CN104595266B - 一种分体式功率级伺服阀的调试装置及调试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于伺服阀调试领域,具体公开一种分体式功率级伺服阀的调试装置及调试方法,设有分体式功率级伺服阀的调试装置的伺服阀包括无小阀芯控制油系统、主阀芯、主阀芯控制腔、第二主阀芯控制腔、第二主阀芯、控制腔连通通道、内渗漏通道,无小阀芯控制油系统包括调试小螺钉和调试小阀套;调试方法为分别测量无小阀芯、有小阀芯两种情况下的分辨率曲线和压力增益曲线。本发明采用自行设计的调试小阀套和调试小螺钉,使得分步调试得以实现,能够准确定位出现问题的部位,提高了测试效率和合格率。
Description
技术领域
本发明属于伺服阀调试领域,具体涉及一种分体式功率级伺服阀的调试装置及调试方法。
背景技术
电液伺服阀是一种由输入电流精确地控制输出流量或压力的大小和方向的控制器件,是火箭、导弹等航天飞行器电液伺服机构的关键控制元件。伺服阀的功率级结构分为两种,即整体式和分体式。其中,分体式功率级结构,是大流量高响应伺服阀的关键组件之一,其结构参数、调试方法决定了整阀的性能。因此,在研制过程中结构参数确定后,其功率级调试方法和装置对于整阀特性的研究具有重要意义。
调试装置和调试方法的合理性,直接影响伺服阀的性能,影响伺服阀调试过程中问题的解决,从而影响伺服阀的调试效率和伺服阀的合格率。因此,通过研制分体式功率级伺服阀的调试装置,设计合理的方法方法,可以提高伺服阀的性能,又可以提高伺服阀的调试合格率,节约人力、物力等成本,有较好的应用前景。
在现有技术中,分体式功率级伺服阀并没有独立的调试装置,而调试方法主要为整体调试,即阀芯螺钉装在主阀芯的两端,直接测试伺服阀的分辨率曲线、压力增益曲线。这种调试方法的缺点在于测试的曲线只能反应主阀芯与阀套、小阀芯与小阀套的综合效果。当测试曲线异常时,不能对出现的问题进行准确定位。
发明内容
本发明的目的在于提供一种分体式功率级伺服阀的调试装置及调试方法,能够对伺服阀的问题部位进行准确定位,调试效率高、合格率高。
实现本发明目的的技术方案:一种设有分体式功率级伺服阀调试装置的伺服阀A,它包括无小阀芯控制油系统、主阀芯、主阀芯控制腔、第二主阀芯控制腔、第二主阀芯、控制腔连通通道、内渗漏通道;主阀芯与第二主阀芯之间通过内渗漏通道连通;主阀芯上设有主阀芯控制腔,第二主阀芯上设有第二主阀芯控制腔,主阀芯控制腔与第二主阀芯控制腔之间通过控制腔连通通道连接;无小阀芯控制油系统包括调试小螺钉和调试小阀套,调试小螺钉设在主阀芯的左端,调试小阀套设在调试小螺钉的左端,调试小阀套内装有控制油。
一种分体式功率级伺服阀B,它包括有小阀芯控制油系统、主阀芯、主阀芯控制腔、第二主阀芯控制腔、第二主阀芯、控制腔连通通道、内渗漏通道;主阀芯与第二主阀芯之间通过内渗漏通道连通;主阀芯上设有主阀芯控制腔,第二主阀芯上设有第二主阀芯控制腔,主阀芯控制腔与第二主阀芯控制腔之间通过控制腔连通通道连接;有小阀芯控制油系统包括阀芯螺钉、小阀芯和小阀套,阀芯螺钉设在主阀芯的左端,小阀芯设在小阀套右端,小阀套的左端空腔内装有控制油,小阀芯的右端与主阀芯的左端连接。
一种分体式功率级伺服阀的调试方法,它包括以下步骤:(1)测量伺服阀A的分辨率曲线;(2)测量伺服阀A的压力增益曲线;(3)测量伺服阀B的分辨率曲线;(4)测量伺服阀B的压力增益曲线;(5)将伺服阀A的测量曲线与伺服阀B的测量曲线进行对比,对伺服阀的故障进行定位。
本发明的有益技术效果在于:
(1)本发明采用自行设计的调试小阀套和调试小螺钉,在无小阀芯的条件下使得控制油的压力直接作用在主阀芯上,便于排除小阀芯的影响,而直接对主阀芯进行检测,使得分步调试得以实现,提高了测试效率和合格率。
