CN104374662B - 液压阀阀芯和阀体摩擦磨损性能评价实验机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种液压阀阀芯和阀体摩擦磨损性能评价实验机。其曲柄滑块机构与传力杆Ⅰ固定连接，传力杆Ⅰ与液压阀阀芯连接，液压阀阀芯的下端连接限位杆，限位杆的对面设置行程开关。液压阀阀体通过滑动滑轨副安装在支架底板上，所述液压阀阀体一侧安装冲击装置的传力杆Ⅱ和稳定载荷加载缸的活塞杆，液压阀阀体另一侧设置液压控制系统，所述液压控制系统通过管路与液压阀阀体的型腔相连通。本发明能够模拟液压阀的实际工况，实时检测液压阀阀芯与阀体的磨损量，评价液压阀阀芯与阀体的摩擦磨损性能，并且预测其使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种液压阀阀芯和阀体摩擦磨损性能评价的实验机。
背景技术
液压系统作为机械设备的重要组成部分，其工作情况和稳定性直接影响机械设备的使用。液压阀作为液压系统的重要组成部分，其精度和寿命则直接影响液压系统的稳定性。其工作原理是利用阀芯在阀体内作相对运动来控制阀口的通断或阀口的大小，来实现压力、流量和方向的控制。
液压阀的密封性是影响其寿命的重要因素之一。液压阀在工作中，阀芯与阀体的配合精度和间隙都会随着相对运动有所变化而使阀产生泄露，影响液压阀的控制精度。针对液压阀的试验机如《检测流体控制阀性能的试验装置》（中国专利CN 102052937 B）公开的是一种用于检测流体控制阀性能的试验装置，能够为流体控制阀提供真实应用的外部条件，使流体控制阀实物样件可以脱离其原应用系统进行独立性能测试。《一种节流阀口性能试验装置》（中国专利CN103335834A）公开了一种节流阀口性能试验装置，可直接对可视化流场内的气穴形态、流动现象进行观察，并同时完成对阀口噪声、阀芯所受稳态液动力、流场压力分布、流量大小、阀芯位移等各项参数的测量。上述现有技术只检测了阀芯的位移，并未对阀芯与阀体的摩擦学性能进行检测。
发明内容
为了对液压阀阀芯与阀体的摩擦学性能进行检测，本发明提供一种液压阀阀芯和阀体摩擦磨损性能评价实验机。该发明通过检测液压阀阀芯在模拟真实工况下的摩擦磨损性能，并且预测其使用寿命。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种液压阀阀芯和阀体摩擦磨损评价实验机，其通过联轴器安装在伺服电机Ⅰ输出轴上的曲柄滑块机构以及通过联轴器安装在伺服电机Ⅱ输出轴上的凸轮机构。在上述本发明的液压阀阀芯和阀体摩擦磨损实验机中，所述曲柄滑块机构与传力杆Ⅰ固定连接，传力杆Ⅰ与液压阀阀芯连接，液压阀阀芯的下端连接限位杆，限位杆的对面设置行程开关；液压阀阀体通过滚动直线导轨副安装在支架底板上，所述液压阀阀体一侧安装冲击装置的传力杆Ⅱ和稳定载荷加载缸的活塞杆，液压阀阀体另一侧设置液压控制系统，所述液压控制系统通过管路与液压阀阀体的型腔相连通。
在本发明中，所述冲击装置的支架以螺钉固定在支架底板上，其传力杆Ⅱ端部的滚轮设置在所述槽凸轮机构的凸轮槽中，调节螺钉套在传力杆Ⅱ上与支架的螺纹孔配合，所述的螺纹孔内设置预紧弹簧。
在本发明中，所述稳定载荷加载缸通过支架固定在支架底板上，稳定载荷加载缸通过管路与液压站相连通。
在本发明中，所述位移传感器的位移测量杆连接在液压阀阀体上，位移处理器与位移传感器通过线路连接；载荷传感器和载荷传感器分别设置在传力杆Ⅰ、传力杆Ⅱ上，所述位移处理器的位移信号以及载荷传感器、载荷传感器的拉压力信号通过数据采集卡进入工控计算机处理，实时存储和实时显示。
本发明的有益效果是：液压阀阀芯所受的冲击载荷大小可通过调节调紧弹簧的预紧力来控制，设置冲击装置加载间隔时间和往复次数来实现循环冲击加载。检测装置可以对载荷、位移（磨损量）进行实时监测；当液压阀阀芯与阀体之间的间隙过大而发生失效时，可以通过在检测系统设置位移阀值实现停机。通过检测液压阀阀芯在模拟真实工况下的摩擦磨损性能，对液压阀在实际应用中的摩擦学性能作出评价，预测其使用寿命。
附图说明
图1是液压阀阀芯和阀体摩擦磨损性能评价实验机的结构示意图；
图2是A处的局部放大图；
图3是B处的局部放大图；
图4是槽凸轮的C向视图。
