CN108591183B - 一种电液伺服阀叠合量气动测量装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大流量电液伺服阀叠合量气动测量装置及方法，所述装置主要由阀座压紧气缸、差压式流量计、拉压力传感器、电动平移台、阀套推进推出气缸、阀套顶杆、配气座、辅助顶杆、滑阀组件、导向座、阀座压紧旋转气缸、位移传感器、位移传感器平移气缸、滑块导轨及阀芯夹紧气缸等构成；所述方法主要采用的是压力式测量气路和流量式测量气路相结合的叠合量气动综合测量方法。本发明的优点是：在满足大流量电液伺服阀叠合量测量精度、重复精度要求的前提下，可实现多种尺寸规格的大流量滑阀副的叠合量测量，大大提高了测量自动化程度和测试效率，降低了操作工人的技能要求。
Description
技术领域
本发明属于电液伺服阀技术领域，具体涉及一种大流量电液伺服阀叠合量气动测量装置及方法。
背景技术
电液伺服阀是电液伺服系统中的重要控制元件，其电液转换及功率放大作用，多用于航空航天、船舶、机器人等大功率、高响应速度场合。其工艺制造加工过程需要严格控制精度的尺寸有阀芯、阀套配磨尺寸，阀套内孔、阀芯外圆的圆柱度，节流小孔尺寸、长径比等。其中阀芯、阀套配磨尺寸要求极高，制造成本也较高，目前国内厂家对于阀芯和阀套的制造加工均未能做到互换性加工，都是采用偶件配做方法，阀芯和阀套一一对应加工。阀芯、阀套配磨尺寸由电液伺服阀叠合量表征，所谓叠合量，是指当阀芯位于阀套中间位置时，阀芯台肩的四条工作棱边与阀套相应的方孔的工作边的轴向配合尺寸，工艺上一般给电液伺服阀设计一个2-4μm的正叠合量。
保证叠合量达到要求的加工称作“配磨”，其过程是“测量-磨削-测量-再磨削”反复几遍的过程。因此，滑阀副叠合量测量的精确程度对于滑阀副的技工质量好坏有很大影响。大流量电液伺服阀叠合量测量精度和重复精度一般要求为±0.5μm，现有大流量电液伺服阀叠合量测量装置和方法测量精度能够满足要求，然后其测量过程需要人工操作比较多，测量重复性和可靠性较难保证。另一方面，随着大流量电液伺服阀产量和测试需求的不断增大，现有测量装置和方法在测试效率和自动化程度方面依然存在不足。
发明内容
本发明目的在于提供一种大流量电液伺服阀叠合量气动测量装置及方法，用于解决背景技术中现有大流量电液伺服阀叠合量测量装置和方法在测量重复性、可靠性，测试效率、自动化程度等方面存在的不足。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种大流量电液伺服阀叠合量气动测量装置，包含叠合量测量台及滑阀组装台，所述叠合量测量台与所述滑阀组装台并排设置，在所述叠合量测量台靠近所述滑阀组装台的一侧从左至右依次设有位移传感器平移气缸、配气座及电动平移台，在所述叠合量测量台远离所述滑阀组装台的一侧从左至右依次设有第一支撑架及第二支撑架；
在所述位移传感器平移气缸靠近所述配气座一端连接有位移传感器夹块，在所述位移传感器夹块上夹设有位移传感器，在所述配气座上装设有滑阀组件，在所述电动平移台靠近所述配气座一端连接有拉压力传感器，所述滑阀组件轴线、电动平移台轴线、位移传感器轴线、及拉压力传感器轴线四者共线；
在所述第一支撑架上部连接有阀座压紧垂直气缸，在所述第一支撑架下部连接有阀芯夹紧气缸，所述阀座压紧垂直气缸与所述滑阀组件垂直相对，所述阀芯夹紧气缸与所述滑阀组件平行相对，在所述阀芯夹紧气缸与第一支撑架之间设有滑台导轨及滑台垫板，所述滑台导轨固定在所述第一支撑架上，所述滑台垫板滑设在所述滑台导轨上，所述阀芯夹紧气缸固定在所述滑台垫板上，在所述滑台垫板靠近所述电动平移台的一端还连接有滑台连接板，所述滑台连接板一端与所述滑台垫板连接，另一端通过锁紧块与所述拉压力传感器连接；
在所述第二支撑架上设置有第一差压式流量计及第二差压式流量计，所述第一差压式流量计及第二差压式流量计输出端分别对应与设置在所述配气座侧面的两个配气座进气孔连通；
在所述滑阀组装台上从左至右依次导向座、辅助顶杆阀套顶杆及阀套推进推出气缸，所述阀套推进推出气缸与所述阀套顶杆连接，所述阀套顶杆与所述辅助顶杆连接，所述辅助顶杆位于所述导向座正上方，在所述导向座顶面的左端设有阀座放置部，在所述导向座顶面的右端设有滑阀副放置部，所述阀座放置部用于放置滑阀组件的阀座，所述滑阀副放置部用于放置滑阀组件的滑阀副，所述滑阀副通过所述阀套推进推出气缸被顶入或顶出所述阀座，在所述导向座的阀座放置部一侧还设有阀座压紧旋转气缸，所述阀座压紧旋转气缸通过旋转压块将所述阀座与所述导向座压紧。
进一步，所述测量装置还包含有气路系统、PLC控制器及工控机，所述工控机与所述PLC控制器通过以太网连接，所述PLC控制器分别与气路系统、位移传感器、拉压力传感器及电动平移台电连接。
进一步，所述气路系统包含动力气路及测量气路，所述动力气路由气源、传感器平移气缸电磁阀、阀座压紧垂直气缸电磁阀、阀芯夹紧气缸电磁阀、阀套推进推出气缸电磁阀及阀座压紧旋转气缸电磁阀构成；
