液压多路换向阀试验过程工作油口控制.pdf

液压多路换 向阀试验过程工作油 口控制 陈建长， 王福 山， 孟祥富 ， 王东风， 万箭波， 王 苏卿 天津市精研工程机械传 动有限公司 摘要 以装载机液压多路换向阀为例， 在分析其出厂检验工作油口控制要求的基础上， 提出了可 4 l I { 实 现 被 试阀 一 次 安 装， 完 成 所 有 项目 试 验 的 工 作油口 控 制 技 术， 阐 述 了 试 验 控 制 原 理 与 控 制 过 程 。 { k一 - - - - - - - - - - - - - - - - 一 一 - * - 一 - 一 - 一 一 - - - - ” - 一 - - ． 关键词 液压 多路换 向阀； 试验 台； 工作油口控 制 标准 J B ／ T 8 7 2 9 ．2 液压多路换向阀试验方 法 出厂试验项 目中， 有项 目要求被试阀试验时工 作油 口 A、 B油 口， 见 图 1 连通 ， 有 项 目要 求 A、 B 油口封堵住，又有项 目要求 A、 B油口加载 见表 B3 B2 B 1 1 o这样就造成在试验的过程 中要频繁地接通 、 断 开试验连接管路 ， 使试验过程操作繁琐 、 试验效率 低 ， 同时也增加 了试验人员 的劳动强度 。 f 碍 强 D t 一， ⋯ 一DTr⋯5 ⋯ 融 嘤 ‘ 二 b lc V C Vb l Pb ．．J ． ． I ．J一． ． ． 1 ．J 景 rj CVb1 l D T4I i 簪 。 Pa cva 1 I I C V a 2 C V a 一 ⋯ ⋯ i L C V A 1 1 J 图 1 A、 B油口控 制桥 路原理 图 为了简化试验过程， 提高试验效率， 降低试验 人员的劳动强度 ， 开发 了液压多路换 向阀 A、 B油 口 试验控制集成桥路阀组 ， 在被试阀一次管路连接的 情况下， 通过 P L C控制器控制集成桥路阀组上的换 向阀及加载阀， 实现被试阀油口供油通断和加载控 制， 从而实现了试验过程完全自动化控制。 1 A 、 B油 口试验过程控制原理 图 1 所示 为三联液压多路换 向阀 A、 B油 口试 验过程控制桥路 ， 其控制阀为盖板式插装阀， 通过 控制插装阀上 的换 向阀实现对 A、 B油 口试验过程 的控制。其中， A 1 、 B 1 接被试阀第一联 A 、 B油 口， A 2 、 B 2 接被试阀第二联 A、 B油口， A 3 、 B 3 接被试阀 第 三联 A、 B油 口， P 0 接泵源供油 口 高压 。 从表 1 可以看到 ， 在液压多路换 向阀试验过程 中， A、 B油口工作状态有 4 种，即 A 、 B油口堵住， A、 B油 口连通 ， A、 B油 口双向加载 ， A或 B油 口进 油 。 A、 B油 口试验过程控制桥路必须满足上述工作 一 5 3 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 表 1 试验项 目与工作油 口状态 序号 试验项目 工作油口状态 1 耐压试验 A B 油 口进油 2 换 向性能 A、 B ． 油 口双向加载 中立位置内泄漏 A B 油 口进油 3 内泄漏 换向位置内泄漏 A、 B油 口堵住 4 压力损失 A、 B油 口连通 5 安全 阀性能 A、 B油 口堵住 过载阀性能 A B 油 口进 油 6 辅助阀性能 补 油阀性能 A B 油 口进 油 要求，下面以第一联换向阀试验过程控制为例， 阐 述其工作原理。 1 ． 1 A、 B油口堵住 所有电磁换向阀电磁铁断电，插装阀 C V B 1 、 C V A1 弹簧腔通过梭 阀引入其进油和 回油两者中相 对高压油为控制油，在控制油和弹簧共同作用下， 插装阀 C V B 1 、 C V A1 始终处于关闭状态。 因此 ， 无论 被试阀 A或 B油 口是 出油 、 还是 回油 ， 都被插装 阀 C VB 1 、 C V A1 关闭 堵住 。 1 ． 2 A、 B油 口连通 使电磁换 向阀电磁铁 D T 4 、 D T 6 、 D T 7通电， 其 余各 电磁铁断 电， A B方 向通 油时 ， D T 7通 电 ， A 口压力油被引入插装 阀 C V A1 的进油腔 ， 此时插装 阀 C V A 1 的弹簧腔回油， 在压力差作用下使插装阀 C V A 1 打开。 