CN107165877A - 一种大通径超高压电液比例插装阀动态性能测试装置 - Google Patents

一种大通径超高压电液比例插装阀动态性能测试装置 Download PDF

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Abstract

一种大通径超高压电液比例插装阀动态性能测试装置，其主要包括：高频液压缸和与其配合的液压缸输出力控制系统以及专用插装阀测试阀块。本发明主要是在不采用流体流动的情况下，由液压缸输出力模拟插装阀阀芯在开启状态下所受的液动力，在液压缸作用时，测量阀芯运动和受控状况，从而实现超高压大流量插装阀的动态性能参数特性的测试。本发明可以在实验室且不需要大流量泵组的情况下实现插装阀的动态性能测试，大大的降低了测试时的成本，缩短测试周期，可以在产品定型试验时，及时发现并排除问题，加快产品研发速度。

Description

一种大通径超高压电液比例插装阀动态性能测试装置
技术领域
本发明涉及一种阀的测试装置，特别是插装阀动态性能测试装置。
背景技术
随着工业的发展，机械设备对于液压系统流量和压力性能要求越来越高，超高压大流量电液比例插装阀具有结构简单、标准化程度高、通油能力大、液阻小、密封性好等特点，在液压压力机、塑料成形机械、压铸机等高压大流量系统中得到广泛应用。
超高压大流量电液比例插装阀定型和出厂前为保证使用性能需要进行严格的静态和动态性能测试。目前，对于超高压大流量电液比例插装阀测试多参考伺服阀测试方法。由于超高压大流量电液比例插装阀结构特点，测试时需要高压大流量泵源。因此，测试存在易产生泄漏、成本较高、实验占用空间大、危险系数大等问题。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种测试安全系数高、成本低、所占空间小的大通径超高压电液比例插装阀动态性能测试装置。
本发明主要是在不采用流体流动的情况下，由液压缸输出力模拟插装阀阀芯在开启状态下所受的液动力，在液压缸作用时，测量阀芯运动和受控状况，从而实现超高压大流量插装阀的动态性能参数特性的测试。
本发明主要包括：高频液压缸和与其配合的液压缸输出力控制系统及专用插装阀测试阀块。其中，高频液压缸设在液压缸输出力控制系统中，该液压缸输出力控制系统的测试控制泵其进口端与油箱相连，出口端与两支管路相连，其一支管路上设有溢流阀，该溢流阀与油箱相连，另一支管路上设有串联的单向阀和油用过滤器，该过滤器出口又与两支管路相连，其一支路通过伺服阀一个接口经截止阀与油箱相连，该伺服阀另一接口与高频液压缸进油口相连，而与高频液压缸回油口相连的管路也为两支，一支经截止阀与油箱相连，另一支通过伺服阀与油箱相连；与过滤器出口相连的另一支管路上设有和油箱相连的换向阀，该换向阀又通过依次设有截止阀、压力表和压力传感器的管路与测试阀块的控制油进口相连，控制油出口接油箱，直接回油。另有测试主泵其进口端与油箱相连，出口端与两支管路相连，其一支管路上设有溢流阀，该溢流阀与油箱相连，另一支管路上设有串联的单向阀和油用过滤器，该过滤器出口与两位三通换向阀相连，该两位三通换向阀一个出口通过依次设有截止阀、压力表和压力传感器的管路与测试阀块的进油口相连，该测试阀块的出油口通过管路与两位三通换向阀相连，在该管路上依次设有压力传感器、压力表截止阀和流量传感器。该两位三通换向阀还有一接口通过管路与油箱相连。
所述液压缸输出力控制系统中的高频液压缸活塞杆通过连接杆与设在测试阀块上的被检测插装阀的阀芯相连。所述测试阀块和被检测插装阀是在普通插装阀阀块和成品插装阀的基础上进行改造的，即在被检测插装阀阀芯内加工出一个开口设在下部的轴向槽孔，槽孔顶端设螺孔，其与直径小于槽孔直径的连接杆上端的小直径螺杆螺纹连接；同时在插装阀阀芯下面的测试阀块上设有与插装阀阀芯同轴线的螺孔，在螺孔内设有与其螺纹连接的环形丝堵，该丝堵中心通孔内径与连接杆外径对应，最好两者之间设动密封。经过改造后，插装阀的阀芯和连接杆就有了相同的运动状态，只要得到连接杆的运动状态即可知道插装阀阀芯的位移、速度等参数。同时连接杆的下端和液压缸固连，这样可以通过控制液压缸，实现我们希望阀芯出现的运动。
本发明的工作原理：
在进行测试时，采用现有的商业软件模拟插装阀主阀芯不同开启程度时所受液动力大小，然后将软件中模拟力转化成可控的信号输入给测试系统伺服控制单元，进而控制高频液压缸输出力的大小。液压缸活塞通过连接杆和主阀芯机械固连，控制主阀芯位移和受力，液压缸活塞杆输出力作为模拟液动力由液压缸输出力控制系统进行控制。根据插装阀主阀芯的不同位置，输入模拟仿真所对应的液动力。通过位移传感器记录主阀芯受控情况，得到主阀芯运动的时域特性和频域特性。所述的液压缸控制系统中，液压缸需要响应快，当位移发生变换后，输出力必须在短时间内调整到所需要大小，这样才能保证测试的准确性。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、本发明可以在实验室且不需要大流量泵组的情况下实现插装阀的动态性能测试，大大的降低了测试时的成本，缩短测试周期，可以在产品定型试验时，及时发现并排除问题，加快产品研发速度。