在图1、图2及图3中，1-曲柄滑块机构，2-传力杆Ⅰ，3-载荷传感器Ⅰ，4-液压阀阀芯，5-稳定载荷加载缸，6-载荷传感器Ⅱ，7-槽凸轮机构，8-支架底板，9-液压站，10-伺服电机Ⅰ，11-预紧弹簧，12-传力杆Ⅱ， 13-限位杆，14-行程开关，15-滚动直线导轨副，16-位移传感器，17-位移处理器，18-液压控制系统，19-管路，20-液压阀阀体，21-数据采集卡，22-工控计算机，23-伺服电机Ⅱ，24-调节螺钉，25-支架，26-滚轮。
具体实施方式
实施例
图1是本发明公开的液压阀阀芯和阀体摩擦磨损性能评价实验机，所述实验机的传动装置由伺服电机Ⅱ23、曲柄滑块机构1和传力杆Ⅰ2组成，伺服电机Ⅱ23通过联轴器与曲柄滑块机构1传动连接，曲柄滑块机构1通过传力杆Ⅰ2来实现液压阀阀芯4的动作。
加载装置由恒压装置和冲击装置组成，恒压装置的液压站9通过管路控制稳定载荷加载缸5保持对液压阀阀体20的恒定压力；冲击装置由伺服电机Ⅰ10、槽凸轮机构7、预紧弹簧11，传力杆Ⅱ12、调节螺钉24、支架25和滚轮26组成，伺服电机Ⅰ10通过联轴器与槽凸轮机构7连接，以间歇运动来实现对阀体的冲击动作，支架25的中空部位设置预紧弹簧11 ，改变预紧弹簧11的预紧力可改变对液压阀阀体20的冲击载荷大小。
实验装置由液压阀阀芯4、液压阀阀体20、液压控制系统18、滚动直线导轨副15、限位杆13和行程开关14组成。实验前将液压阀阀芯4配合安装在液压阀阀体20中，液压阀阀芯4通过限位杆13与行程开关14连接，液压控制装置18通过管路19和滚动直线导轨副15支撑的液压阀阀体20连接，行程开关14控制液压阀阀芯4在阀体中的位置。
检测装置由载荷传感器Ⅰ3、载荷传感器Ⅱ6、位移传感器16、位移处理器17、数据采集卡21和工控计算机22构成。位移传感器16记录液压阀阀体20的径向位移，位移信号通过线路传输至位移处理器17，载荷传感器Ⅰ3、载荷传感器Ⅱ6分别记录曲柄滑块机构1和恒压部分加载缸的压力，位移处理器17的位移信号和载荷传感器Ⅰ3、载荷传感器Ⅱ6的拉压力信号通过数据采集卡21进入工控计算机22处理，实时存储和实时显示。
下面通过具体实验说明该液压阀阀芯和阀体摩擦磨损性能实验机的原理。
在实验之前，先安装好液压阀阀芯4，开启液压控制系统18，运行检测软件，完成实验前的准备工作。
实验开始时，运行液压站9，设定稳定载荷值，稳定载荷加载缸5通过活塞杆将稳定载荷施加到液压阀阀体20上。设定冲击载荷值，通过调节螺钉24调整预紧弹簧11的预紧力，开启伺服电机Ⅰ10，在槽凸轮机构7的作用下，满足一定频率的冲击载荷通过载荷传感器Ⅱ6、传力杆Ⅱ12施加到液压阀阀体20上，可通过设置冲击加载的间隔时间和往复次数实现循环冲击加载。开启伺服电机Ⅱ23，满足一定运动需求的运动形式通过曲柄滑块机构1、传力杆Ⅰ2和载荷传感器Ⅰ3传递到液压阀阀芯4上。实验过程中，稳定载荷、冲击载荷和位移等信号通过数据采集卡21进入工控计算机22，实时存储和实时显示。
当液压阀阀芯与阀体因摩擦而使间隙过大发生失效时，将导致液压阀阀体20的位移值过大，此时可通过在检测系统设置位移阀值实现停机。
Claims (4)
1.一种液压阀阀芯和阀体摩擦磨损性能评价实验机，具有：
通过联轴器安装在伺服电机II输出轴上的曲柄滑块机构以及通过联轴器安装在伺服电机I输出轴上的槽凸轮机构，
其特征在于：
所述曲柄滑块机构与传力杆I固定连接，传力杆I与液压阀阀芯连接，液压阀阀芯的下端连接限位杆，限位杆的对面设置行程开关；液压阀阀体通过两列滚动直线导轨副安装在支架底板上，所述液压阀阀体一侧安装冲击装置的传力杆II和稳定载荷加载缸的活塞杆，液压阀阀体另一侧设置液压控制系统，所液压控制系统通过管路与液压阀阀体的型腔相连通。
2.根据权利要求1所述的液压阀阀芯和阀体摩擦磨损性能评价实验机，其特征在于：所述冲击装置的支架以螺钉固定在支架底板上，其传力杆II端部的滚轮安装在所述槽凸轮机构的凸轮槽中，调节螺钉套在传力杆II上与支架的螺纹孔配合，所述的螺纹孔内设置预紧弹簧。
3.根据权利要求1所述的液压阀阀芯和阀体摩擦磨损性能评价实验机，其特征在于：所述稳定载荷加载缸通过支架固定在支架底板上，稳定载荷加载缸与液压站相连通。
4.根据权利要求1所述的液压阀阀芯和阀体摩擦磨损性能评价实验机，其特征在于：所述液压阀阀体上连接位移传感器的位移测量杆，位移处理器与位移传感器通过线路连接；载荷传感器I和载荷传感器II分别设置在传力杆I、传力杆II上，所述位移处理器的位移信号以及载荷传感器I、载荷传感器II的拉压力信号通过数据采集卡进入工控计算机处理，实时存储和实时显示。
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