CN107014595B - 基于双步进电机的先导手柄阀性能测试工装 - Google Patents

Abstract

一种基于双步进电机的先导手柄阀性能测试工装，包括两个步进电机、轴承丝杠、齿轮组、导向杆、移动压板、压套、测试阀板、夹紧油缸。所述两个步进电机分别用于驱动所述压套的上下运动和自身的旋转，所述夹紧油缸可以给先导手柄阀的安装固定提供夹紧力，使先导手柄阀的装夹方便。所述齿轮组可以带动所述轴承丝杠转动，所述移动压板可以通过所述导向杆导向功能进行上下移动。所述测试阀板可更换尺寸、油口来安放不同型号的先导手柄阀。所述的压套中装有力传感器，通过力传感器的受力情况来判断先导手柄阀阀芯的压下程度。该测试工装解决了先导手柄阀出厂性能测试自动化程度低、测试精度低、工作效率低、工人劳动强度大等缺点，提高企业的生产效益。

Description

基于双步进电机的先导手柄阀性能测试工装

技术领域

本发明涉及一种工程机械先导手柄阀性能测试工装，尤其涉及一种基于双步进电机的先导手柄阀性能测试工装，用于公路、铁路、港口、矿山等建筑工程的土石方施工装载机的先导手柄阀性能测试。

背景技术

随着液压技术的发展，工程机械在许多工程领域得到了广泛应用。液压多路阀是工程机械等行走液压系统中重要的元件之一，先导手柄阀控制多路阀换向及改变阀口开度进而控制进入油缸的流量从而改变执行机构的运动速度。由于在这一过程中先导阀芯的运动需要克服弹簧力、摩擦力、液动力等力，故先导手柄控制执行机构时会出现一定的偏差。这些偏差会导致液压装载机线性度差，操纵死区长，多路阀微动性能和调速性能差等问题。国内工程机械厂家已深刻认识到产品的出厂质量已经成为竞争中取胜的重要因素，同时操作人员也对整机的舒适性提出了越来越高的要求。因此对先导手柄阀出厂前进行全面的试验检验是相当重要的环节。

目前，针对先导手柄阀出厂性能的测试，许多厂家都是通过工人手动压下先导手柄，然后通过观察压力表盘指针的摆动幅度来判断产品的性能好坏，这种测试方法在一定程度上可以检测出性能不好的先导手柄阀，但是这种测试方式存在自动化程度低，测试精度低、工作效率低，工人劳动强度大等缺点。为了提高整个测试的自动化程度，一些厂家采用气动的方法，通过气缸的往复运动来推动手柄的压下或释放从而模拟先导手柄阀真实的工作状态。这种测试工装在很大程度上提高了整个测试的精度、工作效率并且降低了工人的劳动强度。但是由于气缸的往复运动过程中不易实现速度的编程控制，故而在追求测试精度的前提下必然会增大测试周期，造成测试效率变低。同样，在追求测试效率的同时必然要以牺牲测试精度为代价。而且，由于气体的可压缩性，在测试绘制曲线过程，经常会出现一些停顿的毛刺点，这对给先导手柄阀的性能判断造成了很大的干扰。

不能有效的提高先导手柄阀出厂性能测试的自动化程度、测试精度、工作效率，严重影响了企业的生产效益。因此要发明一种新型的先导手柄阀测试工装，可以使先导手柄阀装夹方便，自动化程度高，测试精度高、工作效率高并且能够大大提高企业的生产效益。

发明内容

本发明的目的在于针对目前先导手柄阀性能测试工装存在的缺点，提供了一种基于双步进电机的先导手柄阀性能测试工装，解决先导手柄阀出厂性能测试自动化程度低、测试精度低、工作效率低、工人劳动强度大等缺点，提高企业的生产效益。

为达到上述目的，本发明的构思是：

一种基于双步进电机的先导手柄阀性能测试工装，包括两个步进电机、轴承丝杠、齿轮组、导向杆、移动压板、压套、测试阀板、夹紧油缸；所述两个步进电机分别用于驱动所述压套的上下运动和自身的旋转，其上下运动的距离和左右旋转的角度由PLC（可编程逻辑控制器）发出的脉冲数控制，其运动的快慢程度由PLC（可编程逻辑控制器）发出的脉冲频率来控制，通过编程控制PLC（可编程逻辑控制器）发出的脉冲数和脉冲频率来改变整个测试的精度和效率。

所述的夹紧油缸可以给先导手柄阀的安装固定提供夹紧力，使先导手柄阀的装夹方便。所述齿轮组可以带动所述轴承丝杠转动。所述移动压板可以通过所述导向杆导向功能进行上下移动。所述测试阀板可更换尺寸、油口来安放不同型号的先导手柄阀。