2、另在活塞杆上增加位移传感器，可直观得到插装阀主阀芯位移大小。并且由于液压缸活塞杆可为阀芯提供补偿力，使主阀芯在进行相关测试实验中抗干扰能力强。也可以在插装阀先导不参与的情况下对主阀芯进行局部测试，进而分析阀口设计的合理性，实现阀芯其他性能的测试。
3、本发明结构简单、安装方便、成本低廉、减小空间且适用性广泛。
4、本发明在控制性能测试时，只要保持输出力的准确，就可以准确测出控制特性。连接杆直径在一定的范围内不会影响流体的流动特性，其他测试也比较准确，所以可以取代现有装置。
附图说明：
图1为本发明示意简图。
图2为本发明测试阀块上置有被测插装阀的主视剖面示意简图。
图中1-测试控制泵，2-单向阀，3-测试阀块，4-溢流阀，5-过滤器，6-伺服阀，7-高频液压缸，8-换向阀，9.1、9.2、9.3-截止阀，10.1、10.2、10.3-压力表，11.1、11.2、11.3-压力传感器，12-流量传感器，13-两位三通换向阀，14-测试主泵，15.1、15.2-截止阀，16-控制器，17-油箱，18-位移传感器，19-端盖，20-螺钉，21-盖板，22-阀芯，23-比例阀，24-过渡套，25-阀块，26-螺堵，27-连接杆，A-出油口，B-进油口，X-控制油进口，Y-控制油出口。
具体实施方式：
在图1所示的高频液压缸设在液压缸输出力控制系统示意简图中，该液压缸输出力控制系统的测试控制泵1其进口端与油箱17相连，出口端与两支管路相连，其一支管路上设有溢流阀4，该溢流阀与油箱相连，另一支管路上设有串联的单向阀2和油用过滤器5，该过滤器出口又与两支管路相连，其一支路通过伺服阀6一个接口经截止阀15.2与油箱相连，该伺服阀另一接口与高频液压缸7进油口相连，而与高频液压缸回油口相连的管路也为两支，一支经截止阀15.1与油箱相连，另一支通过伺服阀6与油箱相连；与过滤器出口相连的另一支管路上设有和油箱相连的换向阀8，该换向阀又通过依次设有截止阀9.1、压力表10.1和压力传感器11.1的管路与测试阀块的控制油进口X相连，控制油出口Y直接与油箱相连。另有测试主泵14其进口端与油箱17相连，出口端与两支管路相连，其一支管路上设有溢流阀，该溢流阀与油箱相连，另一支管路上设有串联的单向阀和油用过滤器，该过滤器出口与两位三通换向阀13相连，该两位三通换向阀一个出口通过依次设有截止阀9.2、压力表10.2和压力传感器11.2的管路与测试阀块3的进油口B相连，该测试阀块的出油口A通过管路与两位三通换向阀13相连，在该管路上依次设有压力传感器11.3、压力表10.3截止阀9.3和流量传感器12.该两位三通换向阀还有一接口通过管路与油箱相连。
在图2所示本发明测试阀块上置有被测插装阀的主视剖面示意简图中，由位移传感器18、端盖19、螺钉20、盖板21、阀芯22、比例阀23和过渡套24组装成的被检测插装阀，其阀芯内加工出一个开口设在下部的轴向槽孔，槽孔顶端设螺孔，其与直径小于槽孔直径的连接杆27上端的小直径螺杆螺纹连接；同时在插装阀阀芯下面的测试阀块25上设有与插装阀阀芯同轴线的螺孔，在螺孔内设有与其螺纹连接的环形丝堵26，该丝堵中心通孔内径与连接杆外径对应，最好两者之间设动密封。
采用本发明装置的测试方法如下：
由图1所示，当主泵14流量可以满足测试要求时，液压缸7不需要输出力，液压缸7进、回油口两侧的两个截止阀15.1和15.2打开，液压缸7进、回油和油箱17直接相通，使得液压缸7处于浮动状态，不会对测量数据产生干扰，影响性能测试。当测试所需流量过大，主泵14不能满足测试要求，用下面的操作方法，可达到测试目的。
当插装阀需要高压大流量的动态特性测试时，由于通过主阀芯流体流量达不到所需要求，所以用模拟流体液动力干扰实验的方法。参考图1，对高频液压缸7进行力控制。当对插装阀先导的控制性能进行测试时，需先把测试阀块进出油口A、B与油箱17相连，保证阀芯22在运动时不会受到液体压力影响，也不会出现困油等影响测试的现象。测试时，测试控制泵1供油，调节溢流阀4达到稳定的工作压力。换向阀8控制插装阀先导部分的供油，调节阀芯位移。控制器16控制伺服阀6调节液压缸输出力大小，控制器16输出的模拟信号由软件仿真得出，保证阀芯22不同位移输出相对应的力，即可用液压缸输出力模拟插装阀阀芯22在液体流动时受到的液动力。当测量频域特性时，将一定频率的正弦信号输入给换向阀8，在先导控制和液压缸7输出力的双重作用下，记录主阀芯运动的频域特性。测量时域特性时，将一组阶跃信号输入给换向阀8，分别记录其响应时间。最终得出插装阀是否能够达到频域和时域要求的结论。

