CN107830011A - 基于挖掘机整机进行阀口开口面积测试的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于挖掘机液压系统测量技术领域，具体涉及一种基于挖掘机整机进行阀口开口面积测试的方法及系统。该方法包括以下步骤：根据如下公式计算主阀在一定压差下的阀口开口面积：所述主阀的阀口开口面积同时和所述主阀的阀芯位移相对应，通过调节所述主阀的先导压力使所述主阀获得不同的输入输出压力，从而计算不同压差下对应的所述主阀的阀口开口面积，从而获得所述先导压力、所述主阀的阀芯位移和所述主阀的阀口开口面积之间的数据曲线图。通过使用本发明所述的基于挖掘机整机进行阀口开口面积测试的方法及系统，能够在挖掘机整机上进行测试，测量结果更加准确可靠，且管路连接简单，节省人力物力。

Description

基于挖掘机整机进行阀口开口面积测试的方法及系统

技术领域

本发明属于挖掘机液压系统测量技术领域，具体涉及一种基于挖掘机整机进行阀口开口面积测试的方法及系统。

背景技术

一般情况下，阀口开口面积的测试都需要在主阀试验台架上进行，利用三坐标测量仪测绘出阀芯的尺寸，但测量过程费用高、周期长，同时台架试验的环境条件和整机的工作环境有很大不同，所以无法准确判定整机管路的布置和负载等因素对主阀开口通过的真实流量的影响。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述存在的至少一个问题，该目的是通过以下技术方案实现的。

本发明提出了一种基于挖掘机整机进行阀口开口面积测试的方法，包括以下步骤：

根据如下公式计算主阀在一定压差下的阀口开口面积：

所述主阀的阀口开口面积同时和所述主阀的阀芯位移相对应，

其中，Δp＝p2-p1，p1为所述主阀的进油口的压力，p2为所述主阀的出油口的压力，Cd为阀口流量系数，ρ为液压油密度，Q为所述主阀的出油口流量，A为所述主阀的阀口开口面积，

通过调节所述主阀的先导压力使所述主阀获得不同的输入输出压力，从而计算不同压差下对应的所述主阀的阀口开口面积，从而获得所述先导压力、所述主阀的阀芯位移和所述主阀的阀口开口面积之间的数据曲线图通过调节所述主阀的先导压力使所述主阀获得不同的输入输出压力，从而计算不同压差下对应的所述主阀的阀口开口面积，从而获得所述先导压力、所述主阀的阀芯位移和所述主阀的阀口开口面积之间的数据曲线图。

进一步地，根据阀口开口面积公式：A＝Wx，

计算所述主阀的阀口开度，

其中，A为所述主阀的阀口开口面积，W为所述主阀的阀口开口面积梯度，x为所述主阀的阀口开度。

进一步地，所述阀口流量系数与雷诺数有关，为0.8～0.9。

进一步地，通过旋转旋钮开关调节电流的大小，使电比例定值减压阀得到不同的输出压力，对应每一个调定的输出压力，使所述主阀的阀芯的先导手柄处于全开位置，测量此时的所述电比例定值减压阀的输出压力、所述主阀的阀芯位移、所述主阀的进油口压力p1和出油口压力p2以及所述主阀的出油口流量Q。

进一步地，对电磁阀组里的定值减压阀进行设定，使其输出的压力值处于0～3.5MPa之间，对应每一个调定的压力，将先导手柄置于全开位置，测试此时所述先导手柄的输出压力，所述主阀的阀芯位移、所述主阀的进油口压力p1和出油口压力p2以及所述主阀的出油口流量Q。

进一步地，所述定值减压阀为电比例可调式减压阀。

进一步地，通过调节先导油路中的安全阀的压力实现所述主阀的阀芯的先导压力的变化，对应每一个调定的压力，测量此时的先导压力值、所述主阀的阀芯位移、所述主阀的进油口压力p1和出油口压力p2以及所述主阀的出油口流量Q。

本发明还提出了一种基于挖掘机整机进行阀口开口面积测试的系统，用于进行上述所述的基于挖掘机整机进行阀口开口面积测试的方法，该系统包括串联在所述主阀对应的先导油路中的电比例定值减压阀，所述电比例定值减压阀上设有旋钮开关，所述旋钮开关通过线束与所述挖掘机的整车电源相连接。

