精密衬套活门偶件性能试验测量装置的制作方法

本发明属于机械调整装置，具体涉及一种精密衬套活门偶件的活门行程与偶件流量/压力关系的测量装置。

背景技术：

航空液压机械产品调节器由控制机构、指令机构、执行机构等多个部件组成，每个机构都有一套精密衬套活门偶件，执行机构的精密偶件叫执行活门衬套组合件，指令机构的精密偶件叫指令活门衬套组合件，执行机构的精密偶件叫执行活门衬套组合件，不同功能的精密偶件均是通过一定压力下的活门行程与偶件测量点流量的关系或一定流量下的活门行程与偶件检测点压力的关系来实现的，也就是说，只有当活门行程与流量/压力关系满足一定条件，调节器才能实现调节控制---发出指令—执行指令内容的功能。

如果调节器装配前每个机构的精密偶件不经过活门行程与流量/压力的测试，则调节器在试验台上的技术指标会出现问题，调节器高低压反馈角度值不合格及给定转速下的燃油流量不稳定。逐级分解调节器，逐级排故，增加排故难度，影响产品交付周期。

目前对各个部件检验的方法是：各个部件组装后随整台产品进行可靠性强化试验，根据试验情况，分析部件存在的问题，拆分排故，再组装试验，直到试验合格为止。

被检验的部件包括精密衬套活门偶件，精密衬套活门偶件包括活门和套接在活门上的衬套，对精密衬套活门偶件进行性能试验时，衬套上套接有壳体，衬套上至少开设有2个径向孔，壳体上开设有至少两个孔，这些孔均与衬套上的径向孔连通，壳体上的孔，至少有一个孔为进油口、一个孔为出油口。

如果衬套与壳体孔过盈配合，则精密偶件的性能试验安排在壳体组件中进行，即衬套压入壳体后，连同壳体一起做性能试验；如果衬套与壳体孔通过在衬套上安装密封圈，然后再安装到壳体孔内，使用密封圈把进油口与出油口分隔出来，则此时，可用使用工装代替壳体，在精密偶件中即可进行性能试验。

精密衬套活门偶件的特点：衬套与活门的配合间隙0.006～0.01mm,衬套内孔圆柱度0.002MM，活门外园的圆柱度0.002MM，衬套外园上至少在两个截面上有径向孔或型孔，衬套的径向孔至少有一处进油，一处出油，衬套内孔保持光洁锐边；活门外园上有环槽，环槽的台肩保持光洁锐边，衬套的进油孔与出油口分别与活门的外环槽相对应，偶件流量与压力的检测点通常要求活门的台肩与衬套的径向孔壁或型孔边缘保持一定的遮蔽量或间隙，衬套与壳体内孔过盈配合，过盈量0.04～0.06mm,壳体与衬套的进出油孔及衬套与活门流量/压力检测点的对应位置开设窗口。

在检验过程中，由于精密衬套活门偶件和其他被检验部件都是组装后随整台产品进行试验检测的，安装各个被检验部件时，需要花费大量时间，而如果精密衬套活门偶件液压性能不合格，又需要花费大量的时间进行拆分排故。精密衬套活门偶件液压性能试验一般指活门在衬套中的移动行程与指定点的压力值建立的关系曲线，或活门在衬套中的移动行程与指定点流量的关系曲线。

因此，现有的精密衬套活门偶件液压性能的检验费时费力。

技术实现要素：

为了提高精密衬套活门偶件液压性能的排故效率，本发明提供了一种精密衬套活门偶件性能试验测量装置。

本发明的技术方案如下：

精密衬套活门偶件性能试验测量装置，包括调整钉、行程测量仪和活塞调整件；调整钉包括钉帽和与钉帽固连的调整钉本体，调整钉本体为杆状；行程测量仪包括测量杆；活塞调整件活塞座和活塞座支撑件，弹簧座设置在活塞座支撑件上，所述弹簧座和活塞座通过弹簧连接；

所述精密衬套活门偶件包括活门和套接在活门上的衬套，所述衬套上套接有壳体；衬套上至少开设有2个径向孔，壳体上开设有至少两个孔，壳体上的孔均与衬套上的径向孔连通；壳体上的孔，至少有一个孔为进油口、一个孔为出油口；

所述活塞座支撑件用于连接所述壳体的右端；活塞座的右侧为所述弹簧，左侧与所述活门的右端相连；当调整钉推动活门移动时，为了使活门在任意位置停留，必须给活门施加一个反向力，调整钉的推力与活塞调整件形成的弹力，就是一对作用力和反作用力，这样活门可以在其行程范围内任意停止。

调整钉的钉帽与行程测量仪的测量杆接触；

调整钉朝向所述壳体的左端，当旋转钉帽时，调整钉能够向右移动、并推动活门向右运动(即活塞调整件方向)，当活门运动到极限时，行程测量仪的测量杆处于压缩状态；壳体的进油口和出油口分别连有管路；当测量精密衬套活门偶件的活门行程与偶件流量关系时，

进油口的管路上设有压力表，

出油口的管路上设有流量计；

当测量精密衬套活门偶件的活门行程与偶件压力关系时，

进油口的管路上设有压力表和节流嘴、或者设有压力表和流量计；，

出油口的管路上设有压力表。

压力表及管路安装在试验设备上，节流嘴安装在管路上，根据测试流量的大小，流量计可以使用试验设备上的涡轮流量计，也可以使用量杯加秒表计时测量。

上述调整钉本体横向固定在一支架上，支架上设有一横向孔，调整钉本体穿过所述横向孔，并与横向孔螺纹连接。

上述行程测量仪是百分表或千分表；所述测量杆和调整钉的中心轴线、均与被检精密衬套活门偶件的活门的中心轴线重合。百分表或千分表的测量杆长短可更换。

上述壳体、百分表和固定调整钉的支架均固定在同一底板上。

上述行程测量仪通过固定架固定在底板上，固定架为柱状，固定架上开设有槽，行程测量仪的测量杆上套接有套筒，套筒固定在所述槽内。

上述槽的一个槽壁上开设有螺纹孔，螺纹孔内安装有螺钉，顶紧测量杆上的套筒，起到固定行程测量仪的作用；所述调整钉上还套接有锁紧螺母。

松动固定行程测量仪的螺钉，可以调整行程测量仪的位置及测量杆的压缩量，拧紧螺钉固定行程测量仪，同时固定测量杆的压缩量。

上述调整钉上还套接有锁紧螺母二。

当衬套和活门的长度小于壳体的长度时，活门的左端与壳体的左端存在距离，活门左端的壳体内设有导套，导套内安装有顶销，顶销的中心轴线与所述活门的中心轴线重合。该方案起延长调整钉的作用，如精密偶件的长度与壳体孔的长度相等时，则可以不设导套与顶销。当调整钉向活门靠近时，调整钉的推力通过顶销传递给活门，停止调整，弹簧的弹力与活门的推力相互抵消，活门停止移动；当调整钉远离活门时，弹簧的弹力推动活门，活门推动顶销，顶销止靠至调整钉，活门停止移动。

上述底板上设有用于压紧壳体的压紧件。

上述压紧件包括螺栓、压板和支撑杆，压板设置在所述壳体上，用于压紧所述壳体，螺栓和支撑杆分别穿过压板，

螺栓的螺纹段穿过压板、并与底板螺纹连接；

支撑杆的底端顶在所述底板上，支撑杆的上段为螺纹段，支撑杆的上段穿过压板，支撑杆的螺纹段套接有支撑螺母，所述支撑螺母位于压板下方。

上述底板的底部设有支撑腿。

本发明的优点：

1、利用本发明，能够完成航空液压系统部件的性能试验，建立某种供油方式下精密衬套活门偶件在一定流量下的活门行程与检测点压力的关系曲线及一定压力下活门行程与检测点流量的关系曲线，能够快速的检测出精密衬套活门偶件是否合格，若不合格，可以根据曲线，分析判断出来不合格的原因及需要修理的部位，进行相应的补充加工，直至曲线关系合格，才能装配成台调节器，这样既降低整台产品性能调试难度，又能保证产品的交付周期，提高航空产品的可靠性。

2、将经过本发明检测合格的精密衬套活门偶件与其他检验的部件组装成的航空液压系统加力调节器，不仅能够降低整台产品性能调试的难度，而且有利于提高产品质量；在检验过程中，只需要解决各部件之间的协调问题，大大降低了调节器的排故难度，缩短产品生产周期。

附图说明

图1是精密衬套活门偶件的试验结构示意图；

图2是本发明的试验装置设计总图；

图3是本发明试验装置压紧结构图；

图4是利用本发明检测精密衬套活门偶件的行程与压力关系液压性能试验示意图。

附图标记：

1-帽盖，2-弹簧座，3-弹簧，4-活塞座，5-活门，6-衬套，7-壳体，8-调整钉，9-行程测量仪，31-第一接口，33-第二接口，34-第三接口，35-第四接口，10-螺钉，11-固定架(用于固定行程测量仪)，12-底板，13-支撑腿，14-锁紧螺钉，15-支架(用于固定调整钉)，16-导套，17-顶销，18-定位销，19-压块，20-压板，21-螺栓，22-螺栓的头部，23-支撑螺母，24-支撑杆，41-压紧器，42-密封圈，43-挡板，44-第一压力表，45-千分表46-第二压力表，47-第三压力表，48-节流嘴。

具体实施方式

根据液压性能试验的要求在被检精密衬套活门偶件(以下简称被检偶件)进口输入一定压力液压油，调整活门零点，即活门在此点必须满足试验大纲中规定的初始位置要求使被测点的压差满足一恒定值，此时移动活门，观察并记录被测点的流量变化，建立活门行程与流量变化的关系曲线；或液压试验大纲规定当活门相对衬套在某个位置时，此点为零位，在进油口管路安装节流嘴按试验要求通入一定压力的液压油(即定流量进油)，随着活门的移动，记录被测点的压力值，建立活门行程与压力关系曲线。

以试验内容为活门行程与被测点流量的对应关系为例，说明本发明的内容，其试验装置设计总图见图2：

①领取：领取壳体7、衬套6、活门5，

②检测：检测壳体孔的实际孔径值，开出加工衬套外圆的尺寸单，保证壳体与衬套的过盈0.04～0.06；

③磨外圆：按尺寸单磨衬套外径，保证与壳体孔的过盈0.04～0.06；

④压套：将衬套放到液氮中冷却至不冒泡为止，壳体放到加温箱中加热至150°～180°，然后迅速把衬套放入壳体中，在空气中恢复至常温；

⑤研内孔：研磨压入壳体中的衬套内孔，研磨后立即安排热浸泡、超声波清洗、单孔冲洗将壳体冲洗干净；

⑥检测：实测衬套内孔实际尺寸，并开出加工活门外圆的尺寸单，保证衬套与活门间隙0.006～0.01；

⑦磨外圆：按尺寸单磨活门外圆，保证与衬套内孔的间隙0.006～0.01；

⑧装配：按图2将帽盖1、弹簧座2、弹簧3、活塞座4、活门5、衬套6、壳体7装配；对应图1中的接口31、33、34、35，在图2中通过壳体的四个接口已标出。图1中的壳体上有4个孔，即为4个接口，分别为第一接口31、第二接口33、第三接口34和第四接口35。

⑨液压性能试验：

试验条件：试验介质为3号喷气燃油，第一接口31、第三接口34分别为供油和回油接口，第二接口33、第四接口35分别为流量检测点；燃油供油压力为(5±0.1)MPa，活门每移动一个行程，分别测量第二接口33和第四接口3接口5的流量。

每个接口检测点的供油和回油分三种情况：

供油方式：a第一接口31通进油，第三接口34通回油；b第三接口34通进油，第一接口31通回油；c第一接口31、第三接口34均通进油，活门行程分别为9.5mm，10mm，10.5mm，活门行程的测量精度要求0.1mm。

试验内容：活门5止靠在衬套6上时，此时活门为零位，用调整钉8移动活门，当活门行程为9.5mm、10mm、10.5mm时，分别测量第二接口33及第四接口35的流量值。

零位调整：将装配好的被检偶件以一面两销的定位方式安装在底板上，并用压紧件压紧装载被检偶件的壳体，因为活门行程的测量精度要求0.1mm，故选用百分表计量活门的行程，如图2，由于弹簧3的作用，当调整钉8远离活门时，活门自然止靠衬套，首先要测量活门最大行程，其次反复测试零位的稳定性。移动调整钉8使其与顶销贴合，感觉旋进过程作用反向力时，停止移动调整钉8，此时顶销与活门左端面贴合，活门在弹簧3的作用下仍然止靠在衬套端面上，百分表指针转一圈为1mm，调整百分表头在调整钉上压缩15圈即15mm，，用螺钉固定百分表，继续旋进调整钉8，推动活门向右移动，直至弹簧完全压缩，调整钉8不能移动，记录百分表指针旋转的圈数，一圈就是1mm，测出活门总的行程，总行程的距离应大于试验要求的活门最大行程10.5mm，否则活门可能出现卡滞，向左退出调整钉8，直至脱离顶销左端面，一次调整完成。重复一次调整，此次百分表头在调整钉上压缩量为第一次调整实测的活门总行程，调整百分表压缩圈数时最好先将百分表清零，便于计数。继续向右旋进调整钉8，直至不能移动，此时百分表的表针应指向零，向左退出调整钉8直至感觉作用在调整钉的反向力消失时，百分表指针旋转的圈数应为活门总行程，此时表明活门移动灵活，弹簧无卡滞，自然状态下，活门止靠衬套稳定。活门总行程确定后，继续旋进调整钉8推动顶销向右移动，感觉旋进过程作用反向力时，停止移动调整钉8，此时顶销与活门左端面贴合，活门在弹簧3的作用下止靠在衬套端面上，建立活门行程的零位。

流量测试：活门零位确定后，按照供油方式a,第一接口31通进(5±0.1)MPa的燃油，第三接口34接回油，为便于观察活门行程，在活门零位时，将百分表测量杆压缩11圈后表盘指针清“0”，向右旋进调整钉8，当百分表指针转9.5圈，表示活门行程9.5mm，停止移动调整钉8，在流量测量点第二接口33和第四接口35分别放置量杯，同时按下秒表，记录一分钟的流量值；继续向右旋进调整钉0.5圈，活门行程为10mm，再次记录第二接口33及第四接口35的流量值；再继续右旋进调整钉0.5圈，活门行程为10.5mm，记录第二接口33及第四接口35的流量值，此时供油方式a下的活门行程与流量的关系曲线建立完成。如此，改变供油方式，可完成不同供油方式下的活门行程与被检偶件流量的关系曲线。

图3为本发明的压紧结构示意图，将壳体7以两个定位销18为基准安装在底板12上，为了防止压伤壳体，在壳体表面放置压块19，依靠压紧件压紧装载被检精密衬套活门偶件的壳体，压紧件的结构及压紧件与被检精密衬套活门偶件之间的结构关系具体为：压紧件包括螺栓21、压板20和支撑杆24，压板设置在所述壳体上，用于压紧所述壳体，螺栓和支撑杆分别穿过压板；螺栓的螺纹段穿过压板、并与底板螺纹连接；支撑杆的底端顶在底板12上(也可固定在底板上)，支撑杆的上段为螺纹段，支撑杆的上段穿过压板，支撑杆的螺纹段套接有支撑螺母，所述支撑螺母位于压板下方，起到支撑压板作用，压板的支撑点要稍高于压紧点，这样才能压紧零件，所述支撑杆与支撑螺母可以用与底板支撑点到压板支撑点之间距离的等高块代替。

将装载被检精密衬套活门偶件的壳体压紧后，向右移动调整钉8，调整钉8推动顶销17，顶销推动活门5，活门使件弹簧3压缩，为了使顶销能够沿着活门的轴线方向移动，可以将顶销套在导套16内，导套16与壳体的配合间隙0.008～0.02mm，顶销与导套配合间隙0.008～0.02mm。移动调整钉8，感觉到有反向力作用时，拧紧锁紧螺母14，此时调整百分表9的压缩量，然后用螺钉10锁紧百分表9的套筒。第一次调整百分表的压缩量要大于试验要求活门的最大行程，以便测出活门的最大行程，第二次调整百分表的压缩量按活门的最大行程调整，反复调整直到活门的最大行程值和活门止靠衬套的零位值稳定后开始接通供油压力，测量杆可以在套筒中伸缩，观察百分表9小指针转到9.5，锁紧件14，按下秒表，同时在两处流量测量点放置量杯，测出实际流量值。如果流量不合格，首先检测衬套与壳体孔之见是否存在泄漏，泄漏则更换衬套，不泄露，检测活门与衬套径向孔的遮蔽量，更换活门，直至试验合格；如果要求的流量值足够大，则可在流量检测点设计管路连接试验台，通过液压元件试验台上的涡轮流量计记录流量值；支撑腿13将底板12支撑起来，便于使用量杯测流量。最好要使测量杆和调整钉的中心轴线、均与被检精密衬套活门偶件的活门的中心轴线重合，否则移动调整钉8时活门5易卡滞。根据活门行程的精度，百分表9可以替换为千分表，调整钉8的螺纹可以是粗牙、细牙、特细牙。

其中，对于百分表，长指针转一圈为1MM，小指针记录长指针转的圈数；对于千分表，长指针转一圈为0.1MM，小指针记录长指针转的圈数。

图4是利用本发明测量精密衬套活门偶件的行程与压力关系液压性能试验示意图，进油管路安装节流嘴48，进口燃油压力P进＝(1.96±0.02)MPa，控制调整钉8移动活门5，使第一压力表44、第二压力表46的读数相等(活门零位)，千分表45盘清零，活门处于零位时要求T面的漏油量不大于23cm³/min，不合格修研挡板T面，控制调整钉8向左移动活门5，每个0.05录取第一压力表44、第二压力表46的压力值，左移至0.2止，控制调整钉8使活门5回零位，再向反方向移至0.2，建立行程与压力特性曲线。