而插装阀C V a 2 、 C V a 3 在弹簧和控制压 力油作用下关闭。油液进入插装阀 C V a l 。D T 4通 电， 插装阀 C V b l 在弹簧和控制压力油作用下关闭， 压力油进入插装溢流阀 C V a b 的进油腔，因其弹簧 腔与回油相通， 溢流阀调压功能失效， 插装阀 C V b 2 弹簧腔与回油相通 ，插装 阀 C V b 2开启 ， C V a b的回 油经插装阀 C V b 2进入 C V B 1 进油腔。 D T 4通电， 在 压力差作用下 C V B 1打开 ，压力油进入 B油 口， 完 成被试 阀 P _ A、 B T空载循环工作。B A方向通 油时 ， 原理相同 见图 2 。 1 ． 3 A、 B油口双 向加载 被试阀 A、 B油 口加载是指 A B或 B A方 向 通油时， 油液通过加压后 ， 再 回油。 使 电磁换 向阀电 磁铁 D T 4 、 D T 5 、 D T 6 、 D T 7 通电， 其余各电磁铁断电， A B方 向通油过程与 1 ． 2所述相同 ，但因 D T 5通 电， 插装溢流阀 C V a b 具有了调压功能， 其弹簧腔经 - 5 4-- - 过 比例溢流 阀回油 ，调节 比例溢 流阀 ，通过 C V A 1 、 C V a l 进 入 C V a b的进 油腔的油液被改 变 ，即使 A油 口压力变化。插装溢流阀 C V a b 的低压 回油 ，经插装 阀 C V b 2进入 C V B1 进油 腔 ， 在压力差作用下低压油进入 B油 口， 完成 被试 阀 P A、 B T循环工作并对被试 阀 A油 口进行 了模拟加载 。同理 ， B A方 向通油时， 压力油通 过插装 阀 C V B 1 、 C V b l ，进入插装溢 流阀 c v a b加载。 然后 ， 低压油经插装阀C V a 2 、 C V a l 进 入 A油 口 ，完成被试 阀油路 P - B 、 A T循环工作并对被试阀 B油 口加载。 1 ． 4 A或 B油 口进油 A油 口进油 ，电磁 阀电磁铁 D T 1 、 D T 3 、 D T 7通 电， 其余各电磁铁断电。此时， 插装阀 C V a 3 弹簧腔 与回油相通 ， P 0油 口压力油通过插装阀 C V a 3进入 P a 腔 ， 压力油分别作用在插装 阀 C V b l 、 C V a l 、 C V a 2 弹簧腔 ，致使它们全部关 闭 ，压力油进入 插装阀 C V A 1 进口， 因其弹簧腔与回油连通， 该阀开启 ， 压 力油通过插装 阀 C V A 1 进人被试 阀 A油 口。 B油 口进油 ，电磁 阀电磁铁 D T 2 、 D T 3 、 D T 6通 电， 其余各电磁铁断电。此时， 插装阀 C V b 3 弹簧腔 与回油相通 ， P 0油 口压力油通过插装阀 C V b 3进人 P a 腔 ， 压力油分别作用在插装阀 C V b l 、 C V a l 、 C V b 2 弹簧腔 ，致使它们全部关闭 ，压力油进入插装阀 C V B 1 进 口， 因其弹簧腔与回油连通 ， 该阀开启， 压 力油通过插装 阀 C V B 1 进入被试 阀 B油 口。 2 试验与控制 2 ． 1 多路换 向阀试验台 以上控制技术应用在装载机多路换向阀出厂 试验台的液压控制系统中。该试 验台由泵站、 液压 试验控制系统、 试验工作台架、 电气控制系统和测 试数据采集处理系统组成 。液压原理如图 2所示。 泵站 由油箱 1 、 过滤温度控制系统 2 、 主液压泵 电机组4和控制液压泵电机组 3 组成。 液压泵电机 组功能是向试验系统提供一定压力和流量的压力 油。过滤温度控制系统由一台液压泵电机组 、 两级 过滤器 、 板式散热器和控制阀组成， 以满足试验台 的油液清洁度及试验温度控制要求。 试验工作台架采用柜式结构， 工作台上设有可 移动防护罩 ， 液压试验控制系统安装在柜内。台面 上装有压力表、 压力表开关 、 测量一次仪表、 操纵力 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 ． 油箱2 ． 过滤温度控制系统3 ． 控制液压泵电机组4 ． 主液压泵电机组5 ．