所述测量气路包含压力式测量气路和流量式测量气路，所述压力式测量气路由气源、精密减压阀、第一二位三通电磁阀、电磁阀、压力开关、第二二位三通电磁阀、第三二位三通电磁阀、第一手动电磁阀及第二手动电磁阀构成；
所述流量式测量气路由气源、精密减压阀、第一二位三通电磁阀、电磁阀、第二二位三通电磁阀、第三二位三通电磁阀、第一流量计和第二流量计构成；
所述传感器平移气缸电磁阀的进气口、阀座压紧垂直气缸电磁阀的进气口、阀芯夹紧气缸电磁阀的进气口、阀套推进推出气缸电磁阀的进气口、阀座压紧旋转气缸电磁阀的进气口、精密减压阀的进气口及第一二位三通电磁阀的B接口并接于所述气源的出气口，所述传感器平移气缸电磁阀、阀座压紧垂直气缸电磁阀、阀芯夹紧气缸电磁阀、阀套推进推出气缸电磁阀及阀座压紧旋转气缸电磁阀的出气口分别对应与传感器平移气缸的进气口、阀座压紧垂直气缸的进气口、阀芯夹紧气缸的进气口、阀套推进推出气缸的进气口及阀座压紧旋转气缸的进气口连通，所述精密减压阀出气口与所述第一二位三通电磁阀的A接口连通，所述电磁阀两端分别与所述第一二位三通电磁阀的P接口和所述压力开关的输入端连接，所述压力开关的输出端分别与所述第二二位三通电磁阀及第三二位三通电磁阀的P接口连通，所述第一差压式流量计及第二差压式流量计输入端分别与所述第二二位三通电磁阀及第三二位三通电磁阀的A接口连通，所述第一手动电磁阀及第二手动电磁阀的输入端分别与所述第二二位三通电磁阀及第三二位三通电磁阀的B接口连通，所述第一差压式流量计)的输出端与所述第一手动电磁阀的输出端并接于所述配气座侧面的一个配气座进气孔，所述第二差压式流量计的输出端与所述第二手动电磁阀的输出端并接于所述配气座侧面的另一个配气座进气孔；
所述气源、传感器平移气缸电磁阀、阀座压紧垂直气缸电磁阀、阀芯夹紧气缸电磁阀、阀套推进推出气缸电磁阀、阀座压紧旋转气缸电磁阀、精密减压阀、第一二位三通电磁阀、电磁阀、压力开关、第二二位三通电磁阀、第三二位三通电磁阀、第一手动电磁阀、第二手动电磁阀、第一差压式流量计及第二差压式流量计均与所述PLC控制器电连接。
进一步，当给所述阀座压紧垂直气缸通电通气时，所述阀座压紧垂直气缸通过下部活塞杆端设有的压板与所述滑阀组件的阀座顶面压紧，进而使得所述滑阀组件的阀座底面与所述配气座顶面紧密贴合。
进一步，当给所述阀芯夹紧气缸通电通气时，所述阀芯夹紧气缸通过左右两活塞杆端分别设有的夹爪板与所述滑阀组件阀座左右两端设有的左推杆及右推杆夹紧连接，所述左推杆及右推杆分别与穿设在所述滑阀组件阀座内的滑阀副的阀芯两端相接触；
当给所述位移传感器平移气缸通电通气时，所述位移传感器平移气缸通过位移传感器夹块将位移传感器向位于所述阀芯夹紧气缸左侧的夹爪板靠近，并使得所述位移传感器的探头与位于阀芯夹紧气缸左侧的夹爪板相接触。
当给所述电动平移台通电时，所述电动平移台带动所述拉压力传感器及滑台连接板向位于所述阀芯夹紧气缸右侧的夹爪板靠近或远离。
进一步，当给所述阀套推进推出气缸通电通气时，所述阀套推进推出气缸通过阀套顶杆及辅助顶杆将设置在导向座的滑阀副放置部上的滑阀组件的滑阀副推入到待组装的滑阀组件的阀座中或者将测试完成后的滑阀组件的滑阀副顶出阀座。
进一步，当给所述阀座压紧旋转气缸通电通气时，所述阀座压紧旋转气缸通过上部活塞杆端设有的旋转压块将设置在导向座的阀座放置部上的待组装或拆卸的滑阀组件的阀座与导向座压紧连接。
进一步，所述位移传感器平移气缸通过第一支撑座固定在所述叠合量测量台上，所述电动平移台通过第二支撑座固定在所述叠合量测量台上。
进一步，所述滑阀组件包含阀座、左侧盖、右侧盖、左直线轴承、右直线轴承、左推杆、右推杆及滑阀副,所述滑阀副由阀套及穿设在阀套内的阀芯组成，所述滑阀副穿设在所述阀座的阀腔中，所述左侧盖及右侧盖分别对应嵌设在所述阀座两端，且所述左侧盖及右侧盖分别与滑阀副的阀套两端相接触，所述左直线轴承对应嵌设在所述左侧盖中，所述右直线轴承对应嵌设在所述右侧盖中，所述左推杆对应穿设在所述左直线轴承中，所述右推杆对应穿设在所述右直线轴承中，所述左推杆及右推杆的一端分别对应与所述滑阀副的阀芯一端相接触，所述左推杆及右推杆的另一端均露设在所述阀座外部，在所述阀座底面设有两个阀座进气孔，所述阀座底面设有的两个阀座进气孔对应与设置在配气座顶面的两个配气座出气孔连通。
本发明还提供了一种大流量电液伺服阀叠合量气动测量方法，是基于上述大流量电液伺服阀叠合量气动测量装置所提出的测量方法，其具体包含如下步骤：
步骤a、测量准备：给测量装置的通电上气，电动平移台归零位，完成系统自检；
步骤b、滑阀组件组装：先将待测滑阀副放置在导向座顶面上的滑阀副放置部处，将测试用阀座放置在导向座顶面上的阀座放置部处，然后给阀座压紧旋转气缸通气将阀座与导向座压紧，再给阀套推入推出气缸通气将所述的待测滑阀副推入到所述的测试用阀座中，最后再在所述测试用阀座的左右两端分别装上左、右侧盖、左、右直线轴承及左、右推杆；
步骤c、滑阀组件放入：先将步骤b中组装完成的滑阀组件放入到叠合量测量台中，与配气座配合，然后给阀座压紧垂直气缸通气将所述滑阀组件的测试用阀座与所述配气座压紧，并保证所述测试用阀座与所述配气座之间的密封良好；
步骤d、阀芯夹紧定位：给阀芯夹紧气缸通气，通过与阀芯夹紧气缸连接的左右两夹爪板将步骤C中的所述滑阀组件的待测滑阀副的左右两推杆夹紧，实现对所述待测滑阀副的阀芯夹紧定位；
步骤e、阀芯自动对中：切换到压力式气动测量气路，控制电动平移台向前或向后移动，通过滑阀组件中的左、右推杆和安装在侧盖上的左、右直线轴承将电动平移台的位移传递给待测滑阀副的阀芯，与此同时通过差压式流量计采集测量管路中的压力值，当采集到的压力值已经到达预设的最大压力值时，则说明此时待测滑阀副的阀口开度接近最小，管路流量也接近最小，即可以判断此时待测滑阀副的阀芯已经对中；
步骤g、叠合量精测：先给位移传感器平移气缸通气将位移传感器推到与阀芯夹紧气缸左侧夹爪板相接触的位置，并等待位移传感器示数稳定后，然后切换到流量式气动测量气路，控制电动平移台向前或向后移动，通过差压式流量计采集测量管路流量和通过位移传感器采集待测滑阀副的阀芯位移量，再通过PLC控制器将差压式流量计采集到的管路流量及位移传感器采集到的阀芯位移量传输到工控机，并在工控机上绘制流量-位移曲线。
步骤h、测量结束，取出滑阀组件：先将位移传感器退到非工作位，使位移传感器与阀芯夹紧气缸左侧夹爪板脱离接触，将阀芯夹紧气缸退到非工作位，松开滑阀组件的左右推杆和阀芯，将阀座压紧垂直气缸退到非工作位，松开滑阀组件的阀座，然后将测量完成后的滑阀组件从叠合量测量台的配气座上取出，并拆卸掉滑阀组件的左、右侧盖、左、右直线轴承及左、右推杆，再将测试完成后的滑阀组件的阀座紧贴导向座上的阀座放置部放置，最后再在导向座上放置辅助推杆，并给阀套推入推出气缸通气将测试完成后的滑阀组件的滑阀副从阀座中顶出；
步骤i、测量结束，获取电液伺服阀的滑阀副叠合量：通过工控机对步骤g中得到的流量-位移曲线数据，进行处理计算，得到电液伺服阀的滑阀副叠合量。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)在满足大流量电液伺服阀叠合量测量精度、重复精度要求的前提下，可实现多种尺寸规格的大流量滑阀副的叠合量测量，提高了测量自动化程度和测试效率，降低了操作工人的技能要求；
(2)在电动平移台和阀芯夹紧气缸之间安装了一个拉压力传感器，通过拉压力传感器能实施监测阀芯移动过程中电动平移台提供的力矩变化，可有效避免因阀芯、阀套之间摩擦力过大导致电动平移台受到过载损害；
(3)采用压力式气动测量气路与流量式气动测量气路相结合，即解决了压力式气动测量方法的测定叠合量误差较大问题，又解决了流量式气动测量方法存在的流量计超量程问题。
附图说明
图1为本发明大流量电液伺服阀叠合量气动测量装置的结构示意图；
图2为图1的侧视图；
图3为图1的分解图；
图4为图2的俯视图；
图5为滑阀组件的装配图；
图6为滑阀组件的爆炸图；
图7为滑阀组件的俯视图；
图8为图7中的A-A截面图；
图9为气路系统原理图；
图中：1、叠合量测量台；1.1、位移传感器气缸；1.2、配气座；1.3、滑阀组件；1.3a、阀座；1.3b、左侧盖；1.3c、右侧盖；1.3d、左推杆；1.3e、右推杆；1.3f、左直线轴承；1.3g、右直线轴承；1.3h、滑阀副；1.4、电动平移台；1.5、第一支撑架；1.6、第二支撑架；1.7、位移传感器夹块；1.8、位移传感器；1.9、拉压力传感器；.10、阀座压紧垂直气缸；1.11、阀芯夹紧气缸；1.12、滑台导轨；1.13、滑台垫板；1.14、滑台连接板；1.15、锁紧块；1.16、第一差压式流量计；1.17、第二差压式流量计；1.18、压板；1.19、夹爪板；1.20、第一支撑座；1.21、第二支撑座；
2、滑阀组装台；2.1、导向座；2.2、辅助顶杆；2.3、阀套顶杆；2.4、阀套推进推出气缸；2.5、阀座压紧旋转气缸；2.6、旋转压块；
3、气路系统；3.1、气源；3.2、传感器平移气缸电磁阀；3.3、阀座压紧垂直气缸电磁阀；3.4、阀芯夹紧气缸电磁阀；3.5、阀套推进推出气缸电磁阀；3.6、阀座压紧旋转气缸电磁阀；3.7、精密减压阀；3.8、第一二位三通电磁阀；3.9、电磁阀；3.10、压力开关；3.11、第二二位三通电磁阀；3.12、第三二位三通电磁阀；3.13、第一手动电磁阀；3.14、第二手动电磁阀。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和具体实施方式，进一步阐述本发明是如何实施的。
如图1至图9所示，本发明提供的一种电液伺服阀叠合量气动测量装置包含叠合量测量台1、滑阀组装台2、气路系统3、PLC控制器(图中未示出)及工控机(图中未示出)，叠合量测量台1与滑阀组装台2并排设置，工控机与PLC控制器通过以太网连接，PLC控制器与气路系统3电连接，其中：
如图1至图4所示，在叠合量测量台1靠近滑阀组装台2的一侧从左至右依次设有位移传感器平移气缸1.1、配气座1.2及电动平移台1.4，在叠合量测量台1远离滑阀组装台2的一侧从左至右依次设有第一支撑架1.5及第二支撑架1.6；在位移传感器平移气缸1.1靠近配气座1.2一端连接有位移传感器夹块1.7，在位移传感器夹块1.7上夹设有位移传感器1.8，在配气座1.2上装设有滑阀组件1.3，在电动平移台1.4靠近配气座1.2一端连接有拉压力传感器1.9，滑阀组件1.3轴线、电动平移台1.4轴线、位移传感器1.8轴线及拉压力传感器1.9轴线四者共线；其中，位移传感器1.8及拉压力传感器1.9通过DP总线与PLC控制器内设的通信模块通通讯连接，电动平移台1.4采用脉冲控制，与PLC控制器内设的脉冲模块电连接；
在第一支撑架1.5上部连接有阀座压紧垂直气缸1.10，在第一支撑架1.5下部连接有阀芯夹紧气缸1.11，阀座压紧垂直气缸1.10与滑阀组件1.3垂直相对，阀芯夹紧气缸1.11与滑阀组件1.3平行相对，在阀芯夹紧气缸1.11与第一支撑架1.5之间设有滑台导轨1.12及滑台垫板1.13，滑台导轨1.12固定在第一支撑架1.5上，滑台垫板1.13滑设在滑台导轨1.12上，阀芯夹紧气缸1.11固定在滑台垫板1.13上，在滑台垫板1.13靠近电动平移台1.4的一端还连接有滑台连接板1.14，滑台连接板1.14一端与滑台垫板1.13连接，另一端通过锁紧块1.15与拉压力传感器1.9连接；
在第二支撑架1.6上设置有第一差压式流量计1.16及第二差压式流量计1.17，第一差压式流量计1.16及第二差压式流量计1.17输出端分别对应与设置在配气座1.2侧面的两个配气座进气孔1.2a连通，该第一差压式流量计1.16及第二差压式流量计1.17均为差压式流量传感器，其节流件阻力较小，它既可以测管路流量，也可以测管路压力；
在滑阀组装台2上从左至右依次导向座2.1、辅助顶杆2.2、阀套顶杆2.3及阀套推进推出气缸2.4，阀套推进推出气缸2.4与阀套顶杆2.3连接，阀套顶杆2.3与辅助顶杆2.2连接，辅助顶杆2.2与导向座2.1相对且位于导向座2.1正上方，在导向座2.1顶面的左端设有阀座放置部，在导向座2.1顶面的右端设有滑阀副放置部，阀座放置部用于放置滑阀组件的阀座1.3a，滑阀副放置部用于放置滑阀组件的滑阀副1.3h，滑阀副1.3h通过阀套推进推出气缸2.4被顶入或顶出阀座1.3a，在导向座2.1的阀座放置部一侧设有阀座压紧旋转气缸2.5，阀座压紧旋转气缸2.5通过旋转压块2.6将阀座1.3a与导向座2.1压紧；
气路系统3包含动力气路及测量气路，其中，动力气路用于为装置中的各气缸提供工作动力，如图9所示，该动力气路由气源3.1、传感器平移气缸电磁阀3.2、阀座压紧垂直气缸电磁阀3.3、阀芯夹紧气缸电磁阀3.4、阀套推进推出气缸电磁阀3.5及阀座压紧旋转气缸电磁阀3.6构成；传感器平移气缸电磁阀3.2、阀座压紧垂直气缸电磁阀3.3、阀芯夹紧气缸电磁阀3.4、阀套推进推出气缸电磁阀3.5及阀座压紧旋转气缸电磁阀3.6的进气口并接于气源3.1的出气口，传感器平移气缸电磁阀3.2、阀座压紧垂直气缸电磁阀3.3、阀芯夹紧气缸电磁阀3.4、阀套推进推出气缸电磁阀3.5及阀座压紧旋转气缸电磁阀3.6的出气口分别对应与传感器平移气缸1.1的进气口、阀座压紧垂直气缸1.10的进气口、阀芯夹紧气缸1.11的进气口、阀套推进推出气缸2.4的进气口及阀座压紧旋转气缸2.5的进气口连通；
其中，测量气路包含压力式测量气路和流量式测量气路，测量气路用于为配气座1.2提供测试的稳压气体，在本发明中，压力式测量气路由气源3.1、精密减压阀3.7、第一二位三通电磁阀3.8、电磁阀3.9、压力开关3.10、第二二位三通电磁阀3.11、第三二位三通电磁阀3.12、第一手动电磁阀3.13及第二手动电磁阀3.14构成；流量式测量气路由气源3.1、精密减压阀3.7、第一二位三通电磁阀3.8、电磁阀3.9、第二二位三通电磁阀3.11、第三二位三通电磁阀3.12、第一流量计1.16和第二流量计1.17构成；
如图9所示，第一二位三通电磁阀3.8的B接口与精密减压阀3.7进气口并接于气源3.1出气口，精密减压阀3.7出气口与第一二位三通电磁阀3.8的A接口连通，电磁阀3.9两端分别与第一二位三通电磁阀3.8的P接口和压力开关3.10的输入端连接，压力开关3.10的输出端分别与第二二位三通电磁阀3.11及第三二位三通电磁阀3.12的P接口连通，第一差压式流量计1.16及第二差压式流量计1.17输入端分别与第二二位三通电磁阀3.11及第三二位三通电磁阀3.12的A接口连通，第一手动电磁阀3.13及第二手动电磁阀3.14的输入端分别与第二二位三通电磁阀3.11及第三二位三通电磁阀3.12的B接口连通，第一差压式流量计1.16的输出端与第一手动电磁阀3.13的输出端并接于配气座1.2侧面的一个配气座进气孔1.2a，第二差压式流量计1.17的输出端与第二手动电磁阀3.14的输出端并接于配气座1.2侧面的另一个配气座进气孔1.2a；
气源3.1、传感器平移气缸电磁阀3.2、阀座压紧垂直气缸电磁阀3.3、阀芯夹紧气缸电磁阀3.4、阀套推进推出气缸电磁阀3.5、阀座压紧旋转气缸电磁阀3.6、精密减压阀3.7、第一二位三通电磁阀3.8、电磁阀3.9、压力开关3.10、第二二位三通电磁阀3.11、第三二位三通电磁阀3.12、第一手动电磁阀3.13、第二手动电磁阀3.14、第一差压式流量计1.16及第二差压式流量计1.17均与PLC控制器电连接。
当给阀座压紧垂直气缸1.10通电通气时，阀座压紧垂直气缸1.10通过下部活塞杆端设有的压板1.18将滑阀组件1.3的阀座1.3a底面与配气座1.2顶面紧密贴合，阀座1.3a通过底面设有的两个阀座进气孔对应配气座1.2顶面设有的两个配气座出气孔连通。
当给阀芯夹紧气缸1.11通电通气时，阀芯夹紧气缸1.11通过左右两活塞杆端分别设有的夹爪板1.19将滑阀组件1.3的左推杆1.3f、右推杆1.3g及滑阀副1.3h的阀芯夹紧连接，进而实现对滑阀副1.3h的阀芯夹紧定位。
当给位移传感器平移气缸1.1通电通气时，位移传感器平移气缸1.1通过位移传感器夹块1.7将位移传感器1.8向位于阀芯夹紧气缸1.11左侧的夹爪板1.19相靠近接触，由于位移传感器1.8的轴线、滑阀副1.3h的阀芯轴线及电动平移台1.4的轴线三者共线，滑阀副1.3h的阀芯的位移量即为电动平移台的位置量，可通过位移传感器1.8测得。
当给电动平移台1.4通电时，电动平移台1.4带动拉压力传感器1.9及滑台连接板1.14向位于阀芯夹紧气缸1.11右侧的夹爪板1.19靠近或远离，由于该拉压力传感器1.9既能测拉力，又能测压力，这样可以监测阀芯移动过程中电动平移台提供的力矩大小，进而可有效避免因阀芯、阀套之间摩擦力过大而导致电动平移台受到过载损害。
当给阀座压紧旋转气缸2.5通电通气时，阀座压紧旋转气缸2.5通过上部活塞杆端设有的旋转压块2.6将设置在导向座2.1的阀座放置部上的待组装或拆卸的滑阀组件1.3的阀座1.3a与导向座2.1压紧连接，可避免在进行滑阀组件1.3的组装与拆卸过程中，阀座1.3a在导向座2.1上滑动，进而可有效保证待装夹或拆卸的滑阀幅能够被准确的顶入或订出阀座1.3a。
当给阀套推进推出气缸2.4通电通气时，阀套推进推出气缸2.4通过阀套顶杆2.3及辅助顶杆2.2将设置在导向座2.1的滑阀副放置部上的滑阀副1.3h推入到待组装的滑阀组件1.3的阀座1.3a中或者将测试完成后的滑阀组件1.3的滑阀副1.3h从阀座(1.3a)中顶出。
如图3和图4所示，位移传感器平移气缸1.2通过第一支撑座1.20固定在叠合量测量台1上，电动平移台1.4通过第二支撑座1.21固定在叠合量测量台1上。
如图5至图8所示，滑阀组件1.3包含阀座1.3a、左侧盖1.3b、右侧盖1.3c、左直线轴承1.3d、右直线轴承1.3e、左推杆1.3f、右推杆1.3g及滑阀副1.3h，该滑阀副1.3h为待测电液伺服阀的滑阀副，其由阀套及穿设在阀套内的阀芯组成，测量时，滑阀副1.3h穿设在阀座1.3a的阀腔中，左侧盖1.3b及右侧盖1.3c分别对应嵌设在阀座1.3a两端，如图7所示，左侧盖1.3b及右侧盖1.3c分别与滑阀副1.3h的阀套两端相接触，左直线轴承1.3d对应嵌设在左侧盖1.3b中，右直线轴承1.3e对应嵌设在右侧盖1.3c中，左推杆1.3f对应穿设在左直线轴承1.3d中，右推杆1.3g对应穿设在右直线轴承1.3e中，左推杆1.3f及右推杆1.3g的一端分别对应与滑阀副1.3h的阀芯一端相接触，左推杆1.3f及右推杆1.3g的另一端均露设在阀座1.3a外部，在阀座1.3a底面设有两个阀座进气孔；测量时，阀座1.3a底面设有的两个阀座进气孔对应与设置在配气座1.2顶面的两个配气座出气孔连通。
本发明还提供了一种大流量电液伺服阀叠合量气动测量方法，是基于上述大流量电液伺服阀叠合量气动测量装置所提出的测量方法，其具体包含如下步骤：
步骤a、测量准备：给测量装置的通电上气，电动平移台归零位，完成系统自检；
步骤b、滑阀组件组装：先将待测滑阀副放置在导向座顶面上的滑阀副放置部处，将测试用阀座放置在导向座顶面上的阀座放置部处，然后给阀座压紧旋转气缸通气将阀座与导向座压紧，再给阀套推入推出气缸通气将所述的待测滑阀副推入到所述的测试用阀座中，最后再在所述测试用阀座的左右两端分别装上左、右侧盖、左、右直线轴承及左、右推杆；
步骤c、滑阀组件放入：先将步骤b中组装完成的滑阀组件放入到叠合量测量台中，与配气座配合，然后给阀座压紧垂直气缸通气将所述滑阀组件的测试用阀座与所述配气座压紧，并保证所述测试用阀座与所述配气座之间的密封良好；
步骤d、阀芯夹紧定位：给阀芯夹紧气缸通气，通过与阀芯夹紧气缸连接的左右两夹爪板将步骤C中的所述滑阀组件的待测滑阀副的左右两推杆夹紧，实现对所述待测滑阀副的阀芯夹紧定位；
步骤e、阀芯自动对中：切换到压力式气动测量气路，控制电动平移台向前或向后移动，通过滑阀组件中的左、右推杆和安装在侧盖上的左、右直线轴承将电动平移台的位移传递给待测滑阀副的阀芯，与此同时通过差压式流量计采集测量管路中的压力值，当采集到的压力值已经到达预设的最大压力值时，则说明此时待测滑阀副的阀口开度接近最小，管路流量也接近最小，即可以判断此时待测滑阀副的阀芯已经对中；
