一种气动换向阀过渡机能的检测装置

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2013年第1O期 液压与气动 103DOI：10．1 1832／j．isn．1000-4858．2013．10．027一 种气动换向阀过渡机能的检测装置王 涛，刘 昱，范 伟，．王晓昕A Detection Device for Transition Function of Reversing ValveWANG Tao，LIU Yu，FAN Wei，WANG Xiao—xin(北京理工大学 自动化学院，北京 100081)摘 要：针对传统换向阀过渡机能测试装置的缺点，设计一种用于检测滑阀式气动换向阀过渡机能参数的装置，详细介绍了该装置的系统构成以及检测流程。检测结果表明，该装置结构科学合理，检测精度较高并具有较好的稳定性，为同类型的换向阀过渡机能的测试提供了一种方案。

关键词：气动换向阀；过渡机能；检测装置中图分类号：TH138；TP212 文献标志码：B 文章编号：1000-4858(2013)10-0103-03引言阀门是管道输送系统中的重要控制部件，它主要用来控制流体的压力、流量和流向等 J¨，气动换向阀是气压传动系统中的重要元件，用于控制气体流动的方向而被广泛采用，其质量的好坏往往关系到整个系统能否正常工作 j。

对于滑阀式气动换向阀而言，过渡机能是影响气动换向阀质量的一个重要参数，它是指换向阀从开始换向到换向结束时阀芯移动的距离。因此，精确可靠地检测出气动换向阀的过渡机能就显得尤为关键。然而，传统的对于滑阀式气动换向阀过渡机能的检测多由人工完成，该方法不但无法保证测试精度，且工作效率极低。对于对换向阀过渡机能要求较高的场合，滑阀式换向阀的运用受到了较大限制 j。

1 装置构成基于以上背景，本研究设计一种气动换向阀过渡机能的测量装置。该装置主要由步进电机驱动直线进给机构及电气驱动器、传感器、电磁阀、减压阀、固定被测阀工装台、可编程控制器和显示器等组成。

1．1 装置台架装置台架由铝型材搭建，框架内部安装有各种气动元件、控制检测元件，台架结构图见图 1。

图中，1压力表：用于显示当前实验压力；2指示灯：用来指示当前 PKO过渡机能测试系统的运行状态；3触摸屏：给操作者提供友好的用户界面，便于操作整套系统；4工装台；5操作按钮：用于控制程序的启动停止。

图 1 框架结构图1．2 检测工位结构气动换向阀过渡机能的测量装置的结构图(图2)。

可编程控制器用于控制步进电机及各电磁阀完成相应的动作；步进电机驱动直线进给机构 (包括丝杠及丝杠螺母)固定于工装台一侧，用于提供推力使被测阀实现换向，固定被测阀工装台上与被测阀底面接触面设置与被测阀对应的气 口，并安置密封圈；封堵气缸驱动封堵机构与被测阀底面接触面设置与被测阀对应的气口 并安置密封圈；位移传感器固定在工装台上，读数头与步进电机直线进给机构及直线导轨固连，用于检测阀芯位移；被测阀体的 a、b口分别设置压力收稿 日期 ：2013-05-25作者简介 ：王涛(1971一)，男 ，河北曲阳人，副研究员，博士，主要从事气动测试及控制方面的科研和教学工作。

l04 液压与气动 2013年第 l0期传感器，用于测量各气口的压力。

l0 l1 12 14 161．步进电机 2．丝杠 3．丝杠螺母 4．直线导轨 5．位移传感器6．位移传感器读数头 7．被测阀芯 8．封堵气缸 9．被测阀体10．气源 11．过滤器 12．调压阀1 13．调压阀2 14．充气阀15．封堵阀 16．截止阀1 17．a口压力传感器 18．截止阀219．c口压力传感器 2O．截止阀3 21．封堵机构 22．工装台图2 工装台1．3 气动回路气动回路图见图3所示，压缩空气由气源产生后经过三联件过滤后供给检测系统。