进一步地，所述电比例定值减压阀与所述主阀的进油口之间还设有压力传感器，所述压力传感器用于显示所述主阀的先导油路中的先导压力值。

进一步地，所述电比例定值减压阀的最大输出压力为3.5MPa。

通过使用本发明所述的基于挖掘机整机进行阀口开口面积测试的方法及系统，能够在挖掘机整机上进行测试，测量结果更加准确可靠，且管路连接简单，节省人力物力。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例一的液压原理图；

图2为本发明实施例二的液压原理图。

附图中各标记表示如下：

10：先导阀、20：电比例定值减压阀、30：旋钮开关、40：线束、50：压力传感器、60：主阀、70：电磁阀组、80：安全阀。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例一

图1为本发明实施例一的液压原理图。如图所示，本系统包括串联在主阀60对应的先导油路中的电比例定值减压阀20，电比例定值减压阀20设于先导阀10作用于主阀60的先导油路中，电比例定值减压阀20上设有旋钮开关30，旋钮开关30通过线束40与挖掘机的整车电源相连接。该电比例定值减压阀20的最大输出压力是3.5Mpa。通过旋钮开关30调节电流大小可以得到电比例定值减压阀20的不同的输出压力，对应每一个调定压力，操作该主阀60的阀芯的先导手柄在全开位置，测试此时电比例定值减压阀20的输出压力(既压力传感器50的读数)、主阀60阀芯的位移、主阀60的两个P口的压力p1和流量Q1及Q2、主阀60的A1出口的压力p2和流量Q。运用测试数据计算即可得出阀芯P1-A1口阀芯位移与开口面积之间的关系，同时根据进口和出口流量之差还可以得出该测试工况下主阀60的阀芯P1-A1口的泄漏量。

挖掘机主阀一般都是滑阀，滑阀流量和开口面积之间的关系式如下：

根据滑阀流量和开口面积公式：

计算一定压差下的主阀60的阀口开口面积，主阀60的阀口开口面积同时和主阀60的阀芯位移相对应，其中，Δp＝p2-p1，p1为主阀60的进油口的压力，p2为主阀60的出油口的压力，Cd为阀口流量系数，与雷诺数有关，一般取0.8～0.9，ρ为液压油密度，Q为主阀60的出油口流量，A为主阀60的阀口开口面积，

通过调节主阀60的先导压力使主阀60获得不同的输入输出压力，从而计算不同压差下对应的主阀60的阀口开口面积，从而获得先导压力、主阀60的阀芯位移和主阀60的阀口开口面积之间的数据曲线图。

其中，主阀60是挖掘机整机液压系统阀组中的一部分，用于控制挖掘机抖杆的运动。主阀60上的A1口连接抖杆上的一个油缸，主阀60上的B1口连接抖杆上的另一个油缸，P1、P2分别为主阀60的两个进油口，且分别和主阀60的先导油路相连接。在图1中，电比例定值减压阀20上设有进油口P口、回油口T口以及工作油口A口。先导油从电比例定值减压阀20的P口进入，并在A口处分出两条油路，且两条油路分别和P1口、P2口相连，因此控制电比例定值减压阀20的输出压力，可以使主阀60得到不同的输入压力的先导油。

进一步地，根据阀口开口面积公式：A＝Wx，

计算主阀60的阀口开度，

其中，A为主阀60的阀口开口面积，W为主阀60的阀口开口面积梯度，x为主阀60的阀口开度。

实施例二

如图2所示，对于有独立先导泵的系统，也可以通过调节先导主油路的安全阀80的压力实现主阀60的阀芯的先导压力的变化，运用测试数据计算即得出阀芯P1-A1口阀芯位移与开口面积之间的关。

实施例三

通过调节电磁阀组70里的定值减压阀，使其输出的压力值分别在0-3.5MP之间，对应每一个调定压力，操作某一动作的先导手柄在全开位置，测试此时先导手柄的输出压力、主阀60阀芯的位移、主阀60进出口压力和流量，即可计算得出阀芯位移与开口面积之间的关系。

如果该方案中电磁阀组70里边的定值减压阀的压力调定弹簧不可调，输出压力的变化可以通过在弹簧底部增加不同厚度的垫片来实现。如果该方案中电磁阀组70里边的定值减压阀的压力调定弹簧可调，输出压力的变化就可以通过旋紧弹簧螺栓来实现。同时根据不同主机的电磁阀组70的结构，可以在测试时特殊定制该电磁阀组70，将电磁阀组70里边的定值减压阀改为电比例可调式，这样在测试时的操作更加简单易行。

