管与油压传感器安装油路块及液压站相连；油压传感器安装油路块（1006）从左侧面至右侧面有一个通孔，通过液压油管连接液压站及被检测阀夹具进油入口，该油路块侧面还有若干个盲孔，通过液压油管连接被检测阀夹具各档液压油输出口，通孔与盲孔至油路块上部均加工出螺纹孔，用于安装油压传感器（1007）；位移传感器及电动推杆安装连接组件包括电动推杆安装底板（3002）、位移传感器挡板（3004）、支承导向块（3005）、连接杆（3006）、前后位置调节板（3007）、左右位置调节板（3008）、上下位置调节安装底板（3009）、联轴器（3010），电动推杆（3001）通过电动推杆安装底板（3002）安装在上下位置调节安装底板（3009）上，位移传感器（3003）也安装在上下位置调节安装底板（3009）上，同时位移传感器（3003）通过位移传感器挡板（3004）与被检测阀调速杆（3011）一起运动，检测位移，电动推杆（3001）经由联轴器（3010）、连接杆（3006）与被检测阀调速杆（3011）连接，并通过支承导向块（3005）起支撑导向作用，前后位置调节板（3007）、左右位置调节板（3008）、上下位置调节安装底板（3009）可以在连接杆（3006）与被检测阀调速杆（3011）连接时起上下、前后、左右方向的位置调整。

该装置能够自动控制改变被检测阀档位，自动控制改变液压站电机转速（从而可以改变通过被检测阀各档位的油流量），从而实现对阀的每个档位及各档位在不同流量情况下油压等性能参数的自动化检测。各档在不同流量的检测内容如下：当换档至阀某一档位的瞬时，可以采集档位油路内油压随着时间上升的数据并绘制油压——时间曲线。当油压稳定后，采集此时油压数据，进行控制阀合格项判定，包括压力范围合格项（即稳定后档位油压应处于某个范围之间），压力损失合格项（即系统油压与档位油压之间油压差应不大于某个阈值），滑阀卡滞合格项(此时测得的其他档位内油压应不大于某个阈值)，压力变化合格项（即油压稳定后采集的油压最大值与最小值之差不应大于某个阈值），这些合格判定结果形成综合纪录表格。接着控制检测装置中的电动推杆推动被检测阀调速杆运动，采集油压与调速杆位移数据进行油压与调速杆的位移曲线绘制，判断曲线是否在规定的范围内。该检测装置不仅可以实现单档检测，同时也可以一键检测，即点一下开始检测按钮，依次进行被检测阀各个档位的自动化检测。检测完成之后进行绘制曲线、综合记录表格的保存与打印。

附图说明

图1安装被检测阀及调速杆运动控制模块的检测台主剖视图；

图2未安装被检测阀及调速杆运动控制模块的检测台主视图；

图3检测台俯视图；

图4检测台后视图；

图5液压站主视图；

图6液压站俯视图；

图7全自动工程机械速度控制阀性能检测装置液压系统原理图；

图中：1001.液晶屏1002.打印机1003.被检测阀1004.被检测阀夹具1005.工控机1006.油压传感器安装油路块1007.油压传感器2001.温控仪2002.变频器显示屏2003.总电源开关2004.液压站电机开关2005.照明灯开关2006.油路通断开关2007.电机手自切换旋扭2008.阀手自切换旋扭2009.电动推杆手自切换旋扭2010.电机、阀、电动推杆手动操作按扭2011.油压显示二次仪表2012.照明灯3001.电动推杆3002.电动推杆安装底板3003.位移传感器3004.位移传感器挡板3005.支承导向块3006.连接杆3007.前后位置调节板3008.左右位置调节板3009.上下位置调节安装底板3010.联轴器3011.调速杆4001.驱动放大器4002.变频器4003.数采卡4004.固态继电器4005.开关电源组5001.加热棒5002.油温传感器5003.油箱6001.定压阀6002.油压表6003.电磁换向阀6004.回油口6005.供油泵6006.液压站电机；