进回油控制阀组 6 ． A、 B油口试验过程控制桥路阀组7 ．被试阀 图 2 多路换 向阀出厂试验台原 理图 传感器、 试验件连接油口和试验平台等， 可方便地连 2 ．2 ． 1 参数设定 接被试元件 ， 并获得测量参数 ， 而且便于现场对试验 被试件安装后 ，试验控制方式选择为参数设 过程及参数变化进行观测。液压试验控制系统由进 定挡。 回油控制 阀组 5和 A、 B油 口试验过程控制桥路阀 选择主试验系统流量测量开关至测流位 。根据 组 6 组成。 采用比例溢流阀加载， 由计算机通过电信 被试流量 ， 选择启动电机， 并将公称流量调节至规 号控制比例溢流阀的压力，并通过压力传感器反馈 定值。 信号对比例溢流阀进行微调，完成阀试验过程中油 进行工作油口压力和回油背压压力设定。 口加载、 油路切换的功能， 实现压力、 流量控制。 2 ．2 ．2 试验过程计算机控制 试验 台主要完成两联或三联装载机多路换 向 试 验控制方式选择试验挡 ， 设有手动 、 半 自动 阀的耐压 、 换向性能、 中立位置内泄漏、 换向位置内 及自动控制 3 种模式。 泄漏、 压力损失、 背压、 安全阀性能和辅助阀性能等 打开计算机， 进入试验界面， 选择试验项目， 试 试验。 验开始。计算机根据试验项 目控制要求与 P L C通 2 ．2 试验过程控制 讯， P L C自动控制各阀的顺序动作实现试验工况控 试验过程控制分为参数设定与试验过程计算 制， 最终实现液压多路换向阀试验过程计算机控制 机控制两步。 和数据采集全过程， 其控制顺序如表 2 所示。 一 55 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 表 2 试验项 目与过程控 制顺序 D T 1 D rr 2 D T 3 D T 4 D T 5 D T 6 D T 7 D T 8 D 1 、 9 D T 1 O D T 1 I D T l 2 D T 1 3 D T 1 4 D T l 5 备 注 换向性能 样 样 中立位置 内泄漏 延 时 3 0 s 后 A油 口 测泄漏 B油 口 样 换向位置 内泄漏 延 时 3 0 s后 P A 峁 测泄漏 P } B 捍 压力损失 P } T P _ 一A． B P B． A} T D T 1 1 或 背压试验 D T 1 2通 电 换向阀置于 耐压试验 P A换向位置 安全 阀性能试验 栉 过载阀的密封性能 延 时 3 0 s后 A油 口 样 栉 测泄漏 B油 口 样 补油阀的密封性能 延 时 3 0 s后 A油 口 样 测泄漏 B油 口 注 符号 表示通电 前提下 ， 实时进行数据采集和处理。数据采集 系统 采用研华 A D V A A I T E C H 公司工业控制机 、 模拟量 采集卡和数字量采集卡。 测试系统 由 l台数字流量计 、 1 台泄漏流量计 、 7台数字压 力计 、 1台操纵力测试仪和 1台测温仪 组成， 分别用来测量试验流量、 泄漏流量 、 试验压 力、 压力损失、 换向操纵力以及油温等试验参数。 上 述数显仪表与计算机数据采集系统通讯， 完成试验 数据采集 、 显示和处理 ， 自动形成试验报告 ， 并打 印 输 出。 3 结论 实践表明， 液压多路阀试验台增加 A、 B油口控 一 5 6一 P L C协调控制， 实现了试验过程的自动化 ， 减少了 试验过程拆装管路步骤 ， 降低了试验工作人员的劳 动强度。 参考文献 【 1 】 王福山， 陈建长 ， 万箭波 ， 等． 液压多路换向阀试验台研 制[ J ] ． 工程机械， 2 0 0 6 1 2 4 8 5 3 ． [ 2 】 孙永厚． 液压综合试验台设计[ J ] ． 工程机械， 2 0 0 3 1 1 4 4 4 6 ． [ 3 】 王福山， 王步云． 装载机液压元件综合检测系统【 J 】 ． 工程 机械 。 1 9 9 7 1 O 2 2 2 3 ． 通 信地址 天津新 技术 产业 园 区 环 外 海泰 南北 大街 5号 天津市精研工程机械传 动有限公 司 3 0 0 3 8 4 收稿日期 2 0 1 0 0 7 0 9 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m