图3 气动回路图2 检测流程系统运行流程图见图4所示。

{系统上电fI坎置被测限位阀Il系统初始化lI进行过渡机能参数检测测试是J停机 I图 4 流程图一 个完整的测试流程：当气动换向阀过渡机能的测量装置进行检测时，气源产生供气压力经过气体过滤器给系统供气；封堵阀动作，封堵气动回路乐力由调压阀 1调节，封堵气缸伸出，封堵被测阀b口(被测阀a、c口由工装台封堵)；封堵到位后，充气阀动作，充气回路压力由调压阀2调节，压缩空气从气缸活塞杆端部的封堵机构进入被测阀体b口中；测试压力正常时，末端截止阀2打开，根据截流作用被测阀体 a口压力维持于一定值；步进电机轴伸出，推动限位阀的阀芯缓慢移动，当被测阀体 a口压力传感器采样值下降到设定值时，根据位移传感器记录当前推杆的相对位置 A，当被测阀体 c口压力传感器采样值上升到设定值时，记录当前推杆的相对位置 B，即得到阀过渡机能参数o=B—A；测试结束后，步进电机轴缩回，充气阀关闭，然后截止阀2、截止阀3动作排尽主气路气体，完成过渡机能测试流程(见图2)。

3 检测结果3．1 结果分类根据阀的物理结构，可将气控阀分为以下 种。

1)0：B—A=0，见图 5所示。

瞬间pl 1 p3=0 pl=0 p3 O pl=0 P3 3p o·2 MPa p2=O．2 MPa p =o．2 MPa图 7 路路通。蠢 一 一 一 甩 ①一 ② 见一 三一=豳2013年第lO期 液压与气动 105DOI：10．11832／j．issn．1000-4858．2013．10．028基于 AMESim的轮式装载机全液压驱动系统建模与分析杨 勇。罗艳蕾，康理茂Modeling and Analysis of Full Hydraulic Loader Based on AMESimYANG Yong，LUO Yan—lei，KANG Li—iTlao(贵州大学 机械工程学院，贵州 贵阳 550025)摘 要：对比介绍了传统型负载敏感系统和电液流量匹配控制系统的各 自特点。为了提高轮式装载机的节能性和整体控制性能，采用了基于电控闭环反馈对电比例泵和主控阀实行同步控制的电液流量匹配控制系统。同时，利用模块建模的方法将传统意义上的机液行走机构改换为全液压行走驱动。省去含液力变矩器和变速器构成的“双变”系统，简化了底盘结构，提高了整机的灵活性。建立了基于AMESim的轮式装载机全液压驱动仿真模型，为电液流量匹配控制系统在轮式全液压驱动装载机上的设计和应用提供了参考。

关键词：轮式装载机；负载敏感；电液流量匹配；全液压驱动；AMESim建模中图分类号：TH137．7 文献标志码：B 文章编号：10004858(2013)10-0105-05引言基于履带式装载机承载能力强、载荷分布均匀等优点，近十多年来，全液压驱动系统逐步在牵引型履带式装载机上快速发展?。而在轮式装载机上主要采用半液压驱动的方式，即行走驱动系统采用机液耦合收稿日期：2013-06-05基金项 目：国家科技支撑计划(2013BAF07B01)作者简：介：杨勇(1987一)，男，重庆忠县人，硕士，主要从事液压传动与控制方面的研究工作。

3．2 检测结果为了验证检测装置的性能，对过渡机能为 0．52mm的气控阀连续进行了 15次测试，测试结果见图8所示。

图 8 重复实验结果实验结果表明，该装置连续对同一支阀进行 15次测试，最大误差0．06 mm，具有较好地测试重复性与稳定性。

4 结论滑阀式气动换向阀广泛运用于工业 自动化领域，由于目前滑阀式气动换向阀过渡机能的检测只能由人工完成，： 但无法保证测试精度与测试重复性，而且工作效率极低。本研究设计的过渡机能检测装置能有效克服 目前检测方法的不足，在保证检测精度的同时又具备较好的重复性，从而为该种类型的换向阀过渡机能检测提供了一种方案。

参考文献：[1] 童幸生．手动气动换向阀的改进设计[J]．液压与气动，2001，(4)：23—25.

[2] 孙良平．气动换向阀失效的原因分析[J]．液压与气动，2001，(12)：39—42.

[3] 王涛，刘昱 ，王晓听．一种滑阀式气动换向阀过渡机能的测量装置：中国，CN202403907U[P]．2012—08—29.