CN113324579B - 一种毛细管节流器液阻的检测系统及检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种毛细管节流器液阻的检测系统及检测方法，包括供油模块、阀块和检测模块，其中供油模块与阀块通过配套的第一接头和第一油管连接，为阀块提供液压油，供油模块设置有第一抗震压力表，实时检测供油模块输出液压油的压力；阀块包括阀体和端盖，所述阀体和端盖固定连接，阀体内设置有若干个直径相同且均匀布置的通孔，通孔内设置有毛细管；检测模块包括三通接口阀块、精密节流阀和量杯，三通接口阀块中的第一端口与阀块相连，三通接口阀块中第二端口与第二抗震压力表相连，三通接口阀块中的第三端口与精密节流阀的第一端相连，能够方便快捷地检测出毛细管节流器的液阻，且系统结构和检测方法简单易于实施。

Description

一种毛细管节流器液阻的检测系统及检测方法
技术领域
本发明涉及液体静压轴承节流器技术领域，尤其涉及一种毛细管节流器液阻的检测系统及检测方法。
背景技术
液体静压轴承是利用专门的供油装置，将具有一定压力的液压油通过补偿元件送入轴承油腔，在轴承油腔内形成具有一定压力的液压油层将主轴浮起，并利用静压油腔之间的压力差承受外载荷。为了使静压轴承具有一定的承载能力和刚度，轴承的系统中必须具有补偿元件，使轴承的油腔压力能够随着外载荷的变化自动调节，根据调节压力方式的不同，可将静压轴承的供油方式分为恒压力供油和恒流量供油，由于采用恒压供油方式的静压轴承具有结构简单，调整方便等有点而被广泛应用，采用恒压力供油方式的静压轴承通常采用节流器来作为补偿元件，其中毛细管节流器因为安装成本低，工作可靠而在实际生产中使用相对较多。
但目前毛细管节流器的应用也存在一些问题，高精度毛细管依赖进口，成本较高且采购渠道匮乏；国内目前可以提供毛细管的厂家较少且毛细管质量无法保障，对于毛细管应用所必需的液阻参数更是无法提供，这就导致毛细管节流器在实际应用中的液阻参数很难与设计状态下的参数相吻合，从而无法保证液体静压轴承的刚度和稳定性。
发明内容
本发明公开一种毛细管节流器液阻的检测系统及检测方法，解决了目前毛细管厂家无法提供液阻参数导致毛细管节流器在实际应用中的液阻参数很难与设计参数相吻合的问题，能够方便快捷地检测出毛细管节流器的液阻，且系统结构和检测方法简单易于实施。
为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：
本发明公开一种毛细管节流器液阻的检测系统，包括供油模块、阀块和检测模块，其中，所述供油模块与阀块通过配套的第一接头和第一油管连接，用以为阀块提供液压油，所述供油模块设置有第一抗震压力表，用以实时检测所述供油模块输出液压油的压力；所述阀块包括阀体和端盖，所述阀体和端盖固定连接，所述阀体内设置有若干个直径相同且均匀布置的通孔，若干个所述通孔内设置有毛细管，所述毛细管的一端以第二接头连接至由所述阀体和端盖组成的油腔中，所述毛细管的另一端连接至第二油管中，所述毛细管和与之配套的接头组成毛细管节流器；所述检测模块包括三通接口阀块、精密节流阀和量杯，所述三通接口阀块中的第一端口与所述阀块相连，所述三通接口阀块中第二端口与第二抗震压力表相连，所述三通接口阀块中的第三端口与所述精密节流阀的第一端相连，所述精密节流阀的第二端通过第三油管连接至所述量杯，用以检测所述毛细管节流器出口的压力及流量。
进一步地，所述供油模块以恒压力供油方式为所述阀块供油。
进一步地，所述第一油管为钢丝编织软管。
进一步地，所述第二油管为不锈钢钢管。
进一步地，所述第二接头由插口接头、双锥套管和普通接头组成。
进一步地，所述第三油管为橡胶软管。
本发明另一方面公开一种毛细管节流器液阻的检测方法，包括以下步骤：
步骤一：将毛细管安装于阀块中，将供油模块、阀块和检测模块依次连接；
步骤二：关闭精密节流阀，供油模块通过恒压力供油方式向阀块供油，实时观察抗震压力表的读数，以确定毛细管节流器入口压力与出口压力是否一致；若一致则进行步骤三，若不一致则需排查检测；
步骤三：针对相同毛细管预设至少两组不同毛细管节流器的出口压力值，通过量杯检测相同预设时长内毛细管节流器流出的液压油体积数，进而检测出不同预设压力值下的毛细管节流器的流量，并记录数据计算毛细管节流器的液阻；
步骤四：更换阀块中的毛细管，重复步骤三。
进一步地，所述毛细管的工作尺寸应满足三个条件：
