電液比例插裝閥在液壓壓機(jī)上的應(yīng)用

電液比例插裝閥在液壓壓機(jī)上的應(yīng)用

0電液比例插裝閥在其他大型壓機(jī)中的應(yīng)用隨著我國重型機(jī)械現(xiàn)代化水平的提高，對電液比例技術(shù)的要求日益提高。電液占統(tǒng)的插裝閥具有流量大、響應(yīng)快、壓壓、壽命長等特點。廣泛應(yīng)用于壓機(jī)、注塑機(jī)、壓鑄機(jī)等大型壓機(jī)中，以滿足快速、穩(wěn)定、高精度的技術(shù)要求。因此,電液比例插裝閥作為關(guān)鍵液壓元件,其性能的好壞直接影響到整個系統(tǒng)的可靠性,研發(fā)高品質(zhì)的電液比例插裝閥并進(jìn)行全面、準(zhǔn)確的試驗測試,并將其推廣到市場,對我國液壓技術(shù),甚至整個工業(yè)技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。為了全面測試山東泰豐液壓設(shè)備有限公司研發(fā)的電液比例插裝閥的各項性能指標(biāo),在已有試驗臺的基礎(chǔ)上,根據(jù)浙江大學(xué)機(jī)械電子工程控制研究所的建議,進(jìn)一步設(shè)計并搭建了瞬態(tài)高壓大流量試驗臺部分。1測試對象1.1插裝閥通流能力分析(1)流量—壓差特性:是電液比例插裝閥在實際應(yīng)用中最受關(guān)注的性能之一。反映了電液比例插裝閥的通流能力。(2)滯環(huán)特性:該特性由滯環(huán)指標(biāo)H1.2開口一定工況下的動態(tài)特性(1)流量突變時的抗干擾能力:該項目是在輸入信號一定(即被試閥的開口一定)的情況下,測試在輸入流量階躍變化時,被試閥主閥芯位移的穩(wěn)定性。(2)階躍響應(yīng)特性:該特性反映了其快速響應(yīng)能力。在本文設(shè)計的試驗臺中,對被試閥在低壓情況和高壓情況下的階躍特性均做了準(zhǔn)確的測試。2液壓試驗臺的組成為了更有針對性地完成上述測試項目,電液比例插裝閥的液壓測試試驗臺分為低壓大流量系統(tǒng)和高壓試驗系統(tǒng),其中高壓系統(tǒng)包括高壓小流量和瞬態(tài)高壓大流量二部分。2.1壓力—低壓大流量試驗系統(tǒng)該試驗系統(tǒng)主要可以進(jìn)行流量—壓差特性的試驗,液壓系統(tǒng)原理圖如圖1所示。該液壓系統(tǒng)由主回路、循環(huán)過濾回路和控制回路組成。主回路由6臺雙軸電動機(jī)驅(qū)動12臺定量齒輪泵提供油源,在工作壓力為2MPa的情況下,能夠提供3600L/min的流量。控制回路為先導(dǎo)閥提供壓力油。被試閥前和閥后均設(shè)置了壓力表和壓力傳感器,用以檢測壓力。在進(jìn)行流量—壓差特性測試時,給定被測閥一定的輸入信號,即令其主閥開口固定不變,改變泵的輸入流量,由于設(shè)置了12臺泵,所以能夠保證12組不同的流量輸入,記錄在不同流量情況下被試閥前后壓差,這樣便可以得到12組數(shù)據(jù),從而可以得到被試閥在全開情況下的流量—壓差的特性曲線。除了流量—壓差特性的測試,該試驗系統(tǒng)還能對被試閥的靜態(tài)滯環(huán)特性、抗流量干擾能力和低壓時的動態(tài)響應(yīng)特性進(jìn)行測試。2.2系統(tǒng)的動態(tài)特性該試驗系統(tǒng)主要進(jìn)行被試閥的階躍響應(yīng)試驗,液壓系統(tǒng)原理如圖2所示。該液壓系統(tǒng)主要由主回路、蓄能器組和控制回路組成。高壓小流量系統(tǒng)主回路由2臺PVG-10比例變量泵提供油源,最大穩(wěn)態(tài)流量為300L/min,最大壓力為31.5MPa。瞬態(tài)高壓大流量由4個容積為100L的氣囊式蓄能器串聯(lián)而成,能提供瞬態(tài)的高壓大流量,功耗低,又能驗證被試閥的動態(tài)性能?？刂苹芈窞橄葘?dǎo)閥提供壓力油。在進(jìn)行階躍響應(yīng)特性測試時,首先對閥輸入信號為關(guān)閉,比例變量泵開啟向蓄能器充液,當(dāng)蓄能器充滿液,壓力達(dá)到設(shè)定值后,給被試閥以階躍信號,這時蓄能器和比例變量泵一起向被試閥供液。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄被試閥前后壓力變化和閥芯位移情況,可以得到主閥芯的階躍響應(yīng)曲線。在不使用蓄能器組的情況下,該試驗系統(tǒng)還可以進(jìn)行高壓小流量情況下的動態(tài)響應(yīng)特性測試,并且可以對小流量范圍內(nèi)的流量—壓差特性進(jìn)行補(bǔ)充試驗。2.3usb數(shù)據(jù)采集卡介紹該試驗系統(tǒng)的測試系統(tǒng)框圖如圖3所示,主要由測試試驗臺、傳感器、控制放大板、數(shù)據(jù)采集與顯示四個部分組成。傳感器包括兩個位移傳感器和兩個壓力傳感器,控制放大板是測試系統(tǒng)的控制單元,主要對輸入信號進(jìn)行處理放大,最終控制被測元件主閥芯的位移。數(shù)據(jù)采集卡采用研華4711A,是一塊12位多功能USB數(shù)據(jù)采集卡,可進(jìn)行數(shù)字信號和模擬信號的輸入輸出,采樣速率高達(dá)150kS/s。利用虛擬儀器軟件LabVIEW實現(xiàn)數(shù)據(jù)記錄和圖像輸出。3滯環(huán)特性分析(1)被試閥具有良好的通油能力。當(dāng)被試閥主閥全開,閥前后壓差0.35MPa的情況下,流量能達(dá)到3000L/min,測試曲線如圖4所示。(2)靜態(tài)滯環(huán)測試曲線如圖5所示,可以看到在閥芯開啟和關(guān)閉時的反饋信號與輸入信號的曲線基本重合,最終計算滯環(huán)指標(biāo)H(3)被試閥抗干擾能力見圖6所示。當(dāng)輸入流量由1200L/min到3600L/min階躍變化時,被試閥進(jìn)口壓力也階躍變化,但其位移基本不受影響,有較強(qiáng)的抗干擾能力。(4)在系統(tǒng)壓力15MPa左右,輸入階躍信號值為0.3~9.5V情況下,階躍響應(yīng)曲線見圖7所示。從圖中可以看看出,階躍上升時間和下降時間以10%~90%計算,響應(yīng)時間在30~40ms之間。4電液比例插裝閥通流能力的測試根據(jù)電液比例插裝閥的測試要求