一种电液伺服阀叠合量测量装置及其测量方法
【专利摘要】本发明涉及一种电液伺服阀叠合量气动测量装置及方法。本装置及系统对电液伺服阀的进油腔或回油腔提供稳定的气压，驱动阀芯缓慢及微量的移动，采集阀芯运动过程中气体流量、阀芯位移数据，并进一步计算出电液伺服阀各工作边的叠合量。本装置及系统主要包括：电动平移台、接触式位移传感器、流量控制器、配气座、气动滑台、气爪、气路系统等。电动平移台带动阀芯做缓慢及微量移动；气动平移台实现工艺壳体的压紧、阀芯的夹紧、位移传感器与气爪的接触；流量控制器测量并控制气体流量。本发明能模拟电液伺服阀工作时流量变化情况，提供一种电液伺服阀叠合量气动测量装置，测量精度高、重复性好、自动化程度高、操作简单方便。
【专利说明】
一种电液伺服阀叠合量测量装置及其测量方法
技术领域
[0001]本发明属于电液伺服阀技术领域，更具体地，涉及一种电液伺服阀叠合量测量装置及其测量方法。
【背景技术】
[0002]电液伺服阀在航空、船舶等领域得到了非常广泛的应用。其工艺制造精度要求高、难度大，其中电液伺服阀叠合量的测量更是工艺制造过程的难点。电液伺服阀的叠合量是指阀芯位于阀套中位时，阀芯凸台的工作棱边与阀套型孔的轴向配合尺寸。电液伺服阀叠合量一般要求为3?5μπι，重复测量精度要求在±0.5μπι以内，现有测量方法很难达到此精度要求。现有测量方法操作主要还是以人工操作为主，测量重复性和可靠性难以得到保证，操作不便，对工人技能要求高，测量效率较低。
【发明内容】
[0003]针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种电液伺服阀叠合量气动测量装置，其测量精度、重复性、可靠性满足要求，测量过程自动化程度高，对工人技能要求低，测量效率高。
[0004]为实现上述目的，本发明的技术方案是:一种电液伺服阀叠合量气动测量装置。其中，阀体和配气座之间不用螺栓紧固连接，而是通过气动滑台给气压紧，阀体和配气座之间由销来定位；阀芯的定位由气动滑台和左右两个气爪实现，气动滑台给气后，气爪将阀芯夹紧；阀芯的微量位移进给由电动平移台控制，电动平移台左右微量移动带动气动滑台、气爪移动，而测试时左右气爪将阀芯夹紧，从而带动阀芯微量移动;独立测量两个阀体进气孔的流量一位移曲线，配气座两路进气口相互独立且分别与阀体两路进气孔相通，每一路进气孔的流量分别由一个流量控制器测量;位移传感器与右边气爪的接触由气动滑台控制，气动滑台给气，位移传感器被推到前位与气爪接触;反之，位移传感器脱离气爪;流量控制器带有流量控制功能，防止流量超过流量控制器的量程，同时将控制阀的开度变化反馈到控制系统中参与阀芯位移的过程控制；电液伺服阀测量气压可调节，通过调压阀和电磁阀组合实现进气压力的有级调节。
[0005]本发明的有益效果是:本发明能模拟电液伺服阀工作时流量变化情况，提供一种电液伺服阀叠合量气动测量装置及系统，测量精度高、重复性好、自动化程度高、操作简单方便。
【附图说明】
[0006]图1为本发明装置结构示意图；
[0007]图2为配气座结构图；
[0008]图3为气路系统原理图；
[0009]图4为实验测得的流量-位移曲线图；
[0010]在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中:
[0011]1-底板;2-配气座固定板;3-电动平移台固定立板;4-气动滑台固定横梁;5-配气座;6-电动平移台；7-转接板;8-气动滑台；9-左气爪；10-电液伺服阀；11-气动滑台底座；12-气动滑台；13-气动滑台；14-位移传感器固定架；15-位移传感器；16-流量控制器I; 17-流量控制器2; 18-右气爪。
【具体实施方式】
[0012]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0013]如图1所示，本发明的电液伺服阀叠合量测量装置，包括底板1、配气座固定板2、电动平移台固定立板3、气动滑台固定横梁4、配气座5、电动平移台6、转接板7、气动滑台8、左气爪9、电液伺服阀10、气动滑台底座11、气动滑台12、气动滑台13、位移传感器固定架14、位移传感器15、流量控制器16、流量控制器17、右气爪18。
[0014]电液伺服阀的阀体底面有两个进气孔与配气座顶面两个孔配合，通过压紧气动滑台13压紧，用密封圈密封。
[0015]配气座5(如附图2所示)两个进气孔分别与两个精密流量控制器(16)相连通。气体经流量控制器测量后进入配气座，然后再流入阀体，最后排入大气。
[0016]电动平移台6采用脉冲控制，精确控制微量位移。气动滑台8固定在电动平移台6上，左气爪9、右气爪18固定在气动滑台8上，左右气爪将阀芯夹紧后，就可以通过脉冲控制点动平移台移动位移量间接控制阀芯的左右微动量。
[0017]阀芯位移量由位移传感器15测得，左右气爪将阀芯夹紧后，控制位移传感器15使其顶在右气爪18上，由于此时阀芯和气爪在水平方向上位移量相同，因此测得的气爪位移量即为阀芯的位移量。
[0018]气动滑台13压紧压力可以通过调节气动滑台进气压力调节，压力调到配气座和阀体之间的密封面不出现漏气为止。
[0019]测量过程中，位移传感器15和流量计16测得的数据在某一特定时间段内会被采集到工控机中，并各自以数组的形式存储，以便后续分析处理得出叠合量数据。
[0020]如附图3所示气路系统，主要由动力气路和测量气路组成。
[0021]动力气路主要是给附图1所示中三个气动滑台提供气源，每个气动滑台有两个进/排气口，每个进/排气口的流量都有一个手动节流阀调节，从而调节气动滑台的移动速度。气动滑台的前进或后退由五通电磁阀的线圈得电或矢电来控制。
[0022]测量气路的作用是给待测阀体供气，同时测量两路进气孔的气体流量。除此之外，测量气路采用有级调节方式调节流量控制器进口压力，附图3测量气路中三个调压阀进口压力相同，出口压力分别调整到低、中、高三个压力，然后通过控制电磁阀1、三通阀电磁阀I和三通电磁阀2的线圈来控制流量控制器进口压力。
[0023]使用本发明装置测量电液伺服阀叠合量步骤如下:
[0024](I)系统上气上电后，测量开始，将阀芯装入待测阀体，待测阀体进气孔上放入密封垫后将其放置在配气座上。
[0025](2)气动滑台13给气，阀体被压紧;气动滑台8给气，阀芯被夹紧;气动滑台12给气，位移传感器15和右气爪18接触。
[0026](3)电动平移台6回到中间位置，在中间位置时，两路气孔的流量均接近流量最小值。为了回到中间位置，电动平移台首先向右微量试走，在试走过程中，气路流量可能出现以下情况:a.流量增加;b.流量减小;c.流量在流量控制器设定的最大流量值附近波动。a情况下，电动平移台停止右走，改变方向，开始向左走，待走到流量开始基本不减小或减小不明显时认为到达中间位置;b情况下，电动平移台继续右走，待走到流量开始基本不减小或减小不明显时认为到达中间位置;c情况下，气路流量之所有保持在流量控制器设定的最大值附近是因为流量控制器的控制阀在起作用，如果没有控制阀，那么流量控制器可能遭受超量程破坏。这种情况下我们可以根据控制阀的开度来判断流量是有增大的趋势还是减小的趋势，如果控制阀在开大，说明流量有减小趋势，电动平移台继续右走，如果控制阀在关小，说明流量有增大趋势，电动平移台改变运动方向。
[0027](4)电动平移台6回到中间位置后，开始向右做微量移动。显然，向右移动过程中，两个流量控制器读数都会增加，待两个流量控制器读数都大于某个设定值时电动平移台开始向左移动。于此同时，开始将位移传感器和流量控制器测得的数据采集到工控机机并以数组形式存储。
[0028](5)电动平移台向左移动时气体流量会先减小，待减到接近最小流量时会保持一段时间基本不变，后面流量又开始增加。待两个流量控制器的读数都大于某个设定值时电动平移台停止向左移动，同时停止工控机采集位移传感器和流量控制器的数据。
[0029](6)电动平移台回到中间位置，测量过程结束。
[0030](7)工控机对测得的数据进行线性化处理及计算，最后得出电液伺服阀叠合量。
[0031]本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种电液伺服阀叠合量测量装置，包括电动平移台(6)、位移传感器(15)、第一流量控制器(16)、第二流量控制器(17)、配气座(5)、第一气动滑台(8)、第二气动滑台(12)、第三气动滑台(13)、左气爪(9)、右气爪(18)、气路系统、阀体(10)、阀芯。其中: 阀体(10)和配气座(5)之间通过第三气动滑台(13)给气向下压紧，阀体和配气座之间由定位销来定位； 阀芯的定位由第一气动滑台(8)、左气爪(9)和右气爪(18)实现，第一气动滑台(8)给气后，左右气爪从两边将阀芯夹紧实现定位； 气路系统由动力气路和测量气路组成，其中动力气路负责给三个气动滑台提供动力；测量气路负责给配气座提供稳压气体，且压力可调。2.根据权利要求书I所述的电液伺服阀叠合量测量装置，其特征在于:阀芯的微量位移进给由电动平移台(6)控制，电动平移台(6)左右微量移动带动第一气动滑台(8)、左气爪(9)、右气爪(18)移动，而测试时左右气爪将阀芯夹紧，从而带动阀芯微量移动。3.根据权利要求书I或2所述的电液伺服阀叠合量测量装置，其特征在于:位移传感器(15)与右气爪(18)的自动接触过程由第二气动滑台(I 2)控制，气动滑台向前推动位移传感器到前位与右气爪接触;反之，气动滑台向后带动位移传感器脱离右气爪。4.根据权利要求书I或2所述的电液伺服阀叠合量测量装置，其特征在于:流量控制器(16、17)具有流量控制功能，可以防止被测流量超量程，同时可以将控制阀的开度变化反馈到测量系统中参与阀芯自动对中的过程控制。5.根据权利要求书I或2所述的电液伺服阀叠合量测量装置，其特征在于:能够同时独立地测量两个阀体进气孔的流量一位移曲线，配气座两路进气口相互独立且分别与阀体两路进气孔相通，每一路进气孔的流量分别由一个流量控制器(16或17)测得。6.根据权利要求书I或2所述的电液伺服阀叠合量测量装置，其特征在于，所述动力气路分成三路，分别经过调压阀、五通电磁阀、节流阀后流入三个气动滑台的进气口，通过控制五通电磁阀的得失电来控制气动滑台的前进与后退，通过调节节流阀的开度控制气动滑台移动的速度。7.根据权利要求书I或2所述的电液伺服阀叠合量测量装置，其特征在于，所述测量气路由调压阀和电磁阀组成，通过电磁阀的得失电来有级调节流量控制器的进气压力。8.根据权利要求书I至7任一项所述的电液伺服阀叠合量测量装置测量电液伺服阀叠合量的方法，其特征在于:通过流量控制器开度变化来实现电液伺服阀阀芯的自动对中。9.根据权利要求书8所述的电液伺服阀叠合量测量装置测量电液伺服阀叠合量的方法，其特征在于:阀芯的定位由第一气动滑台(8)、左气爪(9)和右气爪(18)实现，第一气动滑台(8)给气后，左右气爪从两边将阀芯夹紧实现定位。
【文档编号】G01B21/00GK105841647SQ201610166199
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月22日
【发明人】王卓, 黄川 , 申振丰, 刘小田, 肖力, 孙志刚, 江金林, 朱力敏, 罗尚勤, 倪钢
【申请人】华中科技大学, 上海航天控制技术研究所