在额定最高工作温度下，圆截面的毛细管内流动的雷诺数Re≤2000；非圆截面的毛细管内流动的雷诺数Re≤500；
毛细管的长径比Lc/dc＞20，其中，Lc为毛细管长度，dc为毛细管内孔直径；
毛细管长度Lc大于层流起始段长度Lk。
进一步地，毛细管节流器液阻的计算公式为：
Figure BDA0002935286550000031
其中，Rc0为毛细管节流器的液阻(m3/s)，η为液压油的动力粘度，dc为毛细管的内孔直径，Lc为毛细管的长度。
有益技术效果：
1、本发明公开一种毛细管节流器液阻的检测系统，油模块、阀块和检测模块，其中，所述供油模块与阀块通过配套的第一接头和第一油管连接，用以为阀块提供液压油，所述供油模块设置有第一抗震压力表，用以实时检测所述供油模块输出液压油的压力；所述阀块包括阀体和端盖，所述阀体和端盖固定连接，所述阀体内设置有若干个直径相同且均匀布置的通孔，若干个所述通孔内设置有毛细管，所述虎毛细管的一端连接至由所述阀体和端盖组成的油腔中，所述毛细管的另一端以第二接头连接至第二油管中，所述毛细管和与之配套的接头组成毛细管节流器；所述检测模块包括三通接口阀块、精密节流阀和量杯，所述三通接口阀块中的第一端口与所述阀块相连，所述三通接口阀块中第二端口与第二抗震压力表相连，所述三通接口阀块中的第三端口与所述精密节流阀的第一端相连，所述精密节流阀的第二端通过第三油管连接至所述量杯，用以检测所述毛细管节流器出口的压力及流量，解决了目前毛细管厂家无法提供液阻参数导致毛细管节流器在实际应用中的液阻参数很难与设计参数相吻合的问题，能够方便快捷地检测出毛细管节流器的液阻且系统结构简单易于实施；
2、本发明公开一种毛细管节流器液阻的检测方法，包括以下步骤：
步骤一：将毛细管安装于阀块中，将供油模块、阀块和检测模块依次连接；
步骤二：关闭精密节流阀，供油模块通过恒压力供油方式向阀块供油，实时观察抗震压力表的读数，以确定毛细管节流器入口压力与出口压力是否一致；若一致则进行步骤三，若不一致则需排查检测；
步骤三：针对相同毛细管预设至少两组不同毛细管节流器的出口压力值，通过量杯检测相同预设时长内毛细管节流器流出的液压油体积数，进而检测出不同预设压力值下的毛细管节流器的流量，并记录数据计算毛细管节流器的液阻；
步骤四：更换阀块中的毛细管，重复步骤三；解决了目前毛细管厂家无法提供液阻参数导致毛细管节流器在实际应用中的液阻参数很难与设计参数相吻合的问题，能够方便快捷地检测出毛细管节流器的液阻且方法步骤简单易于实施；
3、本发明中，所述阀体内设置有若干个直径相同且均匀布置的通孔，若干个所述通孔内设置有毛细管，最多可以同时对若干根相同或不同规格的毛细管节流器液阻进行检测，保证了不同毛细管节流器的入口压力完全一致，大大提高了检测效率及可靠度；
4、本发明公开的检测系统及检测方法可以在只了解毛细管内孔直径和长度的情况下检测出毛细管节流器的液阻参数。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明一种毛细管节流器液阻检测系统的结构示意图；
图2为本发明一种毛细管节流器液阻检测系统中设置有毛细管的阀块示意图；
图3为本发明一种毛细管节流器液阻检测系统中设置有毛细管的阀块内部结构图一；
图4为本发明一种毛细管节流器液阻检测系统中设置有毛细管的阀块内部结构图二；
图5为本发明中第二接头示意图；
图6为本发明一种毛细管节流器液阻检测系统中三通接口阀块内部结构图；
图7为本发明一种毛细管节流器液阻检测系统中精密节流阀结构示意图；
图8为本发明一种毛细管节流器液阻检测方法的步骤流程图。
其中，1-供油模块，2-第一抗震压力表，3-端盖，4-阀体，5-三通接口阀块，51-三通接口阀块的第一端口，52-三通接口阀块的第二端口，53-三通接口阀块的第三端口，6-第二抗震压力表，7-精密节流阀，8-量杯，9-阀块，10-毛细管，A-接口插头，B-双锥形套管，C-普通接头。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图对本发明的实施方式进行详细说明。