实施例四

电磁阀组70保持整机原设定值，只是根据需要将先导手柄在0和全开之间分别进行操作，测试出此时先导手柄的输出压力、主阀60阀芯的位移、主阀60进出口压力和流量，即可计算得出阀芯位移与开口面积之间的关系。在该方案中先导手柄的开度可以靠人为控制，但是比较难进行重复操作测试验证，因此通过机构设计使先导手柄固定在需要位置，方便重复操作对比测试结果。

实施例五

可以通过测试油缸行程来推算出阀芯出口的流量，并运用测试数据计算即得出阀芯P1-A1口阀芯位移与开口面积之间的关系。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.基于挖掘机整机进行阀口开口面积测试的方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据如下公式计算主阀在一定压差下的阀口开口面积：

所述主阀的阀口开口面积同时和所述主阀的阀芯位移相对应，

其中，Δp＝p2-p1，p1为所述主阀的进油口的压力，p2为所述主阀的出油口的压力，Cd为阀口流量系数，ρ为液压油密度，Q为所述主阀的出油口流量，A为所述主阀的阀口开口面积，

通过调节所述主阀的先导压力使所述主阀获得不同的输入输出压力，从而计算不同压差下对应的所述主阀的阀口开口面积，从而获得所述先导压力、所述主阀的阀芯位移和所述主阀的阀口开口面积之间的数据曲线图。

2.根据权利要求1所述的基于挖掘机整机进行阀口开口面积测试的方法，其特征在于，根据如下公式计算所述主阀的阀口开度：A＝Wx，

其中，A为所述主阀的阀口开口面积，W为所述主阀的阀口开口面积梯度，x为所述主阀的阀口开度。

3.根据权利要求2所述的基于挖掘机整机进行阀口开口面积测试的方法，其特征在于，所述阀口流量系数与雷诺数有关，为0.8～0.9。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的基于挖掘机整机进行阀口开口面积测试的方法，其特征在于，通过旋转旋钮开关调节电流的大小，使电比例定值减压阀得到不同的输出压力，对应每一个调定的输出压力，使所述主阀的阀芯的先导手柄处于全开位置，测量此时的所述电比例定值减压阀的输出压力、所述主阀的阀芯位移、所述主阀的进油口压力p1和出油口压力p2以及所述主阀的出油口流量Q。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的基于挖掘机整机进行阀口开口面积测试的方法，其特征在于，对电磁阀组里的定值减压阀进行设定，使其输出的压力值处于0～3.5MPa之间，对应每一个调定的压力，将先导手柄置于全开位置，测试此时所述先导手柄的输出压力，所述主阀的阀芯位移、所述主阀的进油口压力p1和出油口压力p2以及所述主阀的出油口流量Q。

6.根据权利要求5所述的基于挖掘机整机进行阀口开口面积测试的方法，其特征在于，所述定值减压阀为电比例可调式减压阀。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的基于挖掘机整机进行阀口开口面积测试的方法，其特征在于，通过调节先导油路中的安全阀的压力实现所述主阀的阀芯的先导压力的变化，对应每一个调定的压力，测量此时的先导压力值、所述主阀的阀芯位移、所述主阀的进油口压力p1和出油口压力p2以及所述主阀的出油口流量Q。

8.基于挖掘机整机进行阀口开口面积测试的系统，用于进行权利要求1-4中任一项所述的基于挖掘机整机进行阀口开口面积测试的方法，其特征在于，包括串联在所述主阀对应的先导油路中的电比例定值减压阀，所述电比例定值减压阀上设有旋钮开关，所述旋钮开关通过线束与所述挖掘机的整车电源相连接。

9.根据权利要求8所述的基于挖掘机整机进行阀口开口面积测试的系统，其特征在于，所述电比例定值减压阀与所述主阀的进油口之间还设有压力传感器，所述压力传感器用于显示所述主阀的先导油路中的先导压力值。

10.根据权利要求9所述的基于挖掘机整机进行阀口开口面积测试的系统，其特征在于，所述电比例定值减压阀的最大输出压力为3.5MPa。