陰法亮　劉　明

(萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司設(shè)備檢修中心 山東 271126)

?

基于試驗(yàn)臺(tái)的伺服閥空載流量特性測(cè)試及研究

陰法亮劉明

(萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司設(shè)備檢修中心 山東 271126)

摘要：主要介紹了液壓試驗(yàn)臺(tái)的原理及伺服閥的空載流量特性，并利用該試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試了伺服閥空載流量特性。

關(guān)鍵詞：試驗(yàn)臺(tái)；伺服閥；特性

目前軋鋼生產(chǎn)線的裝備水平較高，電液比例技術(shù)、伺服控制技術(shù)大量應(yīng)用液壓元器件，尤其是比例閥、伺服閥、伺服缸的正常使用和維護(hù)已成為保障設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的一項(xiàng)關(guān)鍵性工作。為使伺服閥性能符合生產(chǎn)要求，利用液壓試驗(yàn)臺(tái)對(duì)伺服閥進(jìn)行性能測(cè)試和失效評(píng)價(jià)，可有效降低伺服閥在線失效率。試驗(yàn)臺(tái)還提供了校準(zhǔn)功能，即根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)被試閥的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，可使部分被試閥滿足生產(chǎn)線的使用要求。

1試驗(yàn)臺(tái)原理

在液壓控制技術(shù)中，伺服控制系統(tǒng)是目前最先進(jìn)的液壓系統(tǒng)。伺服閥性能主要從靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性兩方面衡量，伺服閥的動(dòng)態(tài)特性有頻率特性、階躍相應(yīng)特性，伺服閥的靜態(tài)特性測(cè)試主要有壓力流量特性、空載流量特性、壓力增益特性、內(nèi)泄漏特性。伺服閥的結(jié)構(gòu)原理相對(duì)比較復(fù)雜，伺服閥的特性影響伺服閥的控制精度。為了滿足軋鋼設(shè)備的使用要求，主要進(jìn)行伺服閥的空載流量特性測(cè)試。

為了判斷伺服閥的好壞以及調(diào)整參數(shù)，必須要有專門的設(shè)備和儀器，液壓試驗(yàn)臺(tái)適用于非裝機(jī)主流產(chǎn)品的測(cè)試，主要模擬位置、速度和壓力的閉環(huán)系統(tǒng)，能夠完成伺服閥性能測(cè)試和研究。試驗(yàn)臺(tái)設(shè)置有伺服閥、比例方向閥的性能測(cè)試工位，并且在液壓回路上裝有壓力、流量檢測(cè)傳感器。

空載流量特性，即額定壓力下，負(fù)載壓力為零，輸入電流在正負(fù)額定電流下變化，一個(gè)完整的循環(huán)后，輸出流量與輸入電流的關(guān)系曲線稱為空載流量特性。伺服閥的性能測(cè)試是通過(guò)設(shè)定壓力、流量以及試驗(yàn)回路，給定被試閥模擬信號(hào)，檢測(cè)傳感器，完成數(shù)據(jù)采集，并且給工控機(jī)輸送對(duì)比分析，繪制出所需特性曲線的過(guò)程。圖1為試驗(yàn)臺(tái)伺服閥測(cè)試原理圖。

圖1　試驗(yàn)臺(tái)伺服閥測(cè)試原理圖

2伺服閥測(cè)試

本測(cè)試以型號(hào)為D661的伺服閥為對(duì)象，按照標(biāo)準(zhǔn)步驟及注意事項(xiàng)進(jìn)行安裝測(cè)試。不同種類的閥所適用的安裝面標(biāo)準(zhǔn)不同，以D661為例，其安裝面符合ISO 4401-05-05-0-94標(biāo)準(zhǔn)要求。將被試閥通過(guò)安裝面安裝在試驗(yàn)臺(tái)上，先核對(duì)被試閥的進(jìn)出油口是否與試驗(yàn)臺(tái)上的壓力油口、回油口相對(duì)應(yīng)，注意伺服閥是否需要先導(dǎo)供油和先導(dǎo)回油，若需要，將其與試驗(yàn)臺(tái)上的對(duì)應(yīng)油口接通。還應(yīng)注意伺服閥是否有泄漏油口，若有，應(yīng)使該泄漏油口與回油箱無(wú)壓力連接。按照伺服閥的技術(shù)數(shù)據(jù)接線，對(duì)不同形式的伺服閥要注意電流信號(hào)的強(qiáng)度。安裝后，通過(guò)試驗(yàn)臺(tái)工控機(jī)對(duì)伺服閥施加控制信號(hào)，觀察閥兩腔的壓力變化情況。如果伺服閥兩腔壓力無(wú)變化或變化遲鈍，說(shuō)明伺服閥閥芯無(wú)動(dòng)作或動(dòng)作不靈活，要停機(jī)斷電，進(jìn)行檢查維修。如果兩腔壓力隨電流變化，說(shuō)明伺服閥閥芯動(dòng)作流暢，可進(jìn)行下一步相關(guān)試驗(yàn)。

