比例方向阀动态性能试验方法
1.四通比例方向阀动态特性液压试验回路
动态性能试验回路如图15所示,设计该系统时,要使油口A和B到动态计量缸的管路尽可能短,蓄能器尽可能靠近阀的P口。
可用下列方法之一测得阀的输出信号。
(1)采用低摩擦(压降不超过0.3MPa)、低惯性的动态计量缸(频宽至少大于包括困油容积效应在内的最高试验频率的3倍)驱动速度传感器。当这个方法无法实现时,可选用方法(2)或方法(3)。
(2)在装有内置式阀心位置传感器而没有装内置式压力补偿流量控制器的阀内,用阀心位置信号作输出信号。
(3)如果阀不带内置的阀心位置传感器,也没有内置式压力补偿的流量控制器,则有必要安装外置式阀心位置传感器,以及合适的测量放大器。只要附加传感器不会影响阀的频率响应,则可用此信号作为阀的输出信号。
如果采用动态计量缸测量阀的输出流量,可增加低增益位置反馈回路来纠正计量缸的漂移,以避免测试过程中产生撞缸现象。
方法(1)、(2)、(3)会得出不同的结果,因此,试验报告数据应注明所使用的试验方法。
2.频率响应试验
输入起始频率为0.2Hz或相位滞后90°时对应频率5%的输入信号(两者取小值),然后在衰减到15dB以上的频宽范围内绘制出幅值比和相位滞后曲线,如图25所示。
以下列正弦信号输入试验阀,试验周期内保持正弦输入信号的幅值不变:
(1)输入对称的输入信号,使通过油口A和B的输出流量在零位附近交变,其振幅足以形成大约为最大稳态输出流量±5%的峰值输出流量。对于正遮盖阀,使用起作用的死区消除器进行这项试验。
(2)对于不带死区消除器的正遮盖阀,输入偏置的输入信号,通过调整直流偏置信号和输入信号,使输出流量总在一个方向。这样,阀心的整个循环总是在中位的一边进行,而且需用一个满足频带宽度的流量传感器代替计量缸。
3.阶跃响应试验
(1)输入信号阶跃的响应特性。触发阶跃函数发生器,产生阶跃输入信号作用在测试系统上,记录输入和输出的关系曲线,如图26所示。阶跃输入信号的幅值可按需要设置为额定输入信号的5%、10%、25%、50%、75%。
(2)负载阶跃变化的响应。本测试项目适用于带负载压力补偿器的阀。在阶跃压力信号振幅为额定压力50%的情况下(必要时,可在其他阶跃压力信号振幅条件下),记录流量从零到50%的最大负载压力和50%~100%的最大负载压力阶跃变化的响应,如图27所示。
图15所示回路仅适用于具有对称阀口的比例方向阀动态特性的测试。当比例方向阀的中位机能不是O形,或阀口具有非对称结构,或两个阀口的面积比不相同,不能采用图15所示的动态特性测试回路,这时应按单个阀口的频率特性进行测试,如图28所示。这时,流量测量装置不能采用直线移动结构,应为旋转式或节流孔板式,否则就会出现撞缸现象。
当比例放大器输入正向信号时,如果比例电磁铁a得电,则应打开截止阀2、3,输入的正弦信号为在某一恒定正幅值信号的基础上叠加一个正弦信号,如图29所示。
当比例放大器输人负向信号时,如果比例电磁铁b得电,则应打开截止阀1、4,输入的正弦信号为在某一恒定负幅值信号的基础上叠加一个正弦信号,如图29所示。
按照上述方法得到的流量信号,不是关于零流量对称的,如图30所示。
进行信号分析,就可分析非对称阀口比例方向阀的频率特性。这种方法对采用单向信号的比例压力阀(0~10V)和比例流量阀(0~10V)的频率特性分析同样适用。