步骤g、叠合量精测：先给位移传感器平移气缸通气将位移传感器推到与阀芯夹紧气缸左侧夹爪板相接触的位置，并等待位移传感器示数稳定后，然后切换到流量式气动测量气路，控制电动平移台向前或向后移动，通过差压式流量计采集测量管路流量和通过位移传感器采集待测滑阀副的阀芯位移量，再通过PLC控制器将差压式流量计采集到的管路流量及位移传感器采集到的阀芯位移量传输到工控机，并在工控机上绘制流量-位移曲线。
步骤h、测量结束，取出滑阀组件：先将位移传感器退到非工作位，使位移传感器与阀芯夹紧气缸左侧夹爪板脱离接触，将阀芯夹紧气缸退到非工作位，松开滑阀组件的左右推杆和阀芯，将阀座压紧垂直气缸退到非工作位，松开滑阀组件的阀座，然后将测量完成后的滑阀组件从叠合量测量台的配气座上取出，并拆卸掉滑阀组件的左、右侧盖、左、右直线轴承及左、右推杆，再将测试完成后的滑阀组件的阀座紧贴导向座上的阀座放置部放置，最后再在导向座上放置辅助推杆，并给阀套推入推出气缸通气将测试完成后的滑阀组件的滑阀副从阀座中顶出；
步骤i、测量结束，获取电液伺服阀的滑阀副叠合量：通过工控机对步骤g中得到的流量-位移曲线数据，进行处理计算，得到电液伺服阀的滑阀副叠合量。
最后说明，以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种大流量电液伺服阀叠合量气动测量装置，包含叠合量测量台(1)及滑阀组装台(2)，所述叠合量测量台(1)与所述滑阀组装台(2)并排设置，其特征在于：在所述叠合量测量台(1)靠近所述滑阀组装台(2)的一侧从左至右依次设有位移传感器平移气缸(1.1)、配气座(1.2)及电动平移台(1.4)，在所述叠合量测量台(1)远离所述滑阀组装台(2)的一侧从左至右依次设有第一支撑架(1.5)及第二支撑架(1.6)；
在所述位移传感器平移气缸(1.1)靠近所述配气座(1.2)一端连接有位移传感器夹块(1.7)，在所述位移传感器夹块(1.7)上夹设有位移传感器(1.8)，在所述配气座(1.2)上装设有滑阀组件(1.3)，在所述电动平移台(1.4)靠近所述配气座(1.2)一端连接有拉压力传感器(1.9)，所述滑阀组件(1.3)轴线、电动平移台(1.4)轴线、位移传感器(1.8)轴线及拉压力传感器(1.9)轴线四者共线；
在所述第一支撑架(1.5)上部连接有阀座压紧垂直气缸(1.10)，在所述第一支撑架(1.5)下部连接有阀芯夹紧气缸(1.11)，所述阀座压紧垂直气缸(1.10)与所述滑阀组件(1.3)垂直相对，所述阀芯夹紧气缸(1.11)与所述滑阀组件(1.3)平行相对，在所述阀芯夹紧气缸(1.11)与第一支撑架(1.5)之间设有滑台导轨(1.12)及滑台垫板(1.13)，所述滑台导轨(1.12)固定在所述第一支撑架(1.5)上，所述滑台垫板(1.13)滑设在所述滑台导轨(1.12)上，所述阀芯夹紧气缸(1.11)固定在所述滑台垫板(1.13)上，在所述滑台垫板(1.13)靠近所述电动平移台(1.4)的一端还连接有滑台连接板(1.14)，所述滑台连接板(1.14)一端与所述滑台垫板(1.13)连接，另一端通过锁紧块(1.15)与所述拉压力传感器(1.9)连接；
在所述第二支撑架(1.6)上设置有第一差压式流量计(1.16)及第二差压式流量计(1.17)，所述第一差压式流量计(1.16)及第二差压式流量计(1.17)的输出端分别对应与设置在所述配气座(1.2)侧面的两个配气座进气孔(1.2a)连通；
在所述滑阀组装台(2)上从左至右依次设有导向座(2.1)、辅助顶杆(2.2)、阀套顶杆(2.3)及阀套推进推出气缸(2.4)，所述阀套推进推出气缸(2.4)与所述阀套顶杆(2.3)连接，所述阀套顶杆(2.3)与所述辅助顶杆(2.2)连接，所述辅助顶杆(2.2)位于所述导向座(2.1)正上方，在所述导向座(2.1)顶面的左端设有阀座放置部，在所述导向座(2.1)顶面的右端设有滑阀副放置部，所述阀座放置部用于放置滑阀组件的阀座(1.3a)，所述滑阀副放置部用于放置滑阀组件的滑阀副(1.3h)，所述滑阀副(1.3h)通过所述阀套推进推出气缸(2.4)被顶入或顶出所述阀座(1.3a)，在所述导向座(2.1)的阀座放置部一侧还设有阀座压紧旋转气缸(2.5)，所述阀座压紧旋转气缸(2.5)通过旋转压块(2.6)将所述阀座(1.3a)与所述导向座(2.1)压紧。
2.根据权利要求1所述的大流量电液伺服阀叠合量气动测量装置，其特征在于：还包含有气路系统(3)、PLC控制器及工控机，所述工控机与所述PLC控制器通过以太网连接，所述PLC控制器分别与气路系统(3)、位移传感器(1.8)、拉压力传感器(1.9)及电动平移台(1.4)电连接。
