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应用气动量仪检测液压控制阀的对中性
 
慧聪网   2005年12月8日8时14分   信息来源:湖南农业大学工程技术学院    

    论文摘要:提出了使用气动量仪检测液压控制阀对中性的新方法。此方法对于产品定型的型式试验和产品批量生产的在线质量抽检都是一种快捷、实用的检测方法。

    液压控制阀的对中性直接影响到阀的静态特性和动态特性。例如:三位换向阀的复位对中性的好坏会影响阀的中位泄漏量大小;国产流量控制阀中的L型节流阀及Q型调速阀的结构对中性好坏影响到泄漏量的变化,从而使其静态特性变化;电液伺服阀的对中性的好坏影响到压力增益及零偏等。因此在液压控制阀的型式试验及出厂试验中,对中性能列为试验项目中的试验内容。用液压方法检测对中性能费时、费力、能耗大、同时由于液流流经微小缝隙时的“堵塞”现象造成检测不准确。

    应用流量式(浮标式)气动量仪检测时,由于是瞬态测量,所以快捷省力;它的倍率大,检测时又无“堵塞”现象,因此检测准确;它检测时用的气压低,耗时少,能耗小。

    流量式气动量仪实际上是一个浮标式流量计。压力恒定的压缩空气经节流孔流入流量计的锥形玻璃管,气流将浮标托起至一定高度后,沿浮标周围环形缝隙流向喷嘴,然后从测量间隙逸入大气。如将气动量仪的测头或测量装置去掉,则通过浮标周围环形缝隙的气流直接向液压控制阀的密封间隙喷气,那么随密封间隙不同,通过密封区的气流量(泄漏量)不同,浮标的指示高度也不同[2]。而对中性的好坏,会影响到泄漏量的变化,因此气动量仪中的浮标位置就会随之变化。

    1 应用气动量仪检测三位滑阀的复位对中性

   检测原理如图1。气动量仪的两个管子以同一基准校准。将回油口E,F堵死,控制油口A、B分别接气动量仪的a、b管,从进油口C排气。如果气动量仪两管浮标高度基本一致,则说明气流通过滑阀中间台肩的密封带m、n的泄漏气量基本一致,这表明滑阀的复位对中性好,其中位总泄漏量也应是最小的。如果两浮标高低不一致,则高者表明密封带的泄漏量大,低的泄漏量小,其复位对中性不好,阀处于中位的总泄漏量增大。气动量仪浮标指示高度如何换算成滑阀液体泄漏量可见参考文献[3]

控制阀图

图1 应用气动量仪检测三位滑阀对中性原理
1.气泵 2.分水滤气器 3.减压阀4.截止阀 5.压力表
6. QFP-5-5流量式气动量仪 7. 35D-10B试件

    这里应指出的是:气动量仪浮标位置的高低是表示密封带的“综合”间隙的大小,它与密封带的密封长度及密封间隙大小、与台肩和沉割槽控制棱边的锐边程度及台肩和阀孔的加工精度等因素有关。因此这里的对中性并非单指中位负开口的遮盖量大小是否对称,而是以泄漏量是否一致来衡量的。如果加工精度高,则一般遮盖量应基本对称。如果对中性不好,在试验时采用了使阀芯轴向移动以改变其遮盖量的试验方法。在结构上可用改变复位弹簧的长度来解决。其试验数据如表1。

    在移动后测试阀的中位泄漏量表明:5号阀泄漏量减少明显,比移动前减少约3.5mL/min。其余1号、2号、3号也减少1~2mL/min。对于电液伺服阀选用的试件是FM-31型,阀处于中位时要求每个阀口接近零开口。可同样用图1的测量方法来进行检测,然后可按测量结果进行阀芯台肩的配磨做到接近零开口,试验情况可见参考文献[4]

    2 应用气动量仪检测节流阀结构设计的对中性

表1 三位换向滑阀对中性检测数据

项目试件编号
1
2
3
4
5
浮标所处位置(格)
a管
-7.5
-5.5
-8.5
-9.0
-9.0
b管
-7.0
-7.0
-7.5
-9.0
-4.0
阀芯轴向
移动量(mm)
右移
0.10
右移
0.15
右移
0.20
0
右移
0.30
移动后浮标所处位置(格)
a管
-7.3
-6.4
-8.2
-9.0
-6.6
b管
-7.3
-6.4
-8.2
-9.0
-6.6

    检测原理如图2。使用双管气动量仪的一个管,校准时将a口堵死,调零位螺钉使浮标处于“0”位置。选一个泄漏量为20mL/min的节流阀按图接好,调好倍率即可。量仪的a口接节流阀进口A,气流流经m密封带经小孔E从出油口B排出,同时气流经n密封带流经三角柄F从B口排出。当手柄G关死时,如果阀芯、阀孔加工精度高,m和n又相等,则此时节流阀的内泄漏量应最小。如果由于三角槽加工不准确,或手柄关死时限位不好使m≠n,此时泄漏量会增大。即使在m=n时,也会由于加工的形状误差、装配偏心等原因使泄漏量增大。

控制阀图

图2 应用气动量仪检测节流阀结构设计的对中性原理图
1.气泵(同图1) 2. QFP-5-2流量式气动量仪3. L-10B试件

    在试验时可旋转手柄G使阀芯下移,当旋到浮标处在最低位置时,此时通过m、n两密封带的泄漏气量相等,这时的手柄位置为节流阀关死的最佳位置。离开这个最佳位置,阀芯向上或向下移动浮标都会上升,这表明泄漏量加大。在型式试验时可根据泄漏量最小时为关死位置来确定手柄限位的结构尺寸。也可在结构设计上减小沉割槽宽度或提高形位公差要求等方面进行改进,以减小关死位置的泄漏量,其试验数据如表2。

表2 节流阀结构设计的对中性检测数据

项目试件编号
1
2
3
4
5
手柄关死位置时浮标所处位置(格)
2.1
2.8
3.5
6.2
7.8
阀芯向下移动量(mm)
0.08
0.11
0.10
0.15
0.22
用试验手柄使浮标处于的最低位置(格)
1.9
2.5
3.3
5.6
6.5

    从表2数据中可看出5号阀向下移动量较大,移动后实测泄漏量较移动前泄漏量减少约2.5 mL/min。5号阀在未移动前的泄漏量为22mL/min (按JB 2144-77测试),在移动后为19.5 mL/min。对于按JB 2146-77规定的节流阀关死时内泄漏量不超过20mL/min的技术指标来说已从不合格品成为了合格品。

    国产Q型阀中其节流阀结构与L型节流阀一致,这种检测同样适用于Q型阀。

    3 结论

    ① 应用气动量仪检测液压控制阀的对中性是适用于型式试验的一种快捷、省力、省能的检测方法,对于改进结构设计参数是一种有效的试验方法;

    ② 此种方法也可作为工厂质检人员抽检产品质量(如内泄漏量)的一种有效方法;

    ③ 对于每个液压件厂来说,气动测量技术广泛应用于零件加工,因此气源和气动量仪设备齐全,将此种方法使用于在线测量的投资很少。因此有它的实用性。

 
作者:刘冀民 
 
 
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