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。

整个自动化检测装置包括：数据采集显示模块、液压动力源模块、调速杆运动控制模块、油温加热及温控模块、安装夹具及安装油路块模块。

数据采集显示模块主要是采集油压、位移等参数数据并进行相应的处理，该模块包括位移传感器3003、油压传感器1007、工控机1005、数采卡4003、液晶屏1001、油压显示二次仪表2011。位移传感器由开关电源组4005的DC5V开关电源供电，开关电源组4005接AC220V输入电压，位移传感器3003输出信号在0-5V范围，输出的信号线接到数采卡4003端子排的AI模拟量输入口。油压传感器1007接DC24V电源，由油压显示二次仪表2011供电，油压显示二次仪表接AC220V输入电压，由油压传感器1007接出的信号线一方面接到油压显示二次仪表2011，供用户直接观察，另一方面接到数采卡4003端子排的AI模拟量输入口。位移传感器3003、油压传感器1007输入到数采卡4003中的信号，由工控机1005中的测控软件进行滤波处理、合格判定、绘曲线图等工作，并以综合记录报表、曲线图等形式在液晶屏1001上显示。

液压动力源模块即液压站，其主要作用是向被检测阀1003提供一定压力与流量的液压油，该模块由液压站电机6006、供油泵6005、变频器4002、定压阀6001、电磁换向阀6003、油压表6002、油箱5003及油箱内的过滤器等组成。液压站电机6006使用AC380V电压，转速3000r/min，功率4kw，电机运转带动供油泵6005，从而可以向被检测阀泵油；变频器4002可以调节改变电机6006的转速，从而可以改变流量；定压阀6001与压力表6002配合，可以设置液压动力系统的输出油压；通过检测台操作面板上的旋扭开关2006对电磁换向阀6003通断电，改变液压油的流向，当电磁换向阀6003不通电时，供油泵6005泵出的液压油流过被检测阀1003，当电磁换向阀6003通电时，液压油不经过被检测阀1003直接流回油箱5003，液压站原理图见图7。

调速杆运动控制模块的主要作用是通过工控机1005控制，电动推杆3001通过联轴器3010、连接杆3006自动缓慢平稳推动被检测阀调速杆3011向右运动，检测被检测阀1003各档位时，调速杆3011位移与油压的关系，当检测完毕后，电动推杆3001拉动调速杆3011快速回位，该模块由电动推杆3001、驱动放大器4001等组成，驱动放大器由开关电源组4005中的24V直流电源供电，数采卡4003上的数字输出口控制电动推杆3001的移动方向及移动速度。

油温加热及温控模块的作用是加热液压油并控制液压油在合适的的温度，同时在检测台操控面板上显示液压油的温度，该模块由油温传感器5002、温控仪2001、固态继电器4004、加热棒5001等组成，油温传感器5002与加热棒5001安装在油箱5003侧面板上，固态继电器4004、加热棒5001、220V电源构成一个电气回路，固态继电器4004是个电子控制开关，接通后给加热棒5001供电，加热液压油，温控仪2001实时接收油温传感器5002的油温数据并与设定的温度值做比较，应用PID闭环控制，控制固态继电器4004的通断，温控仪2001安装在操作面板上，设定温度与实际温度显示在温控仪2001上。

安装夹具及安装油路块模块主要用于被检测阀1003、油压传感器5002、位移传感器3003及电动推杆3001的安装。该模块包括被检测阀夹具1004、油压传感器安装油路块1006、位移传感器及电动推杆安装连接组件。被检测阀夹具1004上部与被检测阀1003油路连接并安装，侧面有被检测阀系统进油入口、各档液压油输出口、渗漏油回油口，渗漏油回油口将渗漏油回收经油箱回油口6004至油箱，被检测阀夹具通过液压油管与油压传感器安装油路块及液压站相连，详细连接方法见图7；油压传感器安装油路块1006从左侧面至右侧面有一个通孔，通过液压油管连接液压站及被检测阀夹具进油入口，该油路块侧面还有若干个盲孔，通过液压油管连接被检测阀夹具各档液压油输出口，通孔与盲孔至油路块上部均加工出螺纹孔，用于安装油压传感器1007；位移传感器及电动推杆安装连接组件包括电动推杆安装底板3002、位移传感器挡板3004、支承导向块3005、连接杆3006、前后位置调节板3007、左右位置调节板3008、上下位置调节安装底板3009、联轴器3010，电动推杆3001通过电动推杆安装底板3002安装在上下位置调节安装底板3009上，位移传感器3003也安装在上下位置调节安装底板3009上，同时位移传感器3003通过位移传感器挡板3004与被检测阀调速杆3011一起运动，检测位移，电动推杆3001经由联轴器3010、连接杆3006与被检测阀调速杆3011连接，并通过支承导向块3005起支撑导向作用，前后位置调节板3007、左右位置调节板3008、上下位置调节安装底板3009可以在连接杆3006与被检测阀调速杆3011连接时起上下、前后、左右方向的位置调整。