3.根据权利要求2所述的大流量电液伺服阀叠合量气动测量装置，其特征在于：所述气路系统(3)包含动力气路及测量气路，所述动力气路由气源(3.1)、传感器平移气缸电磁阀(3.2)、阀座压紧垂直气缸电磁阀(3.3)、阀芯夹紧气缸电磁阀(3.4)、阀套推进推出气缸电磁阀(3.5)及阀座压紧旋转气缸电磁阀(3.6)构成；
所述测量气路包含压力式测量气路和流量式测量气路，所述压力式测量气路由气源(3.1)、精密减压阀(3.7)、第一二位三通电磁阀(3.8)、电磁阀(3.9)、压力开关(3.10)、第二二位三通电磁阀(3.11)、第三二位三通电磁阀(3.12)、第一手动电磁阀(3.13)及第二手动电磁阀(3.14)构成；
所述流量式测量气路由气源(3.1)、精密减压阀(3.7)、第一二位三通电磁阀(3.8)、电磁阀(3.9)、第二二位三通电磁阀(3.11)、第三二位三通电磁阀(3.12)、第一流量计(1.16)和第二流量计(1.17)构成；
所述传感器平移气缸电磁阀(3.2)的进气口、阀座压紧垂直气缸电磁阀(3.3)的进气口、阀芯夹紧气缸电磁阀(3.4)的进气口、阀套推进推出气缸电磁阀(3.5)的进气口、阀座压紧旋转气缸电磁阀(3.6)的进气口、精密减压阀(3.7)的进气口以及第一二位三通电磁阀(3.8)的B接口并接于所述气源(3.1)出气口，所述传感器平移气缸电磁阀(3.2)、阀座压紧垂直气缸电磁阀(3.3)、阀芯夹紧气缸电磁阀(3.4)、阀套推进推出气缸电磁阀(3.5)及阀座压紧旋转气缸电磁阀(3.6)的出气口分别对应与传感器平移气缸(1.1)的进气口、阀座压紧垂直气缸(1.10)的进气口、阀芯夹紧气缸(1.11)的进气口、阀套推进推出气缸(2.4)的进气口及阀座压紧旋转气缸(2.5)的进气口连通；
所述精密减压阀(3.7)出气口与所述第一二位三通电磁阀(3.8)的A接口连通，所述电磁阀(3.9)两端分别与所述第一二位三通电磁阀(3.8)的P接口和所述压力开关(3.10)的输入端连接，所述压力开关(3.10)的输出端分别对应与所述第二二位三通电磁阀(3.11)及第三二位三通电磁阀(3.12)的P接口连通，所述第一差压式流量计(1.16)及第二差压式流量计(1.17)的输入端分别对应与所述第二二位三通电磁阀(3.11)及第三二位三通电磁阀(3.12)的A接口连通，所述第一手动电磁阀(3.13)及第二手动电磁阀(3.14)的输入端分别对应与所述第二二位三通电磁阀(3.11)及第三二位三通电磁阀(3.12)的B接口连通，所述第一差压式流量计(1.16)的输出端与所述第一手动电磁阀(3.13)的输出端并接于所述配气座(1.2)侧面的一个配气座进气孔(1.2a)，所述第二差压式流量计(1.17)的输出端与所述第二手动电磁阀(3.14)的输出端并接于所述配气座(1.2)侧面的另一个配气座进气孔(1.2a)；
所述气源(3.1)、传感器平移气缸电磁阀(3.2)、阀座压紧垂直气缸电磁阀(3.3)、阀芯夹紧气缸电磁阀(3.4)、阀套推进推出气缸电磁阀(3.5)、阀座压紧旋转气缸电磁阀(3.6)、精密减压阀(3.7)、第一二位三通电磁阀(3.8)、电磁阀(3.9)、压力开关(3.10)、第二二位三通电磁阀(3.11)、第三二位三通电磁阀(3.12)、第一手动电磁阀(3.13)、第二手动电磁阀(3.14)、第一差压式流量计(1.16)及第二差压式流量计(1.17)均与所述PLC控制器电连接。
4.根据权利要求1所述的大流量电液伺服阀叠合量气动测量装置，其特征在于：当给所述阀座压紧垂直气缸(1.10)通电通气时，所述阀座压紧垂直气缸(1.10)通过下部活塞杆端设有的压板(1.18)与所述滑阀组件(1.3)的阀座(1.3a)顶面压紧，进而使得所述滑阀组件(1.3)的阀座(1.3a)底面与所述配气座(1.2)顶面紧密贴合。
5.根据权利要求1所述的大流量电液伺服阀叠合量气动测量装置，其特征在于：当给所述阀芯夹紧气缸(1.11)通电通气时，所述阀芯夹紧气缸(1.11)通过左右两活塞杆端分别设有的夹爪板(1.19)与所述滑阀组件(1.3)阀座左右两端设有的左推杆(1.3f)及右推杆(1.3g)夹紧连接，所述左推杆(1.3f)及右推杆(1.3g)分别与穿设在所述滑阀组件(1.3)阀座(1.3a)内的滑阀副(1.3h)的阀芯两端相接触；
当给所述位移传感器平移气缸(1.1)通电通气时，所述位移传感器平移气缸(1.1)通过位移传感器夹块(1.7)将位移传感器(1.8)向位于所述阀芯夹紧气缸(1.11)左侧的夹爪板(1.19)靠近，并使得所述位移传感器(1.8)的探头与位于阀芯夹紧气缸(1.11)左侧的夹爪板(1.19)相接触；
当给所述电动平移台(1.4)通电时，所述电动平移台(1.4)带动所述拉压力传感器(1.9)及滑台连接板(1.14)向位于所述阀芯夹紧气缸(1.11) 右侧的夹爪板(1.19)靠近或远离。
6.根据权利要求1所述的大流量电液伺服阀叠合量气动测量装置，其特征在于：当给所述阀套推进推出气缸(2.4)通电通气时，所述阀套推进推出气缸(2.4)通过阀套顶杆(2.3)及辅助顶杆(2.2)将设置在导向座(2.1)的滑阀副放置部上的滑阀组件(1.3)的滑阀副(1.3h)推入到待组装的滑阀组件(1.3)的阀座(1.3a)中或者将测试完成后的滑阀组件(1.3)的滑阀副(1.3h)顶出阀座(1.3a)。
