CN106441739A - 一种电调制流量控制阀用综合性能测试台 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电调制流量控制阀用综合性能测试台，包括能源泵站、测试台体和测试系统；其中所述能源泵站中设置三组规格不同的油泵对系统供油且其中两组油泵通过调节伺服电机转速调节流量以满足不同规格被测比例阀的测试要求；所述测试台体包括动态测试回路和静态测试回路，其中动态测试回路获取对被测比例阀的动态性能，静态测试回路获取对被测比例阀的静态性能；测试系统用于对被测比例阀传输的数据进行处理获取被测比例阀的参数曲线。

Description

一种电调制流量控制阀用综合性能测试台

技术领域

本发明涉及一种液压原件测试技术，特别是一种电调制流量控制阀用综合性能测试台。

背景技术

电调制流量控制阀是电液比例控制中的关键液压元件，它是一种可以根据输入电气信号，按比例对工作油液的压力、流量和方向进行控制的液压控制阀。与开关阀相比，电调制流量控制阀可进行远距离、高精度的连续控制，具有复合功能，可以一阀多用简化液压系统。电调制流量控制阀在得到高性能控制能力的同时，还具有结构简单，加工精度要求低，成本低，工作可靠，抗污染性好等优点。电调制流量控制阀已广泛应用于工业各个领域中。电调制流量控制阀作为电液比例控制系统中的核心元件，其性能好坏直接影响到整个电液比例控制系统的控制精度，因此对电调制流量控制阀的性能检测和维修至关重要。

目前，国内外已开发出了自动化、智能化程度较高的油泵、伺服阀等液压元件的测试台，但大多功能比较单一。同时，国内还没出现专门为比例阀性能测试的高精度、自动化、功能齐全的试验设备，因此设计一种实用性高、性能可靠、功能齐全、性价比高的比例阀综合性能测试台对提高比例阀性能水平有着重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电调制流量控制阀用综合性能测试台，该测试台可实现阀的动态特性和静态特性的采集，测试过程实现自动化，并为后续处理系统绘制参数曲线，判定阀的合格率有重要帮助。

一种电调制流量控制阀用综合性能测试台，包括能源泵站、测试台体和测试系统。被测比例阀上设有进油口P、回油口T、第一压力出油口A、第二压力出油口B、外控油口X和外泄油口Y；所述测试台包括能源泵站、测试台体、测试系统，待测的电调制流量控制阀放置在测试台体上，能源泵站向电调制流量控制阀提供能源，并通过测试系统得到测试结果。

所述的能源泵站设有油箱、加热器、冷却器、温度传感器、液位液温计、控制油路电机泵组、第一伺服电机泵组、第二伺服电机泵组、低压大流量电机泵组、 控制油路单向阀、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、控制油路比例溢流阀、第一比例溢流阀、第二比例溢流阀，第一截止阀、控制油路压力传感器；所述加热器、冷却器、温度传感器、液位液温计均安装于油箱中；所述的油箱、控制油路电机泵组、控制油路单向阀、控制油路比例溢流阀、控制油路压力传感器依次相连，通向电调制流量控制阀控制油口X；所述的油箱、第一伺服电机泵组、第一单向阀、第一比例溢流阀依次连接，形成第一液压输出口；所述的油箱、第二伺服电机泵组、第二单向阀依次连接，形成第二液压输出口；所述的油箱、低压大流量电机泵组、第三单向阀、第二比例溢流阀、第一截止阀依次相连，形成第三液压输出口，由第一截止阀前端形成第四液压输出口；所述的第一液压输出口、第二液压输出口和第三液压输出口相连形成总液压输出口。

所述的测试台体包括动态测试回路和静态测试回路。

所述的动态测试回路设有第二截止阀、第三截止阀、第一蓄能器、第二蓄能器、第三蓄能器、第四蓄能器、第一压力传感器、第二压力传感器、无载缸、速度传感器、位移传感器；所述总液压输出口、第二截止阀、第一蓄能器、第二蓄能器、第三蓄能器、第一压力传感器、被测电调制流量控制阀进油口P依次相连；所述被测电调制流量控制阀第一压力出油口A、无载缸、被测电调制流量控制阀第二压力出油口B依次相连；所述速度传感器、无载缸、位移传感器在无载缸活塞杆两端依次相连；所述被测电调制流量控制阀回油口T、第二压力传感器、第四蓄能器、第三截止阀、油箱依次相连；形成动态测试回路。