本发明一方面公开一种毛细管节流器液阻的检测系统，参见图1-7，毛细管节流器液阻的检测系统包括油模块、阀块和检测模块，其中，所述供油模块与阀块通过配套的第一接头和第一油管连接，用以为阀块提供液压油，优选地，供油模块以恒压力供油方式为所述阀块供油，所述供油模块设置有第一抗震压力表，用以实时检测所述供油模块输出液压油的压力，所述第一油管为钢丝编织软管；所述阀块包括阀体和端盖，所述阀体和端盖固定连接，所述阀体内设置有若干个直径相同且均匀布置的通孔，若干个所述通孔内设置有毛细管，所述毛细管的一端由第二接头连接至由所述阀体和端盖组成的油腔中，所述毛细管的另一端连接至第二油管中，优选地，所述第二油管为不锈钢钢管，所述第二接头由插口接头、双锥套管和普通接头组成，所述毛细管和与之配套的接头组成毛细管节流器；所述检测模块包括三通接口阀块、精密节流阀和量杯，所述三通接口阀块中的第一端口与所述阀块相连，所述三通接口阀块中第二端口与第二抗震压力表相连，所述三通接口阀块中的第三端口与所述精密节流阀的第一端相连，所述精密节流阀的第二端通过第三油管连接至所述量杯，用以检测所述毛细管节流器出口的压力及流量，优选地，所述第三油管为橡胶软管；解决了目前毛细管厂家无法提供液阻参数导致毛细管节流器在实际应用中的液阻参数很难与设计参数相吻合的问题，能够方便快捷地检测出毛细管节流器的液阻且系统结构简单易于实施。
本发明另一方面公开一种毛细管节流器液阻的检测方法，参见图8，具体包括以下步骤：
步骤一：将毛细管安装于阀块中，将供油模块、阀块和检测模块依次连接；
具体地，将毛细管安装在阀块中(毛细管第一端以第二接头连接至由阀体和端盖组成的油腔中，通孔另一端以接头连接至配套油管中)再将提供液压油的供油模块，安装毛细管的阀块和调整、检测毛细管节流器出口压力和流量的检测使用配套的接头和油管依次连接。通孔及后续管道、阀块等起到模拟静压油腔的作用。
可以理解的是，供油模块在实际应用时，可根据具体的情况对供油模块作适当的变动，如：当严格要求控制液压油温度时，应装添加散热装置或恒温装置；
步骤二：关闭精密节流阀，供油模块通过恒压力供油方式向阀块供油，实时观察抗震压力表的读数，以确定毛细管节流器入口压力与出口压力是否一致；若一致则进行步骤三，若不一致则需排查检测；
具体地，通过调节精密节流阀起到模拟调节静压油腔所受外部载荷的作用，若毛细管节流器入口力与出压口压力不一致，应仔细排查检测装置是否存在漏油情况，避免出现检测系统产生液压油压力损失的情况；毛细管节流器入口压力与出口压力不一致会导致最终检测的结果出现偏差，应避免。
步骤三：针对相同毛细管预设至少两组不同毛细管节流器的出口压力值，通过量杯检测相同预设时长内毛细管节流器流出的液压油体积数，进而检测出不同预设压力值下的毛细管节流器的流量，并记录数据计算毛细管节流器的液阻；
具体地，检测预设不同压力值下的毛细管节流器流量是因为购买的毛细管质量无法保障，多测几组数据以尽量减小由于实验条件而引起的误差，提高检测精度，进而验证同一规格毛细管节流器在改变出口压力的情况下，毛细管节流器液阻是否恒定。
其中，毛细管节流器液阻的计算公式为：
Figure BDA0002935286550000071
其中，Rc0为毛细管节流器的液阻(m3/s)，η为液压油的动力粘度，dc为毛细管的内孔直径，Lc为毛细管的长度。
步骤四：更换阀块中的毛细管，重复步骤三。
液压油流经毛细管时有层流和湍流两种流态，在本发明的实施例中应使毛细管的工作尺寸满足层流流动的三个条件：
在额定最高工作温度下，圆截面的毛细管内流动的雷诺数Re≤2000；非圆截面的毛细管内流动的雷诺数Re≤500；
其中，毛细管的雷诺数可按以下公式计算：
Figure BDA0002935286550000072
其中，Re为毛细管的雷诺数，Rb为水力半径，对于细长圆管中的水力半径为
Figure BDA0002935286550000073
v为液压油在毛细管的平均流速，ν为运动粘度；
毛细管的长径比Lc/dc＞20，其中，Lc为毛细管长度，dc为毛细管内孔直径；
毛细管长度Lc大于层流起始段长度Lk；
层流起始段长度的计算公式为：
Lk＝0.065dcRe；
其中，dc为毛细管内孔直径；
当毛细管的尺寸满足上述三个条件时，毛细管流量的计算公式为：
Figure BDA0002935286550000074
其中，qc0为流经毛细管的流量，η为液压油的动力粘度，dc为毛细管内孔直径，Lc为毛细管长度，ps为供油压力，p0为毛细管节流器出口压力。
本发明公开的毛细管节流器液阻的检测系统及检测方法，使得毛细管节流器可以调节控制最后油腔的压力，由于使用情况的不同，所需的毛细管规格也不尽相同，可以通过检测系统及检测方法检测不同规格的毛细管节流器的液阻来确定实际所需的毛细管规格，即确定毛细管的内孔直径和毛细管的长度。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本实用新型的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本实用新型的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上的实施例仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种毛细管节流器液阻的检测系统，其特征在于，包括：
供油模块，所述供油模块与阀块通过配套的第一接头和第一油管连接，用恒压力供油方式为阀块提供液压油，所述供油模块设置有第一抗震压力表，用以实时检测所述供油模块输出液压油的压力；
阀块，所述阀块包括阀体和端盖，所述阀体和端盖固定连接，所述阀体内设置有若干个直径相同且均匀布置的通孔，若干个所述通孔内设置有毛细管，所述毛细管的一端以第二接头连接至由所述阀体和端盖组成的油腔中，所述毛细管的另一端连接至第二油管中，所述毛细管和与之配套的接头组成毛细管节流器；
检测模块，所述检测模块包括三通接口阀块、精密节流阀和量杯，所述三通接口阀块中的第一端口与所述阀块相连，所述三通接口阀块中第二端口与第二抗震压力表相连，所述三通接口阀块中的第三端口与所述精密节流阀的第一端相连，所述精密节流阀的第二端通过第三油管连接至所述量杯，用以检测所述毛细管节流器出口的压力及流量。
2.根据权利要求1所述的一种毛细管节流器液阻的检测系统，其特征在于，所述第一油管为钢丝编织软管。
3.根据权利要求1所述的一种毛细管节流器液阻的检测系统，其特征在于，所述第二油管为不锈钢钢管。
4.根据权利要求1所述的一种毛细管节流器液阻的检测系统，其特征在于，所述第二接头由插口接头、双锥套管和普通接头组成。
5.根据权利要求1所述的一种毛细管节流器液阻的检测系统，其特征在于，所述第三油管为橡胶软管。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种毛细管节流器液阻的检测系统的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将毛细管安装于阀块中，将供油模块、阀块和检测模块依次连接；
步骤二：关闭精密节流阀，供油模块通过恒压力供油方式向阀块供油，实时观察抗震压力表的读数，以确定毛细管节流器入口压力与出口压力是否一致；若一致则进行步骤三，若不一致则需排查检测；
步骤三：针对相同毛细管预设至少两组不同毛细管节流器的出口压力值，通过量杯检测相同预设时长内毛细管节流器流出的液压油体积数，进而检测出不同预设压力值下的毛细管节流器的流量，并记录数据计算毛细管节流器的液阻；
步骤四：更换阀块中的毛细管，重复步骤三。
7.根据权利要求6所述的一种毛细管节流器液阻的检测系统的检测方法，其特征在于，所述毛细管的工作尺寸应满足三个条件：
在额定最高工作温度下，圆截面的毛细管内流动的雷诺数
Figure DEST_PATH_IMAGE002
；非圆截面的毛细管内流动的雷诺数
Figure DEST_PATH_IMAGE004
；
毛细管的长径比
Figure DEST_PATH_IMAGE006
，其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE008
为毛细管长度，
Figure DEST_PATH_IMAGE010
为毛细管内孔直径；
毛细管长度
Figure DEST_PATH_IMAGE012
大于层流起始段长度
Figure DEST_PATH_IMAGE014
。
8.根据权利要求6所述的一种毛细管节流器液阻的检测系统的检测方法，其特征在于，毛细管节流器液阻的计算公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE016
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE018
为毛细管节流器的液阻
Figure DEST_PATH_IMAGE020
，
Figure DEST_PATH_IMAGE022
为液压油的动力粘度，
Figure DEST_PATH_IMAGE024
为毛细管的内孔直径，
Figure DEST_PATH_IMAGE026
为毛细管的长度。
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