7.根据权利要求1所述的大流量电液伺服阀叠合量气动测量装置，其特征在于：当给所述阀座压紧旋转气缸(2.5)通电通气时，所述阀座压紧旋转气缸(2.5)通过上部活塞杆端设有的旋转压块(2.6)将设置在导向座(2.1)的阀座放置部上的待组装或拆卸的滑阀组件(1.3)的阀座(1.3a)与导向座(2.1)压紧连接。
8.根据权利要求1所述的大流量电液伺服阀叠合量气动测量装置，其特征在于：所述位移传感器平移气缸(1.1 )通过第一支撑座(1.20)固定在所述叠合量测量台(1)上，所述电动平移台(1.4)通过第二支撑座(1.21)固定在所述叠合量测量台(1)上。
9.根据权利要求1～8任意一项所述的大流量电液伺服阀叠合量气动测量装置，其特征在于：所述滑阀组件(1.3)包含阀座(1.3a)、左侧盖(1.3b)、右侧盖(1.3c)、左直线轴承(1.3d)、右直线轴承(1.3e)、左推杆(1.3f)、右推杆(1.3g)及滑阀副(1.3h),所述滑阀副(1.3h)由阀套及穿设在阀套内的阀芯组成，所述滑阀副(1.3h)穿设在所述阀座(1.3a)的阀腔中，所述左侧盖(1.3b)及右侧盖(1.3c)分别对应嵌设在所述阀座(1.3a)两端，且所述左侧盖(1.3b)及右侧盖(1.3c)分别与滑阀副(1.3h)的阀套两端相接触，所述左直线轴承(1.3d)对应嵌设在所述左侧盖(1.3b)中，所述右直线轴承(1.3e)对应嵌设在所述右侧盖(1.3c)中，所述左推杆(1.3f) 对应穿设在所述左直线轴承(1.3d)中，所述右推杆(1.3g)对应穿设在所述右直线轴承(1.3e)中，所述左推杆(1.3f)及右推杆(1.3g)的一端分别对应与所述滑阀副(1.3h)的阀芯一端相接触，所述左推杆(1.3f)及右推杆(1.3g)的另一端均露设在所述阀座(1.3a)外部，在所述阀座(1.3a)底面设有两个阀座进气孔，所述阀座(1.3a)底面设有的两个阀座进气孔对应与设置在配气座(1.2)顶面的两个配气座出气孔连通。
10.一种大流量电液伺服阀叠合量气动测量方法，是采用基于权利要求1至9任意一项所述的大流量电液伺服阀叠合量气动测量装置的电液伺服阀叠合量测量方法，其特征在于：包含如下步骤：
步骤a、测量准备：给测量装置通电上气，电动平移台归零位，完成系统自检；
步骤b、滑阀组件组装：先将待测滑阀副放置在导向座顶面上的滑阀副放置部处，将测试用阀座放置在导向座顶面上的阀座放置部处，然后给阀座压紧旋转气缸通气将阀座与导向座压紧，再给阀套推入推出气缸通气将所述的待测滑阀副推入到所述的测试用阀座中，最后再在所述测试用阀座的左右两端分别装上左、右侧盖、左、右直线轴承及左、右推杆；
步骤c、滑阀组件放入：先将步骤b中组装完成的滑阀组件放入到叠合量测量台中，与配气座配合，然后给阀座压紧垂直气缸通气将所述滑阀组件的测试用阀座与所述配气座压紧，并保证所述测试用阀座与所述配气座之间的密封良好；
步骤d、阀芯夹紧定位：给阀芯夹紧气缸通气，通过与阀芯夹紧气缸连接的左右两夹爪板将步骤C中的所述滑阀组件的待测滑阀副的左右两推杆夹紧，实现对所述待测滑阀副的阀芯夹紧定位；
步骤e、阀芯自动对中：切换到压力式气动测量气路，控制电动平移台向前或向后移动，通过滑阀组件中的左、右推杆和安装在侧盖上的左、右直线轴承将电动平移台的位移传递给待测滑阀副的阀芯，与此同时通过差压式流量计采集测量管路中的压力值，当采集到的压力值已经到达预设的最大压力值时，则说明此时待测滑阀副的阀口开度接近最小，管路流量也接近最小，即可以判断此时待测滑阀副的阀芯已经对中；
步骤g、叠合量精测：先给位移传感器平移气缸通气将位移传感器推到与阀芯夹紧气缸左侧夹爪板相接触的位置，并等待位移传感器示数稳定后，然后切换到流量式气动测量气路，控制电动平移台向前或向后移动，通过差压式流量计采集测量管路流量和通过位移传感器采集待测滑阀副的阀芯位移量，再通过PLC控制器将差压式流量计采集到的管路流量及位移传感器采集到的阀芯位移量传输到工控机，并在工控机上绘制流量-位移曲线；
步骤h、测量结束，取出滑阀组件：先将位移传感器退到非工作位，使位移传感器与阀芯夹紧气缸左侧夹爪板脱离接触，将阀芯夹紧气缸退到非工作位，松开滑阀组件的左右推杆和阀芯，将阀座压紧垂直气缸退到非工作位，松开滑阀组件的阀座，然后将测量完成后的滑阀组件从叠合量测量台的配气座上取出，并拆卸掉滑阀组件的左、右侧盖、左、右直线轴承及左、右推杆，再将测试完成后的滑阀组件的阀座紧贴导向座上的阀座放置部放置，最后再在导向座上放置辅助推杆，并给阀套推入推出气缸通气将测试完成后的滑阀组件的滑阀副从阀座中顶出；
步骤i、测量结束，获取电液伺服阀的滑阀副叠合量：通过工控机对步骤g中得到的流量-位移曲线数据，进行处理计算，得到电液伺服阀的滑阀副叠合量。
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