所述的静态测试回路设有第四截止阀、第三压力传感器、第五截止阀、第六截止阀、第七截止阀、第八截止阀、第九截止阀、第十截止阀、第十一截止阀、第十二截止阀、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀、第七电磁阀、第八电磁阀、第九电磁阀、第十电磁阀、第十一电磁阀、第十二电磁阀、第十三电磁阀、第十四电磁阀、第四压力传感器、第五压力传感器、第六压力传感器、第一流量计、第二流量计、第三流量计；所述总液压输出口、第四截止阀、第三压力传感器、被测电调制流量控制阀进油口P依次相连；所述总液压输出口分别与第一电磁阀、第二电磁阀入口相连；所述第四液压输出口分别与第三电磁阀、第四电磁阀入口相连；所述第一电磁阀与第四电磁阀出口合并后接入被测电调制流量控制阀第一压力出油口A；所述第二电磁 阀与第三电磁阀出口合并后接入被测电调制流量控制阀第二压力出油口B；所述第四压力传感器、第五截止阀、第五电磁阀、第九电磁阀、第十三电磁阀入口分别与被测电调制流量控制阀回油口T相连；所述第五压力传感器、第六电磁阀入口分别与被测电调制流量控制阀第一压力出油口A相连；所述第六压力传感器、第七电磁阀、第十电磁阀入口分别与被测电调制流量控制阀第二压力出油口B相连；所述被测电调制流量控制阀外泄油口Y与第十二电磁阀入口相连；所述第五电磁阀、第六电磁阀、第七电磁阀、第八电磁阀的出口相连，并与第三流量计、第九截止阀入口相连；所述第九电磁阀、第十电磁阀、第十一电磁阀的出口相连，并与第二流量计、第八截止阀的出口相连；所述第十二电磁阀、第十三电磁阀出口相连，并与第十二截止阀、第一流量计、油箱依次相连；所述第八电磁阀、第十一电磁阀的出口相连，并与第五截止阀的出口相连；所述第六截止阀、第十一截止阀、第十四电磁阀的入口与第五截止阀的出口相连，三个阀的出口与油箱相连；所述第七截止阀的入口分别与第三流量计的出口、第八截止阀的入口相连，第七截止阀的出口与油箱相连；所述第十截止阀的入口分别与第九截止阀的出口、第二流量计的入口相连，第十截止阀的出口与油箱相连。

所述测试系统，用于产生、发送所述静态回路和动态回路中被测电调制流量控制阀所需控制信号，监测被测电调制流量控制阀工作状态信号；用于采集所述测试台体中传感器、流量计信号，对采集信号数据进行分析处理；用于控制所述能源泵站中电机泵组的启停，调节所述能源泵站中比例溢流阀信号大小；用于控制所述测试台体中电磁阀的开关状态；用于监测所述能源泵站和测试台体中截止阀通断状态，监测所述能源泵站中油箱的液位状态；用于控制被测电调制流量控制阀工作油液温度；用于显示测试结果，与输出设备连接进行结果输出。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

(1)测试台采用三组规格不同的油泵对系统供油，其中有两组相同规格的伺服电机泵组实现系统流量可调，每台泵可单独工作，可实现较小流量的加载，可以测试各种通径的电调制流量控制阀，以满足不同规格电调制流量控制阀的测试要求；

(2)采用远程计算机控制液压系统压力，满足被测电调制流量控制阀工作压力的需求，功率损耗小，具有良好的节能效果；

(3)动态测试回路设置蓄能器，满足在高频测试时油液的补充和压力的稳定，动态测试可实现不同被测电调制流量控制阀输入幅值下的频率响应特性；

(4)静态测试回路被测电调制流量控制阀设置三个流量计，并将通过流量计的油路设置成桥路形式，可以实现多个静态性能的测试回路；

(5)经过测试系统的数据处理，可实现电调制流量控制阀的静态性能包括：耐压特性、内泄漏特性、流量-输入信号特性、阈值特性、输出流量-阀压降特性、压力增益-输入信号特性、输出流量-油液温度特性、压力零漂特性、失效保护功能特性，可实现电调制流量控制阀的动态性能包括：阶跃响应-输入信号变化特性试验、频率响应特性试验；

(6)本测试台还具有操作简单，易于推广的优点。

下面结合说明书附图对本发明做进一步描述。

附图说明

图1为本发明的总体框架图。

图2为本发明的能源泵站示意图。

图3为本发明的动态测试回路示意图。

图4为本发明的静态测试回路示意图。

具体实施方式

一种电调制流量控制阀综合测试台，如图1所示，包括测试系统1、能源泵站2和测试台体3，能源泵站2向测试台体3回路提供液压能，被测电调制流量控制阀4放置测试台体3回路的工位上，通过切换测试台体3中液压元件形成不同性能测试回路，通过测试系统1测试被测电调制流量控制阀4的各个性能。测试系统1还具有对能源泵站2、测试台体3和被测电调制流量控制阀4中的液压元件动作、状态控制和监测的功能。

所述能源泵站2中设置三组规格不同的油泵对系统供油且其中两组油泵通过调节伺服电机转速调节流量以满足不同规格被测比例阀4的测试要求；

所述测试台体3包括动态测试回路和静态测试回路，其中

动态测试回路获取对被测比例阀4的动态性能，

静态测试回路获取对被测比例阀4的静态性能；

测试系统1用于对被测比例阀4传输的数据进行处理获取被测比例阀4的参 数曲线。

所述测试系统，用于产生、发送所述静态回路和动态回路中被测电调制流量控制阀所需控制信号，监测被测电调制流量控制阀工作状态信号；用于采集所述测试台体中传感器、流量计信号，对采集信号数据进行分析处理；用于控制所述能源泵站中电机泵组的启停，调节所述能源泵站中比例溢流阀信号大小；用于控制所述测试台体中电磁阀的开关状态；用于监测所述能源泵站和测试台体中截止阀通断状态，监测所述能源泵站中油箱的液位状态；用于控制被测电调制流量控制阀工作油液温度；用于显示测试结果，与输出设备连接进行结果输出。

如图2所示，能源泵站示意图中，冷却器5通过两根油管连接到油箱6下部的位置上，加热器28置于油箱6的内部，温度传感器26置于油箱6上液压系统管路回油口处，由冷却器5、加热器28、温度传感器26及测试系统1构成电调制流量控制阀综合测试台的温度调节系统，根据设定的试验温度，进行自动调节油液温度；液位液温计25放置于油箱6的侧面，用于监测油箱油液液位高度；空气滤清器27置于油箱6的上部，用于调节油箱内外的压力差；油箱6、控制油路电机泵组7、控制油路单向阀8、控制油路比例溢流阀9、控制油路高压过滤器10、控制油路压力传感器11及控制油路蓄能器12依次相连，启动控制油路电机泵组7，从油箱6中吸入油液经过控制油路单向阀8及控制油路高压过滤器10流向测试台液压系统中需要控制油的液压元件X口处，控制油路比例溢流阀9调节控制油路的压力，控制油路高压过滤器10对控制油路中杂质进行过滤，控制油路压力传感器11检测控制油路的压力，控制油路蓄能器12储存控制油路中的能量及稳定压力；油箱6、第一伺服电机泵组13、第一单向阀14、第一比例溢流阀16依次连接，形成第一液压输出口；油箱6、第二伺服电机泵组17、第二单向阀19依次连接，形成第二液压输出口；油箱6低压大流量电机泵组24、第三单向阀20、第二比例溢流阀23、第一截止阀21依次相连，形成第三液压输出口，由第一截止阀21入口引出管路经过第二高压过滤器22形成第四液压输出口流向测试台体3液压回路中；第一液压输出口、第二液压输出口、第三液压输出口经第一高压过滤器18相连形成总液压输出口流向测试台体3液压回路中，总液压输出口蓄能器15置于第一高压过滤器18入口处；根据不同被测比例阀4流量需求，可同时或分别启动第一伺服电机泵组13、第二伺服电机泵组17及低 压大流量电机泵组24从油箱6吸入油液，其中，第一伺服电机泵组13、第二伺服电机泵组17通过改变伺服电机的转速可分别进行流量调整，第一比例溢流阀16属于高压溢流阀可调节总液压输出口的压力，第二比例溢流阀23属于低压溢流阀可调节总液压输出口的压力，总液压输出口蓄能器15储存液压出口油路中的能量及稳定压力，第一高压过滤器18、第二高压过滤器22对液压输出油路中杂质进行过滤。

测试台体3包括动态测试回路和静态测试回路。

如图3所示，动态测试回路示意图中，能源泵站2总液压输出口油液经第二截止阀39进入被测电调制流量控制阀4进油口P，第一压力传感器29、第一蓄能器30、第二蓄能器31、第三蓄能器32入口与被测电调制流量控制阀4进油口P连接；被测电调制流量控制阀4回油口T经第三截止阀38与油箱6相连，第二压力传感器36、第四蓄能器37入口与被测电调制流量控制阀4回油口T相连；无载缸34两油口分别与被测电调制流量控制阀4的第一压力出油口A和第二压力出油口B相连；无载缸34为双伸出杆液压缸，其中一端活塞杆接位移传感器33以测量活塞位移，另一端活塞杆接速度传感器35用来间接测量无载缸34的流量；压力传感器检测油路中的压力状态，蓄能器用于补充油路油液及稳压。在动态测试回路上，能源泵站2给定流量和压力参数后，通过测试系统1向被测电调制流量控制阀4发送高频信号，通过采集速度传感器35信号，可进行频率响应特性测试。

如图4所示，静态测试回路中，能源泵站2总液压输出口油液经第四截止阀40、进入被测电调制流量控制阀4进油口P，第三压力传感器41置于被测电调制流量控制阀4进油口P处用于检测该处压力；能源泵站2总液压输出口分别与第一电磁阀68、第二电磁阀69入口相连；能源泵站2第四液压输出口分别与第三电磁阀66、第四电磁阀67入口相连；第一电磁阀68与第四电磁阀67出口合并后接入被测电调制流量控制阀4第一压力出油口A；第二电磁阀69与第三电磁阀66出口合并后接入被测电调制流量控制阀4第二压力出油口B；第四压力传感器65、第五截止阀44、第五电磁阀64、第九电磁阀63、第十三电磁阀49入口分别与被测电调制流量控制阀4回油口T相连，第四压力传感器65用于检测回油口T的压力；第五压力传感器43、第六电磁阀62入口分别与被测 电调制流量控制阀4第一压力出油口A相连，第四压力传感器65用于检测出油口A的压力；第六压力传感器42、第七电磁阀60、第十电磁阀61入口分别与被测电调制流量控制阀4第二压力出油口B相连，第六压力传感器42用于检测出油口B的压力；被测电调制流量控制阀4外泄油口Y与第十二电磁阀46入口相连；第五电磁阀64、第六电磁阀62、第七电磁阀60、第八电磁阀58的出口相连，并与第三流量计55、第九截止阀47入口相连；第九电磁阀63、第十电磁阀61、第十一电磁阀59的出口相连，并与第二流量计54、第八截止阀56的出口相连；第十二电磁阀46、第十三电磁阀49出口相连，并与第十二截止阀50、第一流量计51、油箱6依次相连；第八电磁阀58、第十一电磁阀59的出口相连，并与第五截止阀44的出口相连；第六截止阀45、第十一截止阀48、第十四电磁阀52的入口与第五截止阀44的出口相连，三个阀的出口与油箱6相连；第七截止阀57的入口分别与第三流量计55的出口、第八截止阀56的入口相连，第七截止阀57的出口与油箱6相连；第十截止阀53的入口分别与第九截止阀47的出口、第二流量计54的入口相连，第十截止阀53的出口与油箱6相连。在静态测试回路上，能源泵站2给定流量和压力参数后，通过测试系统1向被测电调制流量控制阀4发送信号，其中第一流量计51可用于被测电调制流量控制阀4的内泄漏特性和先导内泄漏特性试验；第二流量计54可用于小流量被测电调制流量控制阀4的流量-输入信号特性试验、阈值试验，配合温度传感器26可实现输出流量-油液温度特性试验，配合第三压力传感器41、第四压力传感器65、第五压力传感器43、第六压力传感器42可实现输出流量-阀压降特性试验；第三流量计55可用于大流量被测电调制流量控制阀4的流量-输入信号特性试验、阈值试验，配合温度传感器26可实现输出流量-油液温度特性试验，配合第三压力传感器41、第四压力传感器65、第五压力传感器43、第六压力传感器42可实现输出流量-阀压降特性试验；第五压力传感器43、第六压力传感器42可用于实现被测电调制流量控制阀4的压力增益-输入信号特性试验、压力零漂试验；第三压力传感器41、第四压力传感器65、第五压力传感器43、第六压力传感器42可用于实现被测电调制流量控制阀4中各个油口的耐压试验；静态测试回路还可实现流量和压力相关的失效保护功能试验。同时对于带有阀芯位置反馈的被测电调制流量控制阀4还可实现阶跃响应-输入信号变化特性试验。

