伺服阀喷嘴小孔流量自动化测量台.pdf

伺服阀喷嘴小孔流量自动化测量台，包括夹具体、测量油路、电气部分、油源系统，测量台上设置夹具；喷嘴头部插入相应的过渡套内并一起放入夹具体中，液压缸连动夹紧头夹紧喷嘴，喷嘴与夹紧头之间设置聚四氟乙烯垫，进油接头将节流口顶住夹紧，节流口前设置密封圈，节流口上设置压力传感器；测量油路包括三条支路；电气部分包括仪器箱、继电器和手动按钮、工控机系统、PLVC、油路集成块；夹具与测量油路连接至仪器箱，仪器箱与工控机系统电连接，工控机分别通过PLVC、继电器板与油路集成块和油源系统连接。由计算机控制，调节压力进行流量测量并输出测量结果。达到了压力、流量的各项技术指标，提高了测量和加工的效率。

权利要求书
1.  伺服阀喷嘴小孔流量自动化测量台，其特征在于：包括夹具体、测量油 路、电气部分、油源系统，测量台上设置夹具；喷嘴头部插入相应的过渡套内 并一起放入夹具体中，液压缸连动夹紧头夹紧喷嘴，喷嘴与夹紧头之间设置聚 四氟乙烯垫，进油接头将节流口顶住夹紧，节流口前设置密封圈，节流口上设 置压力传感器；测量油路包括三条支路：（1）通过换向阀控制液压缸完成工件 装夹的夹紧支路，（2）通过比例溢流阀控制压力，由流量计得到流量，由压力 传感器得到压力的测量支路，（3）观察喷嘴喷油状态的观察支路；电气部分包 括仪器箱、继电器和手动按钮、工控机系统、PLVC、油路集成块；夹具与测量 油路连接至仪器箱，仪器箱与工控机系统电连接，工控机分别通过PLVC、继电 器板与油路集成块和油源系统连接。

2.  根据权利要求1所述的伺服阀喷嘴小孔流量自动化测量台，其特征在于： 仪器箱包括驱动电路和仪表电路，仪表电路通过A/D转换电路分别连至工控机系 统中的数字量输入/输出卡和PLVC电路；测量油路中包括流量传感器、比例溢流 阀、电磁球阀和三位四通阀；油源系统包括主油泵、加热/冷却装置、搅拌器和 回游油泵。