Claims (3)

1.一种大通径超高压电液比例插装阀动态性能测试装置，其特征在于：高频液压缸设在液压缸输出力控制系统中，该液压缸输出力控制系统的测试控制泵其进口端与油箱相连，出口端与两支管路相连，其一支管路上设有溢流阀，该溢流阀与油箱相连，另一支管路上设有串联的单向阀和油用过滤器，该过滤器出口又与两支管路相连，其一支路通过伺服阀一个接口经截止阀与油箱相连，该伺服阀另一接口与高频液压缸进油口相连，而与高频液压缸回油口相连的管路也为两支，一支经截止阀与油箱相连，另一支通过伺服阀与油箱相连；与过滤器出口相连的另一支管路上设有和油箱相连的换向阀，该换向阀又通过依次设有截止阀、压力表和压力传感器的管路与测试阀块的控制油进口相连，控制油出口接油箱，直接回油；另有测试主泵其进口端与油箱相连，出口端与两支管路相连，其一支管路上设有溢流阀，该溢流阀与油箱相连，另一支管路上设有串联的单向阀和油用过滤器，该过滤器出口与两位三通换向阀相连，该两位三通换向阀一个出口通过依次设有截止阀、压力表和压力传感器的管路与测试阀块的进油口相连，该测试阀块的出油口通过管路与两位三通换向阀相连，在该管路上依次设有压力传感器、压力表截止阀和流量传感器，该两位三通换向阀还有一接口通过管路与油箱相连；所述液压缸输出力控制系统中的高频液压缸活塞杆通过连接杆与设在测试阀块上的被检测插装阀的阀芯相连。
2.根据权利要求1所述的大通径超高压电液比例插装阀动态性能测试装置，其特征在于：所述测试阀块和被检测插装阀是在普通插装阀阀块和成品插装阀的基础上进行改造的，即在被检测插装阀阀芯内加工出一个开口设在下部的轴向槽孔，槽孔顶端设螺孔，其与直径小于槽孔直径的连接杆上端的小直径螺杆螺纹连接；同时在插装阀阀芯下面的测试阀块上设有与插装阀阀芯同轴线的螺孔，在螺孔内设有与其螺纹连接的环形丝堵，该丝堵中心通孔内径与连接杆外径对应。
3.根据权利要求2所述的大通径超高压电液比例插装阀动态性能测试装置，其特征在于：丝堵中心通孔内径与连接杆外径两者之间设动密封。
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