插装阀在液压试验技术中的应用研究

　　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。