Claims (5)

1.一种电调制流量控制阀用综合性能测试台，其特征在于，包括能源泵站(2)、测试台体(3)和测试系统(1)；其中

所述能源泵站(2)中设置三组规格不同的油泵对系统供油且其中两组油泵通过调节伺服电机转速调节流量以满足不同规格被测比例阀(4)的测试要求；

所述测试台体(3)包括动态测试回路和静态测试回路，其中

动态测试回路获取对被测比例阀(4)的动态性能，

静态测试回路获取对被测比例阀(4)的静态性能；

测试系统(1)用于对被测比例阀(4)传输的数据进行处理获取被测比例阀(4)的参数曲线。

2.根据权利要求1所述的测试台，其特征在于，所述能源泵站(2)包括温度调节系统、油箱(6)、控制油路电机泵组(7)、控制油路单向阀(8)、控制油路比例溢流阀(9)、控制油路高压过滤器(10)、控制油路压力传感器(11)、控制油路蓄能器(12)、第一伺服电机泵组(13)、第一单向阀(14)、总液压输出口蓄能器(15)、第一比例溢流阀(16)、第二伺服电机泵组(17)、第一高压过滤器(18)、第二单向阀(19)、第三单向阀(20)、第一截止阀(21)、第二高压过滤器(22)、第二比例溢流阀(23)、低压大流量电机泵组(24)、液位液温计(25)、空气滤清器(27)；其中

温度调节系统根据试验温度调节油液温度，

油箱(6)分别与控制油路电机泵组(7)输入端、第一伺服电机泵组(13)输入端、第二伺服电机泵组(17)输入端、低压大流量电机泵组(24)、液位液温计(25)、控制油路比例溢流阀(9)输出端、第一比例溢流阀(16)输出端、第二比例溢流阀(23)输出端、低压大流量电机泵组(24)输出端连接，

控制油路电机泵组(7)输出端与控制油路单向阀(8)输入端连接，

控制油路单向阀(8)输出端分别与控制油路比例溢流阀(9)输入端和控制油路高压过滤器(10)输入端连接，

控制油路高压过滤器(10)输出端分别与控制油路压力传感器(11)和控制油路蓄能器(12)连接，

第一伺服电机泵组(13)输出端与第一单向阀(14)输入端连接，

第一单向阀(14)输出端分别与总液压输出口蓄能器(15)、第一比例溢流阀(16)输入端、第一高压过滤器(18)输入端、第一截止阀(21)输入端、空气滤清器(27)连接，

第二伺服电机泵组(17)输出端与第二单向阀(19)输入端连接，

第二单向阀(19)输出端分别与第一高压过滤器(18)输入端、第一截止阀(21)输入端连接，

低压大流量电机泵组(24)输出端与第三单向阀(20)输入端连接，

第三单向阀(20)输出端分别与第一截止阀(21)输出端、第二比例溢流阀(23)输入端、第二高压过滤器(22)输入端连接。

3.根据权利要求2所述的测试台，其特征在于，所述温度调节系统包括与邮箱(6)连接的冷却器(5)、温度传感器(26)、加热器(28)。

4.根据权利要求2所述的测试台，其特征在于，所述动态测试回路包括第一压力传感器(29)、第一蓄能器(30)、第二蓄能器(31)、第三蓄能器(32)、位移传感器(33)、无载缸(34)、速度传感器(35)、第二压力传感器(36)、第四蓄能器(37)、第三截止阀(38)、第二截止阀(39)；其中

