高压大流量电液比例阀性能测试系统研制

　　1　引言

　　电液比例阀与普通控制阀相比,具有较好的静态性能和动态性能;与伺服阀相比,具有价格低、工作可靠、维护简单等优点,被广泛地应用在液压控制系统中。电液比例阀是液压系统的关键元件,其性能直接影响系统的品质,必须对其性能进行测试。目前,对于比例阀性能测试,大部分研究集中在中低压、小流量比例阀的检测上,不适于高压、大流量比例阀的性能检测。因此,结合某型号装备用高压大流量比例阀,研制了电液比例阀性能测试系统,采用计算机辅助控制和数据采集与处理,完成比例流量阀、比例压力阀和比例方向阀规定的各项性能测试,实现测试系统测控一体化。

　　2　测试系统组成

　　测试系统主要由液压系统(包括动力装置、液压泵、参数调节装置)、计算机监控和自动测试系统等部分组成。

　　2. 1　液压系统

　　根据试验规范要求,比例阀的性能测试包括静态和动态特性,测试系统要求试验压力为31. 5 MPa,流量为300 L/min,液压系统的压力和流量可调,设计压力≮35MPa,流量≮400 L/min,本测试系统除了满足高压大流量比例阀的性能测试外,还应满足常规阀的测试要求。为了简化系统结构、便于维护,参照GB8104/05/06—87,按照比例阀的功能设计比例流量阀、比例方向阀和比例压力阀测试回路,采用3台定量柱塞泵作为主泵、1台小流量柱塞定量泵作为辅助泵,构成测试系统的液压源。

　　液压系统是能够提供符合要求的压力值、流量值的清洁液压油的系统,其性能和适应性直接关系到测试系统的质量和范围,测试系统的液压源原理如图1所示。液压源主要由主泵、辅助泵、电磁溢流阀、系统压力调节阀7、系统流量调节阀8、回油压力调节阀11、油箱、油虑和冷却系统等部分组成。3台主泵并联在进油路中,根据测试需求, 3台主泵可以分别或同时工作,辅助泵用于高压小流量的项目测试,主泵和辅助泵的运行由下位机PLC控制。阀7调节系统进口压力,阀11调节系统出口压力,阀8调节系统的流量。

　　在进行测试时,系统的压力和流量可以手动也可以由上位机自动调节;自动测试时,由上位机给出比例阀的控制信号,完成自动测试过程。系统中设置有液位报警系统和温度控制的自动冷却系统;比例流量阀、压力阀和方向阀的测试台分别设置有集油箱,液位传感器监控回收泵的工作;主要油口设置开关到位指示控制,保证测试系统的安全。主回路和测试回路归纳起来有如下特点:①采用组合式泵供油与单泵相比,提高系统柔性,增加系统的“冗余”,避免大排量泵工作在小排量的工况,节约能源;②系统参数采用比例控制技术,便于实现测试自动化和系统参数的精确调整;③油温自动控制系统可以保证试验条件的准确性;④基于计算机控制的报警系统有效保护测试系统的关键部件;⑤为了使系统具有兼容性,保证测试结果的精度,测试系统的流量计设置精密和一般两种类型。