所述的压套中装有力传感器，通过力传感器的受力情况来判断先导手柄阀阀芯的压下程度。当压套向下运动接触先导手柄阀阀芯时，力传感器受力，这时作为先导手柄阀性能测试的开始。在下压的过程中力传感器所受力均匀增大。直到阀芯被压到底时，力传感器所受力突然增大并超高一定值，这时作为先导手柄阀性能测试的结束。然后控制压套向上运动直至力传感器所受力为零即压套与先导手柄阀阀芯刚分离时。由此可见，通过压套中的力传感器受力情况可以判断先导手柄阀阀芯的压下程度，并且可以根据此来联合控制步进电机的运动快慢来实现测试效率和精度的最优化。

根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：

一种基于双步进电机的先导手柄阀性能测试工装，包括一个机架、一个压套、第一和第二两个步进电机、一个夹紧油缸、一个测试阀板，所述机架是由一个底座、一个测试压板和一个上端盖构成的三层固定构架，在测试压板和上端盖之间装有一个移动压板，移动压板下面安装一个压套；所述第一和第二两个步进电机分别固定在上端盖上分别经第一和第二两个此轮组传动联接一个移动压板和压套，实现压套的上下移动和转动；所述夹紧油缸安装在底座下面，其油缸活塞外端连接驱动测试阀板上下移动，实现被测试阀的装拆；测试阀板上有油管接口和传感器接口。

所述第一步进电机和第二步进电机通过标准件螺栓固定于机架上，一个轴承丝杠固定于机架上端面的轴承座中，所述第一齿轮组和第二齿轮组的小齿轮分别通过键连接固定于第一步进电机和第二步进电机的伸出轴上，两根导向杆通过标准件螺栓固定于机架上，所述移动压板螺纹连接在轴承丝杠上且滑套在两根导向杆上，所述压套通过标准件螺栓固定于第二齿轮组的大齿轮上，所述夹紧油缸通过标准件螺栓固定于机架底座上，所述测试阀板通过螺纹连接固定于夹紧油缸；第二步进电机通过第二齿轮组传动来带动压套的自身旋转；夹紧油缸可给先导手柄阀的安装固定提供夹紧力；第一步进电机通过第一齿轮组传动可带动轴承丝杠转动进而使移动压板顺着导向杆进行上下平动。

所述机架包括一个轴承座、一块上端盖、一块测试压板、两个L型支架、一块底座，四根圆柱支柱，所述两个L型支架通过标准件螺栓固定于底座上，所述测试压板通过标准件螺栓固定于两个L型支架）的顶端上，所述上端盖通过四根圆柱支柱上下端的标准件螺栓连接固定于测试压板的上方。

本发明专利与现有技术相比，有以下显而易见的突出实质性的特点和显著的优势：本装置结构简单，装夹方便，通过双步进电机的编程控制不仅能提高整个测试的测试精度还能提高整个测试的测试效率。一次装夹，可以测完先导手柄阀四个工位口阀芯的性能好坏，自动化程度高。测试全过程由力传感器检测并判定无需工人监测，工人可以在此期间装配先导阀阀体，大大提高了工人的工作效率。

附图说明

图1是基于双步进电机的先导手柄阀性能测试工装结构主视图。

图2是基于双步进电机的先导手柄阀性能测试工装结构俯视图。

图3是基于双步进电机的先导手柄阀性能测试工装工作状态示意图。

图4是基于双步进电机的先导手柄阀性能测试工装机架结构图。

具体实施方式

本发明的优选实施例结合附图详述如下：

实施例一：

参见图1～图4，本基于双步进电机的先导手柄阀性能测试工装，包括一个机架、一个压套、第一和第二两个步进电机、一个夹紧油缸、一个测试阀板，所述机架是由一个底座、一个测试压板和一个上端盖构成的三层固定构架，在测试压板和上端盖之间装有一个移动压板，移动压板下面安装一个压套；所述第一和第二两个步进电机分别固定在上端盖上分别经第一和第二两个此轮组传动联接一个移动压板和压套，实现压套的上下移动和转动；所述夹紧油缸安装在底座下面，其油缸活塞外端连接驱动测试阀板上下移动，实现被测试阀的装拆；测试阀板上有油管接口和传感器接口。

实施例二：本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下：

所述第一步进电机和第二步进电机通过标准件螺栓固定于机架上，一个轴承丝杠固定于机架上端面的轴承座中，所述第一齿轮组和第二齿轮组的小齿轮分别通过键连接固定于第一步进电机和第二步进电机的伸出轴上，两根导向杆通过标准件螺栓固定于机架上，所述移动压板螺纹连接在轴承丝杠上且滑套在两根导向杆上，所述压套通过标准件螺栓固定于第二齿轮组的大齿轮上，所述夹紧油缸通过标准件螺栓固定于机架底座上，所述测试阀板通过螺纹连接固定于夹紧油缸；第二步进电机通过第二齿轮组传动来带动压套的自身旋转；夹紧油缸可给先导手柄阀的安装固定提供夹紧力；第一步进电机通过第一齿轮组传动可带动轴承丝杠转动进而使移动压板顺着导向杆进行上下平动。