说明书伺服阀喷嘴小孔流量自动化测量台
技术领域
本发明涉及一种测量装置，尤其是伺服阀喷嘴小孔流量自动化测量台。
背景技术
电液伺服控制系统具有控制功率大、控制精度高、响应快速等一系列优点， 被广泛的应用在航天、航空、航海、导弹和运载火箭等方面的航行控制上。双 喷嘴挡板力反馈两级电液伺服阀是电液伺服控制系统的核心部件，其中第一级 采用双喷嘴挡板液压放大器，具有惯性小、灵敏度高、动静态特性好等优点。 同时由于设计上采用了对称结构，其温度零漂和压力零漂以及线性度都过度依 赖结构的对称性，特别是喷嘴端面尺寸和节流孔直径及长度等尺寸，对线性度 影响较大，给制造带来困难。为了满足性能要求，目前国内伺服阀生产厂家普 遍采用喷嘴选配的方式进行装配与调试。精确和高效测量伺服阀喷嘴的压力— —流量特性是选配喷嘴的关键。目前国内生产厂家的测量方法还停留在手动调 压，人工读取并记录压力值和流量值，人工配对的较为原始的方法。这样不但 工人的劳动强度大，而且容易产生读数误差，为了减少工作量，往往只测量几 个压力点的流量，数据量少，容易产生偏差。不能完全反映喷嘴的流量特性。
发明内容
本申请要解决的技术问题是为了克服上述缺陷，提供一种伺服阀喷嘴小孔 流量自动化测量台。
为解决上述技术问题，采用的技术方案是：
伺服阀喷嘴小孔流量自动化测量台，包括夹具体、测量油路、电气部分、 油源系统，测量台上设置夹具；喷嘴头部插入相应的过渡套内并一起放入夹具 体中，液压缸连动夹紧头夹紧喷嘴，喷嘴与夹紧头之间设置聚四氟乙烯垫，进 油接头将节流口顶住夹紧，节流口前设置密封圈，节流口上设置压力传感器； 测量油路包括三条支路：（1）通过换向阀控制液压缸完成工件装夹的夹紧支路， （2）通过比例溢流阀控制压力，由流量计得到流量，由压力传感器得到压力的 测量支路，（3）观察喷嘴喷油状态的观察支路；电气部分包括仪器箱、继电器 和手动按钮、工控机系统、PLVC、油路集成块；夹具与测量油路连接至仪器箱， 仪器箱与工控机系统电连接，工控机分别通过PLVC、继电器板与油路集成块和 油源系统连接。
仪器箱包括驱动电路和仪表电路，仪表电路通过A/D转换电路分别连至工 控机系统中的数字量输入/输出卡和PLVC电路；测量油路中包括流量传感器、 比例溢流阀、电磁球阀和三位四通阀；油源系统包括主油泵、加热/冷却装置、 搅拌器和回游油泵。
本发明的有益效果是：由计算机控制，调节压力进行流量测量并输出测量 结果。达到了压力、流量的各项技术指标，提高了测量和加工的效率。
附图说明
图1是喷嘴结构图；
图2是测量原理图；
图3是测量系统组成框图；
图4是喷嘴装夹示意图；
图5是测量油路图。
其中，1.节流孔；2.密封圈；3.过渡套；4.喷嘴；5.聚四氟乙烯垫；6.夹 紧头；7.压力传感器；8.进油接头。
具体实施方式
喷嘴小孔如图1所示，直径D约为3mm，圆柱度为0.001mm，长度L为9.5mm， 喷嘴小孔入口处加工成90°锥角引流，小孔出口处的棱边应严格保持锐边。因 喷嘴小孔的尺寸较小，各项加工要求较为严格，所以加工完成后的各项几何尺 寸检测比较困难。小孔直径大小是影响流量的最主要因素，而在实际测量中喷 嘴小孔尺寸小、精度高，直接测量小孔直径一般较为困难。所以喷嘴的流量测 量方法是在实际工作压力范围内，在恒定油温下，选取若干不同的压力点，测 量其相应的流量值，如图2所示。若流量在允许范围内这个喷嘴为合格产品， 然后流量测量合格的喷嘴按照相同压力下流量相近的原则进行两两组合。这样 两个喷嘴的压力流量特性相近。在流量配对的基础上还可进一步进行压力配对。 如图2所示，节流孔按图1小孔进行加工作为标准孔，在选定压力P1下，P2压 力值相差相近的喷嘴配为一对。这样可保证双喷嘴式伺服阀的性能。测量台上 用夹具定位、装夹被测喷嘴，通过液压缸来推动连杆实现夹紧、松开的动作。 液压系统采用液压泵-比例溢流阀的稳压方式，并用压力传感器采集系统压力， 用流量计采集流量，通过控制电路反馈到计算机，最终实现对喷嘴各参数的测 量及配对工作。系统框图如图3所示。测量系统具体包括以下几部分：夹具体、 测量油路、电气部分、计算机控制系统。喷嘴与相应的过渡套一起放入夹具体 中，右侧液压缸带动夹紧头向左运动夹紧喷嘴，左侧通过进油接头将节流口夹 紧。O型密封圈和聚四氟乙烯保证系统密封性，如图4所示。油路部分可以实现 喷嘴的流量和压力进行测量、喷嘴喷油状态观察、工件夹紧并保持温度恒定。 如图5所示共有三条支路：（1）通过换向阀控制液压缸完成工件装夹的夹紧支 路；（2）通过比例溢流阀控制压力，由流量计得到流量，由压力传感器得到压 力的测量支路；（3）观察喷嘴喷油状态的观察支路。电气部分用于连接测量台 上的传感器、操作面板和计算机，实现压力、流量等数据的采集、传输及测量 台的控制。（1）仪器箱，包括对油液压力和流量信号进行处理驱动电路，二次 仪表电路和A/D转换电路；（2）继电器板和手动按钮等。计算机系统的主要功 能是对整个测量台进行控制，完成各种测量任务，进行数据的采集、处理、计 算及测量结果的输出。如图3所示主要包括：（1）将转换后的数字信号送到计 算机的数字量输入接口卡和控制油泵、电磁球阀、电子膨胀阀的计算机数字量 输出卡；（2）计算机，打印机。本系统压力测量范围0-18MPa，分辨率0.01MPa， 精度±0.03%FS，调压范围0.5-15MPa，压力稳定精度±0.03MPa，流量测量范 围0.01-4L/min，分辨率1ml/min，精度±0.3%。