(2)本发明采用分步调试的方法,先测量无小阀芯的伺服阀A的分辨率曲线和压力增益曲线,再测量有小阀芯的伺服阀B的分辨率曲线和压力增益曲线,通过前后所得曲线的对比,判断伺服阀合格与否,并定位出现问题的部位;同时这种测试顺序也使得测试合格的产品不必再次拆装。
附图说明
图1为本发明提供的一种伺服阀A的结构示意图;
图2为无小阀芯控制油系统的结构剖视图;
图3为本发明提供的一种伺服阀B的结构示意图;
图4为有小阀芯控制油系统的结构剖视图;
图5为伺服阀A的分辨率曲线示意图;
图6为伺服阀A的压力增益曲线示意图;
图7为伺服阀B的分辨率曲线示意图;
图8为伺服阀B的压力增益曲线示意图。
图中:1.主阀套;2.端盖;3.主阀芯;4.阀芯螺钉;5.限位块;6.控制油腔;7.垫片;8.小阀芯;9.小阀套;10.壳体;11.小阀套油孔;12.壳体油孔;13.主阀套油孔;14.回油槽;15.壳间槽;16.主阀芯控制腔;17.主阀芯油腔;18.供油腔;19.主阀芯回油孔;20.调试小螺钉;21.调试小阀套;22.调试小阀套油孔;23.控制腔连通通道;24.第二主阀芯控制腔;25.第二主阀芯;26.内渗漏通道;27.无小阀芯控制油系统;28.有小阀芯控制油系统。
具体实施方式
如图1所示,本发明所提供的一种设有分体式功率级伺服阀调试装置的伺服阀A包括无小阀芯控制油系统27、主阀芯3、主阀芯控制腔16、第二主阀芯控制腔24、第二主阀芯25、控制腔连通通道23、内渗漏通道26。无小阀芯控制油系统27内的控制油直接作用在主阀芯3的左端。主阀芯3与第二主阀芯25之间通过内渗漏通道26连通。主阀芯3上设有主阀芯控制腔16,第二主阀芯25上设有第二主阀芯控制腔24,主阀芯控制腔16与第二主阀芯控制腔24之间的外部通过控制腔连通通道23连通,控制腔连通通道23可以开启或关闭。控制腔连通通道23关闭时,主阀芯3和第二主阀芯24之间仅通过内渗漏通道26连通,且随着主阀芯3的左端面所受压力增大,内渗漏通道26逐渐减小并最终关闭。
如图2所示,无小阀芯控制油系统27包括:壳体10、端盖2、主阀套1、调试小螺钉20和调试小阀套21。主阀套1设在壳体10内部。壳体10上设有壳体油孔12,主阀套1上设有主阀套油孔13、供油腔18和回油槽14,主阀芯3内设有主阀芯回油孔19。主阀芯回油孔19、供油腔18和回油槽14依次连通。调试小螺钉20的螺帽盖住主阀芯回油孔19,切断油路。调试小阀套21内部设有限位块5,限位块5的左端设有垫片7。调试小阀套21上设有调试小阀套油孔22,壳体油孔12、主阀套油孔13、调试小阀套油孔22和调试小阀套21内腔依次连通。
在工作中,控制油依次经过壳体油孔12、主阀套油孔13、调试小阀套油孔22到达调试小阀套21内腔,控制油直接作用在调试小螺钉20上,调试小螺钉20将油压传递给主阀芯3,主阀芯3在油压的推动下向右运动。
如图3所示,伺服阀B包括有小阀芯控制油系统28、主阀芯3、主阀芯控制腔16、第二主阀芯控制腔24、第二主阀芯25、控制腔连通通道23、内渗漏通道26;有小阀芯控制油系统28内的控制油通过小阀芯8作用在主阀芯3的左端;主阀芯3与第二主阀芯25之间通过内渗漏通道26连通;主阀芯3上设有主阀芯控制腔16,第二主阀芯25上设有第二主阀芯控制腔24,主阀芯控制腔16与第二主阀芯控制腔24之间的外部通过控制腔连通通道23连通,控制腔连通通道23可以开启或关闭;控制腔连通通道23关闭时,主阀芯3和第二主阀芯24之间仅通过内渗漏通道26连通,且随着主阀芯3的左端面所受压力增大,内渗漏通道26逐渐逐渐减弱并最终关闭。
