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插装阀在液压试验技术中的应用

2014/11/13 17:25:44  来源:计测网通讯员 
字号: 13号字 16号字

    摘 要:插装阀可作为液压试验系统油路通断的控制单元,也可作为液压试验系统中的流量阶跃信号发生装置。该文给出了插装阀在液压试验回路中的两个应用实例。

    1 二通插装阀功能简介

    二通插装阀作为一种新型的液压控制元件,经过与其先导电磁换向阀的适当组合,可实现液压系统中的方向、压力和流量控制功能,也可按需要将基本的方向、压力和流量控制单元组合成复合控制回路。用插装阀构成的液压系统具有通流量大、密封性好、结构简单紧凑、体积和重量小的优点,在高压大流量系统中已获得广泛应用。

    2 二通插装阀控制液压CAT系统油路的通断

    以电液伺服阀静态特性试验系统为例。《GB/T15623—1995电液伺服阀试验方法》规定的试验回路如图1a所示,它采用5个截止阀的不同通断组合,分别构成电液伺服阀的流量特性、压力特性、泄漏特性的测试油路。实际系统如果采用截止阀实现上述功能,则存在试验台油路占用空间大、手动切换烦琐,对高压大流量测试系统的操作力过大的问题,且测试过程无自动化可言。为此,有单位设计了专用的电磁滑阀完成电液伺服阀的静态特性测试,如图1b所示。

   但该阀仍为滑阀结构,需要设计特殊的密封结构,且长时间使用后密封性不易保证,不适应大流量测试。由于是专用结构,制造成本高。采用控制油路通功能的二通插装阀代替截止阀,可较好地解决上述问题,并可方便地适应高压大流量的测试,其电液伺服阀静态试验油路如图1c所示。

    该系统采用PLC编程控制插装阀的先导阀,可提高测试过程中的自动化程度。这种控制油路通断的插装阀阀芯采用面积比为2∶1的结构。

   3 二通插装阀构成液压CAT系统的流量阶跃信号发生装置

    以二通阀(压力阀、比例压力阀)的流量阶跃特性测试系统为例。标准(GB 8105—87《压力控制阀试验方法》)规定这类阀的动态特性包括:给定信号阶跃响应特性、流量阶跃响应特性、频率响应特性。在测量流量阶跃响应特性时,采用图2a中的快速切换阀作为流量阶跃信号的发生装置。

    理论分析表明,流量阶跃信号的质量受压力梯度的影响。对图2a而言,影响压力梯度的因素有:泵的流量及其容积效率、快速切断阀的通断速度和泵出口至被试阀之间油液体积的大小都影响着压力梯度。从体积模数来看,管道和油液中的空气含量和管道变形也对压力梯度有较大影响。在结构已定的情况下,泵的容积效率、受控容腔大小、管道的弹性模数是一定的,为确保动态试验系统的压力梯度符合要求,关键在于选择阀口通断速度快的快速切换阀。

    如果快速切换阀采用滑阀结构,阀芯和阀套间的密封间隙、有限的电磁铁推力和较大的阀芯行程都会限制压力梯度的提高。

    如果快速切换阀采用插装阀结构,由于锥阀的密封性比滑阀好,加大锥阀上腔的控制压力和流量,即可加快锥阀芯的运动速度,从而有利于提高压力梯度(高压大流量测试尤其如此),如图2b所示。

    4 结论

    插装阀单元应用在液压CAT系统,可简化系统结构,提高试验过程的自动化程度。它在液压CAT中的应用还可作进一步探索。

    参考文献:

    [1] GB/T8105—1987,压力控制阀试验方法[S]·

    [2] GB/T15623—1995,电液伺服阀试验方法[S]·

    作者:许益民  刘汉桥  张 多  罗征国

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