所述机架包括一个轴承座、一块上端盖、一块测试压板、两个L型支架、一块底座，四根圆柱支柱，所述两个L型支架通过标准件螺栓固定于底座上，所述测试压板通过标准件螺栓固定于两个L型支架）的顶端上，所述上端盖通过四根圆柱支柱上下端的标准件螺栓连接固定于测试压板的上方。

实施例三：

测试工装的工作过程为：当先导手柄阀安装在测试阀板上后，夹紧油缸升起，将先导手柄阀紧压在机架的测试压板下面（如图3所示）。PLC（可编程逻辑控制器）高速脉冲口Y0给步进电机发送脉冲，第一步进电机顺时针转动并通过第一齿轮组传动带动轴承丝杠转动。轴承丝杆转动带动移动压板通过导向杆向下平动。移动压板向下平动过程中压套慢慢压下先导手柄阀的一号工位口阀芯，压套中装有力传感器，可以监测阀芯所反馈回来的力。当阀芯压到底时第一步进电机停止并逆时针旋转并带动移动压板向上平动直至阀芯不再受力。当阀芯不再受力时再次快速逆时针转动第一步进电机将移动压板向上移动1-2mm的安全距离以保证压套旋转时不会碰到其它工位的阀芯。然后第二步进电机转动并通过第二齿轮组传动带动压套顺时针转动90度，将压套停留在先导手柄阀的二号工位口正上方。重复上面的动作分别测二号工位口、三号工位口、四号工位口的性能曲线。四号工位口测完时，第二步进电机带动压套8逆时针旋转270度回到一号工位口正上方，整个测试完毕。

另外，在第一步进电机转动并带动移动压板上下平动的过程中，可控制PLC（可编程逻辑控制器）高速脉冲口发出的脉冲频率来改变压套压先导手柄阀阀芯的速度，有效的提供测试精度和测试效率。

Claims (3)

1.一种基于双步进电机的先导手柄阀性能测试工装，包括一个机架（9）、一个压套（8）、第一步进电机（1）、第二步进电机（4）、一个夹紧油缸（10）、一个测试阀板（11），其特征在于：

1）所述机架（9）是由一个底座（19）、一个测试压板（17）和一个上端盖（16）构成的三层固定构架，在测试压板（17）和上端盖（16）之间装有一个移动压板（5），移动压板（5）下面安装一个压套（8）；

2）所述第一步进电机（1）和第二步进电机（4）分别固定在上端盖（16）上分别经第一齿轮组（3）和第二齿轮组（6）传动联接一个移动压板（5）和压套（8），实现压套（8）的上下移动和转动；

3）所述夹紧油缸（10）安装在底座（19）下面，其油缸活塞外端连接驱动测试阀板（11）上下移动，实现被测试阀的装拆；测试阀板（11）上有油管接口（12）和传感器接口（13）；

测试时，控制第一步进电机（1），使移动压板（5）上下移动，实现对测试阀阀芯的施压和释压，控制第二步进电机（4），实现压套（8）的转位，从而实现对测试阀的四个工位口的测试；所述第一步进电机（1）和第二步进电机（4）分别用于驱动所述压套（8）的上下运动和自身的旋转，其上下运动的距离和左右旋转的角度由PLC发出的脉冲数控制，其运动的快慢程度由PLC发出的脉冲频率来控制，通过编程控制PLC发出的脉冲数和脉冲频率。

2.根据权利要求1所述的基于双步进电机的先导手柄阀性能测试工装，其特征在于：所述第一步进电机（1）和第二步进电机（4）通过标准件螺栓固定于机架（9）上，一个轴承丝杠（2）固定于机架（9）上端面的轴承座中，所述第一齿轮组（3）和第二齿轮组（6）的小齿轮分别通过键连接固定于第一步进电机（1）和第二步进电机（4）的伸出轴上，两根导向杆（7）通过标准件螺栓固定于机架（9）上，所述移动压板（5）螺纹连接在轴承丝杠（2）上且滑套在两根导向杆（7）上，所述压套（8）通过标准件螺栓固定于第二齿轮组（6）的大齿轮上，所述夹紧油缸（10）通过标准件螺栓固定于机架（9）底座上，所述测试阀板（11）通过螺纹连接固定于夹紧油缸（10）；第二步进电机（4）通过第二齿轮组（6）传动来带动压套（8）的自身旋转；夹紧油缸（10）可给先导手柄阀（14）的安装固定提供夹紧力；第一步进电机（1）通过第一齿轮组（3）传动可带动轴承丝杠（2）转动进而使移动压板（5）顺着导向杆（7）进行上下平动。

3.根据权利要求1所述的基于双步进电机的先导手柄阀性能测试工装，其特征在于：所述机架（9）包括一个轴承座（15）、一块上端盖（16）、一块测试压板（17）、两个L型支架（18）、一块底座（19），四根圆柱支柱（20），所述两个L型支架（18）通过标准件螺栓固定于底座（19）上，所述测试压板（17）通过标准件螺栓固定于两个L型支架（18）的顶端上，所述上端盖（16）通过四根圆柱支柱（20）上下端的标准件螺栓连接固定于测试压板（17）的上方。