按照上述步驟對(duì)型號(hào)為D661的伺服閥進(jìn)行空載流量特性試驗(yàn)，用計(jì)算機(jī)自動(dòng)繪制該伺服閥的空載流量特性曲線，并計(jì)算分析數(shù)據(jù)。理想的零開口電液伺服閥的流量曲線應(yīng)該是過(guò)坐標(biāo)零點(diǎn)的直線，此直線稱為公稱流量曲線。但實(shí)際伺服閥因結(jié)構(gòu)和制造等原因，輸出流量與輸入電流呈回環(huán)狀函數(shù)曲線。

計(jì)算機(jī)根據(jù)檢測(cè)結(jié)果自動(dòng)繪制出空載流量曲線如圖2所示。該曲線顯示了被試閥在負(fù)載為零條件下，伺服閥出口流量隨電流變化規(guī)律。由圖2可以看出：

(1)在電流變化過(guò)程中，實(shí)際流量并不按理論曲線隨電流的變化而改變。在產(chǎn)生相同輸出流量時(shí)，電流有一定差值，這個(gè)差值的最大值與額定電流的百分比稱為滯環(huán)。滯環(huán)值越小，實(shí)際流量曲線越貼近公稱流量曲線，伺服閥的空載流量特性越好，滯環(huán)允許值不超過(guò)4%。根據(jù)試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試結(jié)果，本伺服閥的滯環(huán)值為2.695%，說(shuō)明滯環(huán)值合格。

(2)在電流變化過(guò)程中，流量曲線的切線斜率時(shí)刻變化，則曲線斜率偏離公稱流量曲線的程度稱為不對(duì)稱度。假設(shè)公稱流量曲線的斜率為K1，任意時(shí)刻流量曲線的斜率為K2，則不對(duì)稱度=(K2-K1)/K1，不對(duì)稱度允許值不超過(guò)10%。根據(jù)試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試結(jié)果，本伺服閥的不對(duì)稱度為4.697%，在允許范圍之內(nèi)。

(3)由圖2可以看出，流量曲線的直線性不好，與公稱流量曲線出現(xiàn)偏離，這種直線性稱為線性度，線性度的允許值不超過(guò)7.5%。根據(jù)試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試結(jié)果，本伺服閥的線性度為13.006%，明顯超出合格范圍。

圖2　空載流量曲線

3伺服閥調(diào)整

伺服閥的調(diào)整有機(jī)械調(diào)零和電氣調(diào)零兩種方式。伺服閥屬于精密部件，非廠家人員只建議使用電氣調(diào)零方式，因此，我們只需對(duì)伺服閥的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，然后再次進(jìn)行空載流量特性試驗(yàn)即可，直至滿足生產(chǎn)要求。

4結(jié)語(yǔ)

本試驗(yàn)臺(tái)可快速測(cè)試伺服閥及其他種類閥的各種特性，為現(xiàn)場(chǎng)故障的判斷提供依據(jù)，有的放矢解決源頭問(wèn)題，為企業(yè)降本增效提供有力支撐。

參考文獻(xiàn)

[1]陳章位,穆立江. 電液伺服閥計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試技術(shù)的研究[J]. 機(jī)床與液壓, 2005(1):101-102.

編輯陳秀娟

Test and Research on No Load Flow Characteristics of

Servo Valve Based on Hydraulic Test Table

Yin Faliang, Liu Ming

Abstract：Principle of hydraulic test table and no load flow characteristics of servo valve have mainly described, meanwhile no load flow characteristics of servo valve has been tested by applying the hydraulic test table.

Key words：test table; servo valve; characteristics

作者簡(jiǎn)介：陰法亮(1984—)，男，工程師，主要從事設(shè)備管理、技術(shù)創(chuàng)新工作。

收稿日期：2015—05—25

中圖分類號(hào)：TK414.1+8

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A