如图4所示,有小阀芯控制油系统28包括:端盖2、阀芯螺钉4、壳体10、小阀芯8和小阀套9。小阀芯8设在小阀套9内,小阀芯8可以沿轴向自由活动。阀芯螺钉4旋入主阀芯3的左端。小阀套9和主阀芯3设在主阀套1内部,主阀套1设在壳体10内部。壳体10上设有壳体油孔12,主阀套1上设有主阀套油孔13、供油腔18和回油槽14,主阀芯3内设有主阀芯回油孔19。主阀芯回油孔19、供油腔18和回油槽14依次连通。主阀芯回油孔19与主阀芯3、小阀芯8之间的腔体连通。小阀套9内部设有限位块5,限位块5的左端设有垫片7。小阀套9上设有小阀套油孔11,壳体油孔12、主阀套油孔13、小阀套油孔11和小阀套9左腔依次连通。主阀芯3内设有主阀芯油腔17,主阀芯油腔17内壁上设有主阀芯控制腔16。主阀套1上设有壳间槽15。
在工作中,控制油依次经过壳体油孔12、主阀套油孔13、小阀套油孔11到达小阀套9左腔,控制油作用在小阀芯8上,小阀芯向右运动,将压力传给阀芯螺钉4,阀芯螺钉4将油压传递给主阀芯3,主阀芯3在油压的推动下向右运动。
下面结合图5至图8描述本发明提供的一种分体式功率级伺服阀的调试方法,它包括以下步骤:
(1)测量伺服阀A的分辨率曲线:
①给伺服阀A输入幅度为0.3mA,频率为0.01Hz的正弦信号,开启外部的控制腔连通通道23,在主阀芯控制腔16处设置流量传感器,引出流量测量信号;
②记录在正弦信号的一个周期内的电流-流量曲线,在所述的周期内电流从0开始增大到极大值后减小到0,再反向增大到极大值后再减小到0,得到一条闭合的电流-流量曲线。如图5所示,所得的电流-流量曲线的x轴为电流(mA),y轴为流量(m3/s),曲线轨迹从0点出发,先向右上移动至最大值,经过一个小的水平段后再向左下运动至最小值,再向右上回到0点。
③测量所得的电流-流量信号曲线的右上端的水平段在x轴方向的长度,记此长度为分辨率值a1,a1为0.05mA。
(2)测量伺服阀A的压力增益曲线:
①给伺服阀A输入幅度为0.3mA,频率为0.01Hz的正弦信号,关闭控制腔连通通道23,在主阀芯控制腔16处和第二主阀芯控制腔24处均各自设置一个压力传感器,分别引出压力测量信号A、压力测量信号B;
②记录在正弦信号的一个周期内的电流-压力曲线,所述的电流-压力曲线中的压力为压力测量信号A与压力测量信号B的差值,在所述的周期内电流从0开始增大到极大值后减小到0,再反向增大到极大值后再减小到0,得到一条闭合的电流-压力曲线。如图6所示,所得的电流-压力曲线的x轴为电流(mA),y轴为压力(MPa),曲线轨迹从曲线与y轴正半轴的交点出发,先向右上移动至最大值,经过一个较长的水平段后再向左下运动至最小值,再经过一个较长的水平段后向右上返回到出发点。
③去掉所得的电流-压力曲线的右上端、左下端的两个水平段,将剩余部分进行线性直线回归拟合,所得的拟合直线斜率为k1,k1为192。
(3)测量伺服阀B的分辨率曲线:
①给伺服阀B输入幅度为0.3mA,频率为0.01Hz的正弦信号,开启控制腔连通通道23,在主阀芯控制腔16处设置流量传感器,引出流量测量信号;
②记录在正弦信号的一个周期内的电流-流量曲线,在所述的周期内电流从0开始增大到极大值后减小到0,再反向增大到极大值后再减小到0,得到一条闭合的电流-流量曲线。如图7所示,所得的电流-流量曲线的x轴为电流(mA),y轴为流量(m3/s),曲线轨迹从0点出发,先向右上移动至最大值,经过一个小的水平段后再向左下运动至最小值,再向右上回到0点。
③测量所得的电流-流量信号曲线的右上端的水平段在x轴方向的长度,记此长度为分辨率值a2,a2为0.07mA。
(4)测量伺服阀B的压力增益曲线:
①给伺服阀B输入幅度为0.3mA,频率为0.01Hz的正弦信号,关闭外部的控制腔连通通道23,在主阀芯控制腔16处和第二主阀芯控制腔24处均各自设置一个压力传感器,分别引出压力测量信号A、压力测量信号B;
②记录在正弦信号的一个周期内的电流-压力曲线,所述的电流-压力曲线中的压力为压力测量信号A与压力测量信号B的差值,在所述的周期内电流从0开始增大到极大值后减小到0,再反向增大到极大值后再减小到0,得到一条闭合的电流-压力曲线。如图8所示,所得的电流-压力曲线的x轴为电流(mA),y轴为压力(MPa),曲线轨迹从曲线与y轴正半轴的交点出发,先向右上移动至最大值,经过一个较长的水平段后再向左下运动至最小值,再经过一个较长的水平段后向右上返回到出发点。
③去掉所得的电流-压力曲线的右上端、左下端的两个水平段,将剩余部分进行线性直线回归拟合,所得的拟合直线斜率为k2,k2为152.6。
(5)将伺服阀系统A的测量曲线与伺服阀系统B的测量曲线进行对比,对伺服阀的故障进行定位,判断方法为:
①判断a1与临界值a0的大小关系,若a1>a0,则主阀芯3有问题,需要检修主阀芯3;若a1≤a0,继续下述步骤;
②计算a2/a1,若a2/a1>2,则小阀芯8有问题,需要检修小阀芯8;若a2/a1≤2,继续下述步骤;
③判断k2与k1的范围,若k2与k1均在合理范围内,且k2<k1,则伺服阀正常,调试完毕;若k2与k1超出合理范围,或k1≤k2,则小阀芯8、主阀芯3均可能出现问题,需对小阀芯8、主阀芯3分别进行检修。
就本实施例而言:
①a0为0.2mA,a1为0.05mA,显然a1≤a0;
②a2为0.07mA,a2/a1≤2;
③k1、k2的合理范围为100~200,k1为192,k2为152.6,均落在合理范围内,且k2<k1,故综上可判断,伺服阀正常,调试完毕。
上面结合附图和实施例对本发明作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施例,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。
Claims (8)
1.一种设有分体式功率级伺服阀调试装置的伺服阀A,其特征在于:它包括无小阀芯控制油系统(27)、主阀芯(3)、主阀芯控制腔(16)、第二主阀芯控制腔(24)、第二主阀芯(25)、控制腔连通通道(23)、内渗漏通道(26);主阀芯(3)与第二主阀芯(25)之间通过内渗漏通道(26)连通;主阀芯(3)上设有主阀芯控制腔(16),第二主阀芯(25)上设有第二主阀芯控制腔(24),主阀芯控制腔(16)与第二主阀芯控制腔(24)之间通过控制腔连通通道(23)连接;所述的无小阀芯控制油系统(27)包括调试小螺钉(20)和调试小阀套(21),调试小螺钉(20)设在主阀芯(3)的左端,调试小阀套(21)设在调试小螺钉(20)的左端,调试小阀套(21)内装有控制油。
2.一种分体式功率级伺服阀B,其特征在于:它包括有小阀芯控制油系统(28)、主阀芯(3)、主阀芯控制腔(16)、第二主阀芯控制腔(24)、第二主阀芯(25)、控制腔连通通道(23)、内渗漏通道(26);主阀芯(3)与第二主阀芯(25)之间通过内渗漏通道(26)连通;主阀芯(3)上设有主阀芯控制腔(16),第二主阀芯(25)上设有第二主阀芯控制腔(24),主阀芯控制腔(16)与第二主阀芯控制腔(24)之间通过控制腔连通通道(23)连接;所述的有小阀芯控制油系统(28)包括阀芯螺钉(4)、小阀芯(8)和小阀套(9),阀芯螺钉(4)设在主阀芯(3)的左端,小阀芯(8)设在小阀套(9)右端,小阀套(9)的左端空腔内装有控制油,小阀芯(8)的右端与主阀芯(3)的左端连接。
3.一种分体式功率级伺服阀的调试方法,其特征在于:它包括以下步骤:(1)测量伺服阀A的分辨率曲线;(2)测量伺服阀A的压力增益曲线;(3)测量伺服阀B的分辨率曲线;(4)测量伺服阀B的压力增益曲线;(5)将伺服阀A的测量曲线与伺服阀B的测量曲线进行对比,对伺服阀的故障进行定位。
4.根据权利要求3所述的一种分体式功率级伺服阀的调试方法,其特征在于:所述的步骤(1)包括
①给伺服阀A输入正弦信号,开启外部的控制腔连通通道(23),在主阀芯控制腔(16)处设置流量传感器,引出流量测量信号;
②记录在正弦信号的一个周期内的电流-流量曲线,在所述的周期内电流从0开始增大到极大值后减小到0,再反向增大到极大值后再减小到0,得到一条闭合的电流-流量曲线;
③测量所得的电流-流量信号曲线的右上端的水平段在x轴方向的长度,记此长度为分辨率值a1。
5.根据权利要求4所述的一种分体式功率级伺服阀的调试方法,其特征在于:所述的步骤(2)包括
①给伺服阀A输入正弦信号,关闭外部的控制腔连通通道(23),在主阀芯控制腔(16)处和第二主阀芯控制腔(24)处均各自设置一个压力传感器,分别引出压力测量信号A、压力测量信号B;
②记录在正弦信号的一个周期内的电流-压力曲线,所述的电流-压力曲线中的压力为压力测量信号A与压力测量信号B的差值,在所述的周期内电流从0开始增大到极大值后减小到0,再反向增大到极大值后再减小到0,得到一条闭合的电流-压力曲线;
③去掉所得的电流-压力曲线的右上端、左下端的两个水平段,将剩余部分进行线性直线回归拟合,所得的拟合直线斜率为k1。
6.根据权利要求5所述的一种分体式功率级伺服阀的调试方法,其特征在于:所述的步骤(3)包括
①给伺服阀B输入正弦信号,开启控制腔连通通道(23),在主阀芯控制腔(16)处设置流量传感器,引出流量测量信号;
②记录在正弦信号的一个周期内的电流-流量曲线,在所述的周期内电流从0开始增大到极大值后减小到0,再反向增大到极大值后再减小到0,得到一条闭合的电流-流量曲线;
③测量所得的电流-流量信号曲线的右上端的水平段在x轴方向的长度,记此长度为分辨率值a2。
7.根据权利要求6所述的一种分体式功率级伺服阀的调试方法,其特征在于:所述的步骤(4)包括
①给伺服阀B输入正弦信号,关闭外部的控制腔连通通道(23),在主阀芯控制腔(16)处和第二主阀芯控制腔(24)处均各自设置一个压力传感器,分别引出压力测量信号A、压力测量信号B;
②记录在正弦信号的一个周期内的电流-压力曲线,所述的电流-压力曲线中的压力为压力测量信号A与压力测量信号B的差值,在所述的周期内电流从0开始增大到极大值后减小到0,再反向增大到极大值后再减小到0,得到一条闭合的电流-压力曲线;
③去掉所得的电流-压力曲线的右上端、左下端的两个水平段,将剩余部分进行线性直线回归拟合,所得的拟合直线斜率为k2。
8.根据权利要求7所述的一种分体式功率级伺服阀的调试方法,其特征在于:所述的步骤(5)包括
①判断a1与临界值a0的大小关系,若a1>a0,则主阀芯(3)有问题,需要检修主阀芯(3);若a1≤a0,继续下述步骤;
②计算a2/a1,若a2/a1>2,则小阀芯(8)有问题,需要检修小阀芯(8);若a2/a1≤2,继续下述步骤;
③判断k2与k1的范围,若k2与k1均在合理范围内,且k2<k1,则伺服阀正常,调试完毕;若k2与k1超出合理范围,或k1≤k2,则小阀芯(8)、主阀芯(3)均可能出现问题,需对小阀芯(8)、主阀芯(3)分别进行检修。
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---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |