呂孟軍，郭 琪，賈斯法

(1.空軍第一航空學院航空機械工程系，河南 信陽 464000；2.長沙航空職業(yè)技術學院，湖南 長沙 410124)

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某型電磁活門校驗器的研制

呂孟軍1，郭 琪1，賈斯法2

(1.空軍第一航空學院航空機械工程系，河南 信陽 464000；2.長沙航空職業(yè)技術學院，湖南 長沙 410124)

針對某型電磁活門無專用校驗設備和規(guī)范流程，故障定位困難、檢測程序復雜等問題，制訂了準確校驗該型電磁活門性能的方法，并開發(fā)了專用校驗設備，滿足了電磁活門技術參數(shù)的檢測和性能校驗需求；使用表明，該設備能夠可靠并準確地對電磁活門進行校驗，確保了故障定位、性能判定的準確性。

電磁活門；校驗器；研制

為確保某型電磁活門性能的正常發(fā)揮，需要對其進行定期準確檢測，目前該電磁活門還沒有專用校驗設備，僅憑人工經(jīng)驗判斷，操作繁瑣、性能判定誤差大。為解決上述問題，開發(fā)了專用的檢測設備來完成此項工作。

1 設備功能及指標要求

校驗器的主要功能是確定待測電磁活門的性能指標是否合格，為使用提供實測數(shù)據(jù)，具體包括：一是確定電磁活門的通電響應性能，保持附件進口壓力為3.92 MPa、供電電壓調(diào)整為18 V，接通電磁閥，油壓在2秒內(nèi)降為0且瞬時電流不超過3 A；二是確定電磁活門的控制動作性能，附件進口壓力在≤3.92 MPa范圍內(nèi)調(diào)整、供電電壓為27 V時，接通電磁閥，油壓在2秒內(nèi)降為0且瞬時電流不超過3 A；三是確定電磁活門的斷電密封性能，電磁活門斷電的前提下，將進口壓力調(diào)至3.92 MPa，壓力表指示油壓在3 min內(nèi)應不出現(xiàn)下降。

主要技術指標包括：工作介質為航空滑油(75%HO-8AGB439-9025%HH-20GB440-77)；校驗工作壓力為3.92 MPa、最大壓力為6.86 MPa；電源輸入AC 220 V、輸出DC 0～30 V連續(xù)可調(diào)；過濾精度0.2 μ；手搖泵下壓力≤50 0N(產(chǎn)生最大壓力6.86 MPa對應值)；使用環(huán)境溫度-10 ℃～+25 ℃、濕度≤80%；外形尺寸600×400×500 mm(長×寬×高)、重量40 Kg；校驗周期12個月；MTBF≥200 h。

2 技術方案

2.1 總體設計

根據(jù)功能模塊劃分，校驗器主要由液壓部分和供電部分組成，關系如圖1所示。

圖1 校驗器模塊組成

液壓部分主要包括液壓泵、液壓附件和液壓管路組件，為待測件提供壓力滑油，同時確保油壓的穩(wěn)定、連續(xù)調(diào)節(jié)和安全可靠無泄漏。電源部分主要包括控制、顯示和輸出組件，為待測附件提供直流電壓，同時確保供電的穩(wěn)定、電壓的連續(xù)調(diào)節(jié)和安全可靠。

校驗器的外觀如圖2所示，其布局充分考慮到模塊功能的相對獨立性，利于設備的檢查和維修。為防止安裝拆卸待測件時泄露的滑油污染接口和指示儀表，大部分功能閥、插頭、接口、表和調(diào)整旋鈕等均安裝在位置較高且傾斜的面板上，以便于操作和觀察。待測附件置于漏油槽上方，泄露的滑油流入油槽中收集，根據(jù)情況導出設備。右側為手搖泵組件即壓力源部分，同時提供加注滑油口、放油口及觀察窗等。設備內(nèi)部則安裝蓄能器、油濾等液壓元件和液壓管路等。

圖2 校驗器外觀

2.2 液壓部分設計

液壓部分的原理如圖3所示?；拖渲械幕陀墒謸u泵泵出，經(jīng)過單向截至、油濾濾清、蓄能器穩(wěn)壓后[1]，經(jīng)過閘閥通待測件，出口滑油流回滑油箱；管路中設置兩個油壓表進行壓力讀取，同時為確保系統(tǒng)工作安全可靠，在進油路上設置有安全閥進行過壓保護。

圖3 液壓部分原理圖

2.2.1 液壓泵組件

手搖泵：雙柱塞手搖泵，單行程注油量20ml、最大泵壓10MPa。油箱：容量3L，外壁上加工加油/放氣口、泄壓口、觀察窗、放油口等。單向活門：鋼珠式，防止油液回流。泄壓閥及壓力表：校驗結束回油泄壓，壓力表指示手搖泵后壓力。

2.2.2 液壓附件

蓄能器：0.8L，消除壓力脈動和緩沖。油濾：過濾精度0.2μm。安全閥：打開壓力7MPa，管路壓力過壓保護。壓力表：壓力指示范圍0～10MPa，指示待測件實際壓力。

2.2.3 液壓管路

待測件安裝平臺：通過密封圈與待測件緊密貼合，內(nèi)部提供進油、出油管路，安裝面與電磁活門結構一致。保壓閥：隔離待測件與其他液壓附件的通道，用于測試待測件的密封性。管路及接口：6mm不銹鋼管路，與待測件管徑和接口一致[2]。

2.3 電氣部分設計

為待測電磁閥提供符合指標且連續(xù)可調(diào)的直流電，電源輸出通過電纜連接電磁閥的電氣接口。電源指標為：輸入AC220V、輸出DC0-30V連續(xù)可調(diào)(調(diào)節(jié)精度0.1V)，最大輸出功率90W。電源邏輯關系如圖4所示。

圖4 電氣部分關系圖

2.3.1 控制組件

除電源開關外，在電源表模塊上的“V/A”轉換開關用于電壓/電流的調(diào)節(jié)，正常情況下為“V”狀態(tài)；“HOLD”鍵為電壓鎖定鍵，正常情況下不需要操作。

2.3.2 顯示組件

電源表模塊上的LED顯示屏分別顯示電壓和電流，用于給附件加電讀取和電流值判定。

2.3.3 輸出組件

電源表模塊上的“ON/OFF”為電壓輸出/截止鍵，校驗附件時根據(jù)需要按下，按一次切換一次。

2.4 操作流程設計

2.4.1 準備

取下位于漏油盤上面的待測泵固定架蓋板，將待測件插入三個螺栓上，用扳手將緊固螺母擰緊。打開油箱上的加油口蓋加注滑油，確認加油口蓋處于松開排氣或者擰下狀態(tài)，確認油箱內(nèi)滑油液位不低于觀察窗口。確認手搖泵上的泄壓閥處于關閉狀態(tài)，確認面板上的保壓閥處于松開狀態(tài)。將電纜的一頭連接于設備面板上的插座并擰緊，將另外一頭連接于待測件的插頭上并擰緊。將電源線連接于設備左側下部的插座上，接上220V電源。將手搖泵手柄插入手搖泵搖臂套筒上。

2.4.2 校驗

打開面板上的電源開關。旋轉電壓指示表盤上的電壓調(diào)節(jié)旋鈕，進行電壓調(diào)整到27V。通過小幅度搖動手搖泵搖臂使滑油壓力上升到4MPa，壓力值可通過任何一塊壓力表觀察。將面板上的保壓閥擰緊、將手搖泵上的泄壓閥緩慢擰松，此時面板壓力表數(shù)值保持不變、手搖泵壓力表壓力降為0。此時面板壓力表數(shù)值應在3分鐘內(nèi)不明顯下降，說明待測閥的密封性符合規(guī)定，否則說明待測閥不合格。按下電壓指示表盤上的“ON/OFF”鍵，此時面板壓力表數(shù)值應該迅速降為0，且電壓表瞬時電流不超過3A，說明待測閥的通電響應和通油性能符合規(guī)定，否則說明待測閥不合格。再次按下電壓指示表盤上的“ON/OFF”鍵，使待測閥不通電。將面板上的保壓閥擰松，將手搖泵上的泄壓閥擰緊。旋轉電壓指示表盤上的電壓調(diào)節(jié)旋鈕，進行電壓調(diào)整到18V?？梢愿鶕?jù)需要反復進行性能校驗。

2.4.3 關機

取下手搖泵搖臂、蓋好油箱口蓋。關閉面板上的電源開關，拔下設備電源線。取下電源插座與待測閥上的電纜。取下待測閥，蓋好待測泵固定架蓋板。

3 重難點問題的解決

3.1 液壓動力的產(chǎn)生

液壓動力的產(chǎn)生，要綜合考慮便捷性、安全性、實用性和成本[3]。有兩種方式可以選擇：一是使用小型電動泵站，二是使用手搖泵，究竟采用何種方式，要依據(jù)校驗要求確定。由于設備工作時，管路中的油壓最大不到7MPa，單從壓力值來看，手動方式就可以實現(xiàn)，且滑油流量很小，不需要大功率；如果采用電動液壓泵站，雖然不需要人力驅動，但是要進行用電安全設計，同時壓力調(diào)節(jié)要設置調(diào)壓閥，必然導致部附件數(shù)量增多，系統(tǒng)可靠性下降。從研制成本看，采用電動泵站的價格是手搖泵的5倍左右，因此從可靠性和成本兩個方面綜合考慮，手搖泵完全可以達到指標要求且成本較低，操作性和可靠性好，選擇為動力來源。

3.2 壓力脈動處理和卸荷

由于通向待測電磁活門的滑油壓力要進行調(diào)整和卸荷，勢必造成壓力存在脈動，指示不準確，而手搖泵本身不具有消除脈動和卸荷功能，因此在管路中必須設置相應附件。壓力的調(diào)整由手壓搖臂的行程決定，壓力脈動的消除采用蓄能器實現(xiàn)，設置閘閥對壓力進行卸荷[4]。在蓄能器的選型上，既要考慮平穩(wěn)壓力，又要考慮能及時體現(xiàn)壓力變化，容量大則即使待測電磁活門存在故障，壓力變化也很難體現(xiàn)出來，容量小則脈動消除效果不好，在進行科學論證和試驗的基礎上，設備采用0.8L容積蓄能器進行消除壓力脈動處理[5]。

3.3 安全保障措施

設備中有滑油有強電，雖然滑油本身性質比較穩(wěn)定，不易燃燒，但是為確保絕對安全，還是要想辦法使油、電在物理上完全隔絕。解決的方案是，設備分為左右兩部分，右側完全為液壓管路部分，左側完全為電氣部分，油與電只在待測電磁活門處接觸，由于活門本身具有安全設計，因此課保證設備的使用安全。此外電氣部分的所有電路接頭均采取防爆處理，避免出現(xiàn)裸線，線路中設置保險絲，防止短路等情況的出現(xiàn)。為防止靜電的出現(xiàn)，電源線保留地線，使機殼接地。此外，為防止打壓過高損壞零件和待測電磁閥，在管路上設置安全閥，超過壓力后油液回流。

3.4 校驗通用化的保證

校驗器的研制充分考慮到了升級換代及通用性擴展需求，在壓力值、電源指標設計等方面，具有較大的拓展空間，不需要更換內(nèi)部零部件即可獲得更高一級的技術指標。根據(jù)不同的電磁活門接口特性，設備在僅僅更換待測件固定架的前提下，即可實現(xiàn)對不同型號電磁活門的有效校驗，理論上能夠滿足所有接口相似的電磁活門的測試需求，產(chǎn)品通用性良好，具有廣泛的應用和拓展空間。

4 結論

校驗器使用的反饋情況表明：該設備的檢測精度高、可靠性好、性能判定準確率高、測試性能參數(shù)和檢查內(nèi)容合理，而且操作簡單、使用方便、易于維護，能夠極大提高對某型電磁活門的校驗效率，有助于裝備維護水平的提升。

[1] 鄭洪生.氣壓傳動與控制[M].北京：機械工業(yè)出版社，1988.

[2] 郭琪，溫海濤.某型航空發(fā)動機油啟封設備的研制[J].化工自動化及儀表，2013,(9).

[3] 李小剛，曹克強，候艷艷，等.某型油液流量計量試驗臺設計[J].液壓與氣動，2012,(8).

[4] 楊安元，王緒奇，張軍，等.飛機液壓剎車活門檢測裝置設計[J].裝備制造技術，2013,(9).

[5] 郭北濤，柳洪義，田洪海，等.蓄能器組在電磁閥試驗臺中的應用[J].液壓與氣動，2010,(6).

[編校：楊 琴]

Development of a Certain Type of Electromagnetic Valve Calibrator

LV Mengjun1，GUO Qi1，JIA Sifa2

1.AviationmechanicalengineeringdepartmentoftheFirstAeronauticalCollegeofAirForce,XinyangHenan464000；2.ChangshaAeronauticalVocationalandTechnicalCollege,ChangshaHunan410124)

There are no special calibration equipment and standard process for a certain type of electromagnetic valve. Also, it is difficult to locate the fault and the detection program is complex. Therefore, a method of accurately calibrating electromagnetic valve's performance was worked out and a special calibration equipment has been developed to meet the needs of detection and check technical performance parameters. It is indicated that the device can reliably and accurately calibrate the electromagnetic valve so as to ensure the accuracy of fault location and performance determination.

electromagnetic valve; calibrator; development

2015-07-08

呂孟軍(1978- )，男，山東煙臺人，講師，工學碩士，研究方向為航空發(fā)動機故障診斷與檢測。

V235

A

1671-9654(2015)03-044-04