电液伺服阀测试台液压系统设计.pdf

2 0 1 1 年 6月 第 3 9 卷 第 1 2 期 机床与液压 MACHI NE TOOL HYDRAUL I C S J u n ．2 0 1 1 Vo l _ 3 9 No ．1 2 D O I 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 1 3 8 8 1 ． 2 0 1 1 ． 1 2 ． 0 1 5 电液伺服阀测试台液压系统设计 宋晓军 ，刘帮成 1 ．空军第一航 空学院，河南信阳 4 6 4 0 0 0； 2 ．河南航天车辆厂，河南信 阳 4 6 4 0 0 0 摘要电液伺服阀测试台主要用于电液伺服阀动、静态性能测试和故障诊断。介绍一种电液伺服阀测试台液压系统的 设计 ，该液压系统具有输出压力稳定、模拟加载稳定可靠、结构紧凑、效率高、 操作简便、功能齐全、可靠性高等特点。 关键词 液压系统； 测试台；电液伺服阀 中图分类号T P 2 7 1 ． 3 1 文献标识码B 文章编号1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 1 1 2 0 4 7 2 De s i g n o f Hy d r a u l i c S y s t e m f o r El e c t r o h y d r a u l i c S e r v o Va l v e Te s t Be d S O N G X i a o j u n ，L I U B a n g c h e n g 1 ． T h e F i r s t A e r o n a u t i c I n s t i t u t e o f A i r F o r c e ， X i n y a n g H e n a n 4 640 0 0， C h i n a ； 2 ． H e n a n A s t r o n a u t i c s A u t o m o b i l e F a c t o r y ， X i n y a n g H e n a n 4 6 4 0 0 0，C h i n a Ab s t r a c t T h e e l e c t r o h y d r a u l i c s e I V O v a l v e t e s t b e d i s u s e d t o t e s t d y n a mi c p e r f o r ma n c e ，s t a t i c c o n f o r ma n c e a n d d i a g n o s e t r o u ． b l e ．Th e d e s i g n o f h y d r a u l i c s y s t e m f o r e l e c t r o h y d r a u l i c s e r v o v alv e t e s t b e d wa s i n t r o d u c e d ．I t ’ S a d v a n t age i n c l u d e s s t a b l e o u t p u t p r e s s u r e an d s i mu l a t e d l o a d，c o mp a c t s t r u c t u r e ，h i g h e ffi c i e n c y ，mu h i f u n c t i o n a n d h i s h r e l i ab i l i t y ． Ke y wo r d s Hy d r a u l i c s y s t e m；T e s t b e d；E l e e t r o h y dra u l i c s e r v o v alv e 电液伺服阀简称伺服阀，是一种精密液压元件。 在伺服控制系统中，伺服阀既是信号转换元件 ，又是 功率放大元件。伺服阀将伺服控制系统中的电气部分 与液压部分连接起来 ，从而实现电液信号的转换与放 大，对液压执行元件进行控制。伺服控制系统具有控 制精度高、响应速度快、信号处理灵活、输出功率大 和结构紧凑等优点。 在伺服阀出厂前和维修后进行性能测试是必不可 少的环节。电液伺服阀测试台液压系统对压力稳定性 要求很高，双向加载要方便，负载要恒定等。作者介 绍一种电液伺服阀测试台液压系统的设计。 1 液压 系统原理 液压系统的噪声主要来源于液压泵，同时，电机 也是很大的干扰源。因此为保证操作人员有一个良好 的工作环境 ，避免电机对测试 台自动检测系统的干 扰，电液伺服阀测试台采用测试台和泵源分开设计， 二者间采用电缆和液压软管连接。 1 压力脉动控制 ，系统超压限制 伺服阀测试台的液压原理如图 1 所示。 ’ 图 1 伺服阀测试台液压原理 由于伺服阀对压力平稳性要求很高，因此为了降 低和吸收系统压力脉动，在液压泵出口 设置了缓冲瓶 收稿 日期 2 0 1 0 0 6 2 2 作者简介宋晓军 1 9 7 1 一 ，男，硕士，讲师，主要从事液压与气动技术、飞机液压与冷气附件检修等方面的研究和教学 工作。电话1 3 7 8 2 9 3 6 7 9 7 ，Em a i l s o n g x i a o j u n 1 9 7 1 s o h u ． c o m。 