第一压力传感器(29)、第一蓄能器(30)、第二蓄能器(31)、第三蓄能器(32)、第二截止阀(39)输出端与被测比例阀(4)进油口(P)连接，

第二截止阀(39)输入端与第一高压过滤器(18)输出端连接，

第二压力传感器(36)、第四蓄能器(37)和第三截止阀(38)输出端接与被测比例阀(4)回油口(T)连接，

无载缸(34)为双伸出杆液压缸，其中一端活塞杆接位移传感器(33)，另一端活塞杆接速度传感器(35)，

无载缸(34)靠近移传感器(33)一端油口与被测比例阀(4)第一压力出油口(A)连接，靠近移速度传感器(35)一端油口与被测比例阀(4)第二压力出油口(B)连接。

5.根据权利要求4所述的测试台，其特征在于，所述静态测试回路包括第四截止阀(40)、第三压力传感器(41)、第六压力传感器(42)、第五压力传感器(43)、第五截止阀(44)、第六截止阀(45)、第十二电磁阀(46)、第九截止阀(47)、第十一截止阀(48)、第十三电磁阀(49)、第十二截止阀(50)、第一流量计(51)、第十四电磁阀(52)、第十截止阀(53)、第二流量计(54)、第三流量计(55)、第八截止阀(56)、第七截止阀(57)、第八电磁阀(58)、第十一电磁阀(59)、第七电磁阀(60)、第十电磁阀(61)、第六电磁阀(62)、第九电磁阀(63)、第五电磁阀(64)、第四压力传感器(65)、第三电磁阀(66)、第四电磁阀(67)、第一电磁阀(68)、第二电磁阀(69)；其中

被测比例阀(4)进油口(P)分别与第三压力传感器(41)、第四截止阀(40)输出端连接，

被测比例阀(4)回油口(T)分别接第四压力传感器(65)、第九电磁阀(63)输入端、第五电磁阀(64)输入端、第五截止阀(44)输入端、第十三电磁阀(49)输入端，

被测比例阀(4)泄油口(Y)接第十二电磁阀(46)输入端，

被测比例阀(4)第一压力出油口(A)分别接第五压力传感器(43)、第四电磁阀(67)输出端、第一电磁阀(68)输出端、第六电磁阀(62)输入端，

被测比例阀(4)第二压力出油口(B)分别接第六压力传感器(42)、第三电磁阀(66)输出端、第二电磁阀(69)输出端、第七电磁阀(60)输入端、第十电磁阀(61)输入端，

第四截止阀(40)输入端接第一高压过滤器(18)输出端，

第三电磁阀(66)输入端、第四电磁阀(67)输入端接第二高压过滤器(22)输出端，

第一电磁阀(68)输入端、第二电磁阀(69)输入端接第一高压过滤器(18)输出端，

第五截止阀(44)输出端分别与第六截止阀(45)输入端、第十一截止阀(48)输入端、第十四电磁阀(52)输入端、第八电磁阀(58)输出端、第十一电磁阀(59)输入端连接，

第六截止阀(45)输出端分别接第七截止阀(57)输出端、油箱(6)，

第十一截止阀(48)输出端分别接第十截止阀(53)输入端、油箱(6)，

第十四电磁阀(52)输出端接油箱(6)，

第十截止阀(53)输出端分别接第九截止阀(47)输出端、第二流量计(54)输入端，

第九截止阀(47)输入端分别接第三流量计(55)输入端、第八电磁阀(58)输出端、第七电磁阀(60)输出端、第六电磁阀(62)输出端、第五电磁阀(64)输出端，

第二流量计(54)输出端分别接第八截止阀(56)输入端、第十一电磁阀(59)输出端、第十电磁阀(61)输出端、第九电磁阀(63)输出端，

第七截止阀(57)输入端分别接第三流量计(55)输出端、第八截止阀(56)输出端，

第十三电磁阀(49)输出端分别接第十二电磁阀(46)输出端、第十二截止阀(50)输入端，

第十二截止阀(50)输出端接第一流量计(51)输入端，

第一流量计(51)输出端接油箱(6)。