整个检测操作如下：将被检测阀1003装夹到被检测阀夹具1004上，打开总电源开关2003，给各个用电设备通电，启动工控机1005，进入速度控制阀测控程序，油温加热及温控系统将油温加热到设定的温度，然后进行被检测阀的相关性能检测。打开2004液压站电机开关，通过变频器4002启动液压站电机6006，电机的转速在变频器显示屏2002上显示，电机带动供油泵6005将液压油泵入被检测阀1003，转动定压阀6001的旋扭，并观察油压表6002，将输出油压设定为某个值，通过软件控制继电器的开关，从而实现被检测阀1003档位的改变，油液通过油压传感器安装油路块1006，经油压传感器1007可以测出被检测阀的输入油压、各个档位的输出油压，将这些数据传输到工控机的数采卡4003中，通过测控程序对这些数据进行处理分析，可以绘制各档油压——时间曲线，进行压力范围合格项、压力损失合格项、滑阀卡滞合格项、压力变化合格项判定并生成检测纪录报表。被检测阀在各个档位时，控制电动推杆3001向右缓慢平稳运动，推动被检测阀的调速杆3011，并通过位移传感器3003测量调速杆3011的位移，将位移传感器的数据及各档位油压传感器的数据传输到工控机的数采卡中，通过测控程序对这些数据进行分析处理，可以绘制各档油压——位移曲线，油压——位移曲线绘制完成后，程序控制电动推杆自动向左快速运动回到原始位置。所获得的检测纪录报表、各档油压——时间曲线、各档油压——位移曲线等检测结果可以保存在工控机中，而且，可以通过打印机1002打印输出。另外，液压站电机转速、被检测阀换档、电动推杆左右移动除了可以使用工控机1005自动控制外，还可以通过检测台操作面板上的电机手自切换旋扭2007、阀手自切换旋扭2008、电动推杆手自切换旋扭2009、电机、阀、电动推杆手动操作按扭2010实现手动控制。被检测阀检测完毕，旋动油路通断开关2006，通过电磁换向阀6003改变液流方向，电机泵出的油不再进入被检测阀1003而是进入油箱5003，这时可以卸下已完成检测的被检测阀，重新装夹下一个被检测阀进行检测。在晚间或是光线不好时进行检测，可以旋动照明灯开关2005，打开测试台照明灯2012。所有的检测结果，在液晶屏1001上显示，也可以通过打印机1002进行打印输出。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种工程机械速度控制阀全自动性能检测装置，其特征在于，包括：数据采集显示模块、液压动力源模块、调速杆运动控制模块、油温加热及温控模块、安装夹具及安装油路块模块；数据采集显示模块用于采集包括油压、位移在内的参数数据并进行处理；液压动力源模块即液压站，用于向被检测阀(1003)提供液压油；调速杆运动控制模块包括电动推杆(3001)、驱动放大器(4001)，驱动放大器由开关电源组(4005)中的24V直流电源供电，数采卡(4003)上的数字输出口控制电动推杆(3001)的移动方向及移动速度；电动推杆(3001)通过联轴器(3010)、连接杆(3006)自动缓慢平稳推动被检测阀调速杆(3011)向右运动，检测被检测阀(1003)各档位时调速杆(3011)位移与油压的关系，当检测完毕后，电动推杆(3001)拉动调速杆(3011)快速回位；

