基于試驗臺的伺服閥空載流量特性測試及研究

陰法亮　劉　明

(萊蕪鋼鐵集團有限公司設備檢修中心 山東 271126)

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基于試驗臺的伺服閥空載流量特性測試及研究

陰法亮劉明

(萊蕪鋼鐵集團有限公司設備檢修中心 山東 271126)

摘要：主要介紹了液壓試驗臺的原理及伺服閥的空載流量特性，并利用該試驗臺測試了伺服閥空載流量特性。

關鍵詞：試驗臺；伺服閥；特性

目前軋鋼生產線的裝備水平較高，電液比例技術、伺服控制技術大量應用液壓元器件，尤其是比例閥、伺服閥、伺服缸的正常使用和維護已成為保障設備正常運轉的一項關鍵性工作。為使伺服閥性能符合生產要求，利用液壓試驗臺對伺服閥進行性能測試和失效評價，可有效降低伺服閥在線失效率。試驗臺還提供了校準功能，即根據檢測數據，對被試閥的參數進行調整，可使部分被試閥滿足生產線的使用要求。

1試驗臺原理

在液壓控制技術中，伺服控制系統(tǒng)是目前最先進的液壓系統(tǒng)。伺服閥性能主要從靜態(tài)特性和動態(tài)特性兩方面衡量，伺服閥的動態(tài)特性有頻率特性、階躍相應特性，伺服閥的靜態(tài)特性測試主要有壓力流量特性、空載流量特性、壓力增益特性、內泄漏特性。伺服閥的結構原理相對比較復雜，伺服閥的特性影響伺服閥的控制精度。為了滿足軋鋼設備的使用要求，主要進行伺服閥的空載流量特性測試。

為了判斷伺服閥的好壞以及調整參數，必須要有專門的設備和儀器，液壓試驗臺適用于非裝機主流產品的測試，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試和研究。試驗臺設置有伺服閥、比例方向閥的性能測試工位，并且在液壓回路上裝有壓力、流量檢測傳感器。

空載流量特性，即額定壓力下，負載壓力為零，輸入電流在正負額定電流下變化，一個完整的循環(huán)后，輸出流量與輸入電流的關系曲線稱為空載流量特性。伺服閥的性能測試是通過設定壓力、流量以及試驗回路，給定被試閥模擬信號，檢測傳感器，完成數據采集，并且給工控機輸送對比分析，繪制出所需特性曲線的過程。圖1為試驗臺伺服閥測試原理圖。

圖1　試驗臺伺服閥測試原理圖

2伺服閥測試

本測試以型號為D661的伺服閥為對象，按照標準步驟及注意事項進行安裝測試。不同種類的閥所適用的安裝面標準不同，以D661為例，其安裝面符合ISO 4401-05-05-0-94標準要求。將被試閥通過安裝面安裝在試驗臺上，先核對被試閥的進出油口是否與試驗臺上的壓力油口、回油口相對應，注意伺服閥是否需要先導供油和先導回油，若需要，將其與試驗臺上的對應油口接通。還應注意伺服閥是否有泄漏油口，若有，應使該泄漏油口與回油箱無壓力連接。按照伺服閥的技術數據接線，對不同形式的伺服閥要注意電流信號的強度。安裝后，通過試驗臺工控機對伺服閥施加控制信號，觀察閥兩腔的壓力變化情況。如果伺服閥兩腔壓力無變化或變化遲鈍，說明伺服閥閥芯無動作或動作不靈活，要停機斷電，進行檢查維修。如果兩腔壓力隨電流變化，說明伺服閥閥芯動作流暢，可進行下一步相關試驗。

按照上述步驟對型號為D661的伺服閥進行空載流量特性試驗，用計算機自動繪制該伺服閥的空載流量特性曲線，并計算分析數據。理想的零開口電液伺服閥的流量曲線應該是過坐標零點的直線，此直線稱為公稱流量曲線。但實際伺服閥因結構和制造等原因，輸出流量與輸入電流呈回環(huán)狀函數曲線。

計算機根據檢測結果自動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)在電流變化過程中，實際流量并不按理論曲線隨電流的變化而改變。在產生相同輸出流量時，電流有一定差值，這個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4%。根據試驗臺測試結果，本伺服閥的滯環(huán)值為2.695%，說明滯環(huán)值合格。

(2)在電流變化過程中，流量曲線的切線斜率時刻變化，則曲線斜率偏離公稱流量曲線的程度稱為不對稱度。假設公稱流量曲線的斜率為K1，任意時刻流量曲線的斜率為K2，則不對稱度=(K2-K1)/K1，不對稱度允許值不超過10%。根據試驗臺測試結果，本伺服閥的不對稱度為4.697%，在允許范圍之內。

(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偏離，這種直線性稱為線性度，線性度的允許值不超過7.5%。根據試驗臺測試結果，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伺服閥調整

伺服閥的調整有機械調零和電氣調零兩種方式。伺服閥屬于精密部件，非廠家人員只建議使用電氣調零方式，因此，我們只需對伺服閥的相關參數進行調整，然后再次進行空載流量特性試驗即可，直至滿足生產要求。

4結語

本試驗臺可快速測試伺服閥及其他種類閥的各種特性，為現場故障的判斷提供依據，有的放矢解決源頭問題，為企業(yè)降本增效提供有力支撐。

參考文獻

[1]陳章位,穆立江. 電液伺服閥計算機輔助測試技術的研究[J]. 機床與液壓, 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

作者簡介：陰法亮(1984—)，男，工程師，主要從事設備管理、技術創(chuàng)新工作。

收稿日期：2015—05—25

中圖分類號：TK414.1+8

文獻標志碼：A