4 8 机床与液压 第 3 9卷 和蓄能器。为了防止系统附件故障导致系统压力超 压 ，在压力管路上设置了压力继 电器和电磁溢流阀， 当系统超压时，电磁溢流阀首先打开泄压；如果压力 进一步上升，则压力继电器发出信号，切断电机 电 源 ，保 护整个液压系统 。为 了防止系统突然 出现 的未 明故障损坏被测伺服阀或测试系统，电磁溢流阀上的 电磁阀受控于紧急卸荷开关 ，当系统出现未明故障， 按压紧急卸荷开关，液压系统卸荷。 2 油液污染控制 伺服阀属于高精度液压元件 ，对油液污染特别敏 感 ，因此测试 系统 主油路采用 两级过滤 ，第 一级过滤 采用大容量的粗过滤器，第二级过滤采用高精度过滤 器，满足伺服阀对油液污染的要求。同时 ，为了延长 主油路过滤器的使用寿命 ，控制油箱污染程度，在加 热散热回路 中，又设置两级过滤，过滤器设置同主油 路。 3 输出压力调节和稳定 伺服阀属于高精度的精密液压元件 ，对压力稳定 性要求较高 ，为此 ，测试系统除了采用缓冲瓶和蓄能 器吸收压力脉动以外 ，采用两级调压机制，进一步提 高系统压力稳定性。第一级调压采用闭环控制的比例 溢流阀调节压力，具有压力稳定性好、压力漂移小的 特点。为了进一步提高压力稳定性 ，在 比例溢流阀 后 ，设置 了闭环控制 的比例减压 阀。减 压阀的输出压 力不受入油 口压力脉动的影响，采用闭环控制后 ，压 力的稳定精度进一步提高，完全满足了伺服阀对压力 稳定性的要求。闭环控制的比例溢流阀和比例减压阀 原理结构如 图2所示 。 图2 闭环控制比例溢流阀／ 比例减压阀原理 4 负载模 拟 伺服阀的负载采用液压模拟加载方式 ，即采用闭 环控制 的比例溢 流 阀和 比例 定差 减 压 阀模 拟提 供 负 载。伺服阀回油阻力由比例溢流阀提供。由闭环控制 的比例溢流阀模拟加载，优点是阻力载荷稳定性高， 加载 、卸载方便。伺服阀的负载由闭环控制的比例定 差减压阀模拟加载，为了实现双向模拟加载，系统设 置了方向整流油路。为了降低单向阀阻力对模拟加载 的影响，选用大通径和无开启压力的单向阀。利用比 例定差减压阀可以在伺服阀 “ A”和 “ B ”间形成稳 定压差，从而实现精确可调的模拟载荷。 5 传感器校核 为了提高系统测试精度，测试系统每次测试伺服 阀前 ，首先要对各种传感器进行校验。该液压系统选 用0 ． 4级的耐震压力表与压力传感器并联，利用 0 ． 4 级的耐震压力表来校验压力传感器 ，提高系统测试精 度 。此外 ，当 自动测试 系统测 出现 问题 时 ，利用压 力 表可继续进行测试。流量的测试采用高精度的齿轮流 量计，其校验需交专业部门进行。 2 液压 系统特点 1 系统采用闭环控制 的比例溢流阀、比例减 压阀配合工作，从而获得 了稳定性极高的输出压力， 调节方便，而且不受流量变化的影响。 2 系统采用闭环控制的比例溢流阀和比例定 差减压阀模拟提供负载，具有负载模拟精度高、调节 容易的特点 ，尤其是整个加载过程中，负载不受流量 变化的影响，维持恒定。 3 设置单独的散热 、加热、过滤 回路 ，系统 油液温度控制方便 ，保证了油液清洁度 。 4 系统采用分离式设计 测制台和泵源分离 ， 即测制台和泵源可以分别放置于不同的房间，从而改 善了操作人员的工作环境，也避免电机等大功率电气 元件对测试系统的干扰 ，提高了自动测试系统精度。 5 采用 0 ． 4级的耐震压力表与压力传感器并 联，既提高了系统测试精度 ，又可以监控 自动测试系 统运行情况 ，并在 自动测试系统出现问题时，可以紧 急使用耐震压力表继续测试。 3 结束语 该设备已于2 0 0 6年底投入使用 ，三年来的使用 情况表明该设备具有测试精度高、结构紧凑、操作 简便、功能齐全 、可靠性高等特点。使用该设备不但 可以进行静态特性测试 ，而且可以进行动态特性测 试，由计算机完成测试数据的处理 ，并计算伺服阀的 性能指标 ，消除了人工读取数据计算性能指标而造成 的随机误差 。 参考文献 【 1 】杜来林． 液压与气动技术[ M] ． 北京 北京大学出版社， 2 00 6． 【 2 】 谢建， 于海军． 电液比例控制油源的设计与特性分析 [ J ] ． 液压与气动， 2 0 0 0 4 l 01 3 ． 【 3 】李小涛， 沈燕良， 杨小森． 飞机液压附件综合试验台设计 [ J ] ． 现代制造工程， 2 0 0 6 3 9 8 9 9 ， 1 4 1 ． 【 4 】 祁功道， 蔡增杰 ， 朱武峰． 多功能液压源设计 [ J ] ． 机床 与液压， 2 0 0 4 1 2 1 0 41 0 5 ， 1 5 2 ． 【 5 】 梁利华． 液压传动与电液伺服系统[ M] ． 哈尔滨 哈尔滨 工程大学出版社， 2 0 0 5 ． 【 6 】谭尹耕． 液压实验设备与测试技术[ M] ． 北京 北京理工 大学出版社， 1 9 9 6 ． 【 7 】陈奎生． 高精度电液伺服阀特性测试系统[ J ] ． 工程机 械， 1 9 9 7 ， 2 8 9 2 62 8 ． 【 8 】李福 尚， 张继木， 郑广 良， 等．电液伺服阀的内泄漏特 性及故障在线分析实例[ J ] ．山东电力技术， 2 0 0 6 2 2 0～2 1 ． 2 9 ．