油温加热及温控模块用于加热液压油并控制液压油在合适的温度，同时在检测台操控面板上显示液压油的温度；

安装夹具及安装油路块模块用于被检测阀(1003)、油压传感器(1007)、位移传感器(3003)及电动推杆(3001)的安装。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数据采集显示模块包括位移传感器(3003)、油压传感器(1007)、工控机(1005)、数采卡(4003)、液晶屏(1001)、油压显示二次仪表(2011)；位移传感器由开关电源组(4005)的DC5V开关电源供电，开关电源组(4005)接AC220V输入电压，位移传感器(3003)输出信号在0-5V范围，输出的信号线接到数采卡(4003)端子排的AI模拟量输入口；油压传感器(1007)接DC24V电源，由油压显示二次仪表(2011)供电，油压显示二次仪表接AC220V输入电压，由油压传感器(1007)接出的信号线一方面接到油压显示二次仪表(2011)，供用户直接观察，另一方面接到数采卡(4003)端子排的AI模拟量输入口；位移传感器(3003)、油压传感器(1007)输入到数采卡(4003)中的信号，由工控机(1005)中的测控软件进行滤波处理、合格判定、绘曲线图，并以综合记录报表、曲线图形式在液晶屏(1001)上显示。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述液压动力源模块包括液压站电机(6006)、供油泵(6005)、变频器(4002)、定压阀(6001)、电磁换向阀(6003)、油压表(6002)、油箱(5003)及油箱内的过滤器；液压站电机(6006)带动供油泵(6005)，从而向被检测阀泵油；变频器(4002)用于调节改变电机(6006)的转速，从而改变流量；定压阀(6001)与油压表(6002)配合，用于设置液压动力系统的输出油压；通过检测台操作面板上的旋扭开关(2006)对电磁换向阀(6003)通断电，改变液压油的流向，当电磁换向阀(6003)不通电时，供油泵(6005)泵出的液压油流过被检测阀(1003)，当电磁换向阀(6003)通电时，液压油不经过被检测阀(1003)直接流回油箱(5003)。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述油温加热及温控模块包括油温传感器(5002)、温控仪(2001)、固态继电器(4004)、加热棒(5001)，油温传感器(5002)与加热棒(5001)安装在油箱(5003)侧面板上，固态继电器(4004)、加热棒(5001)、220V电源构成一个电气回路，固态继电器(4004)是个电子控制开关，接通后给加热棒(5001)供电，加热液压油，温控仪(2001)实时接收油温传感器(5002)的油温数据并与设定的温度值做比较，应用PID闭环控制，控制固态继电器(4004)的通断，温控仪(2001)安装在操作面板上，设定温度与实际温度显示在温控仪(2001)上。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述安装夹具及安装油路块模块包括被检测阀夹具(1004)、油压传感器安装油路块(1006)、位移传感器及电动推杆安装连接组件；被检测阀夹具(1004)上部与被检测阀(1003)油路连接并安装，侧面有被检测阀系统进油入口、各档液压油输出口、渗漏油回油口，渗漏油回油口将渗漏油回收经油箱回油口(6004)至油箱，被检测阀夹具通过液压油管与油压传感器安装油路块及液压站相连；油压传感器安装油路块(1006)从左侧面至右侧面有一个通孔，通过液压油管连接液压站及被检测阀夹具进油入口，该油路块侧面还有若干个盲孔，通过液压油管连接被检测阀夹具各档液压油输出口，通孔与盲孔至油路块上部均加工出螺纹孔，用于安装油压传感器(1007)；位移传感器及电动推杆安装连接组件包括电动推杆安装底板(3002)、位移传感器挡板(3004)、支承导向块(3005)、连接杆(3006)、前后位置调节板(3007)、左右位置调节板(3008)、上下位置调节安装底板(3009)、联轴器(3010)，电动推杆(3001)通过电动推杆安装底板(3002)安装在上下位置调节安装底板(3009)上，位移传感器(3003)也安装在上下位置调节安装底板(3009)上，同时位移传感器(3003)通过位移传感器挡板(3004)与被检测阀调速杆(3011)一起运动，检测位移，电动推杆(3001)经由联轴器(3010)、连接杆(3006)与被检测阀调速杆(3011)连接，并通过支承导向块(3005)起支撑导向作用，前后位置调节板(3007)、左右位置调节板(3008)、上下位置调节安装底板(3009)在连接杆(3006)与被检测阀调速杆(3011)连接时起前后、左右、上下方向的位置调整的作用。