伺服阀叠合量液动配磨测量台的研制

　　1 前言

　　在电液伺服阀的制造过程中,阀芯、阀套叠合量的配磨是伺服阀制造工艺中的关键工序。所谓叠合量是指对于滑阀偶件当阀芯位于阀套的中间位置时,阀芯台肩的4条工作棱边和阀套相应的方孔的工作边的轴向配合尺寸(图1中的La-Ld)。它主要影响电液伺服阀的零位特性,如滞环、零位泄漏等。阀芯、阀套的加工采用偶件配磨的方式进行,即/测量-磨削0反复的过程,每次的磨削量是以测量结果来保证的,所以叠合量的测量直接关系到伺服阀配磨的好坏。由于叠合量的设计要求一般都在1~2Lm,轴向各个方孔窗口距离这样大的尺度上达到这么高的测量精度,很难实现绝对法测量。即使进行直接测量,其测点也不可能落在阀口工作棱边上,而且阀口棱边处还存在有塌边圆角以及径向间隙等诸多非理想因素的影响,所以叠合量的测量最好采用间接的方法进行测量。目前,国内主要伺服阀生产厂家大多是采用的气动法进行测量,使用的测量介质是压缩空气。由于气体无粘性、对泄漏敏感,因此滑阀副的径向间隙、阀口圆角塌边等缺陷对叠合量的测量结果影响较大。而液动法使用的测量介质与伺服阀实际工作时使用的介质相同,所以更能反映滑阀副叠合量的真实情况。张建锋等曾经对伺服阀液动测量测量技术做过研究[1],采用的是压力式的测量模型,系统中人为地增加了节流孔,节流孔孔径容易受油温的影响,对测量压力影响较大。为了解决实际生产中的困难,我们研制出了一台微机控制叠合量液动配磨测量台,采用航空液压油作为测量介质,使用流量法间接测量叠合量。

　　2 流量式液动配磨测量原理及叠合量的计算

　　2.1 流量式液动配磨测量原理

　　叠合量液动配磨是以航空液压油为工作介质,通过电磁球阀切换各测量各个回路,分别给阀套上4个工作窗口通以液压油,同时通过步进电机移动阀芯,这样分别找出阀芯各工作棱边与阀套上对应的工作窗口的开口量在输出流量与阀芯位置方面的相对关系。

　　阀芯各工作棱边与阀套上对应的工作窗口可以看作是一个节流小孔,按薄壁小孔的流量公式,其出流流量与开口量的关系可以用公式1表征:

　　式中Q--阀口流量

　　Cd--流量系数

--阀口前后压差

　　Q--油液密度

　　w--阀套工作窗口宽度

　　x--阀芯位移量

　　从公式1中可以看出,在流动介质确定的情况下,Q与x的关系取决于Cd、w与。在一定条件下流量系数Cd可以看作常数。合格的阀套的工作窗口加工精度很高,其宽度w也可看作常数。阀口前后压差在经过稳压后在测量范围内变化很小,而且在软件中给予了补偿,故也为常数。所以公式1可以改写为: