某型电磁活门校验器的研制

吕孟军，郭 琪，贾斯法

(1.空军第一航空学院航空机械工程系，河南 信阳 464000；2.长沙航空职业技术学院，湖南 长沙 410124)



某型电磁活门校验器的研制

吕孟军1，郭 琪1，贾斯法2

(1.空军第一航空学院航空机械工程系，河南 信阳 464000；2.长沙航空职业技术学院，湖南 长沙 410124)

针对某型电磁活门无专用校验设备和规范流程，故障定位困难、检测程序复杂等问题，制订了准确校验该型电磁活门性能的方法，并开发了专用校验设备，满足了电磁活门技术参数的检测和性能校验需求；使用表明，该设备能够可靠并准确地对电磁活门进行校验，确保了故障定位、性能判定的准确性。

电磁活门；校验器；研制

为确保某型电磁活门性能的正常发挥，需要对其进行定期准确检测，目前该电磁活门还没有专用校验设备，仅凭人工经验判断，操作繁琐、性能判定误差大。为解决上述问题，开发了专用的检测设备来完成此项工作。

1 设备功能及指标要求

校验器的主要功能是确定待测电磁活门的性能指标是否合格，为使用提供实测数据，具体包括：一是确定电磁活门的通电响应性能，保持附件进口压力为3.92 MPa、供电电压调整为18 V，接通电磁阀，油压在2秒内降为0且瞬时电流不超过3 A；二是确定电磁活门的控制动作性能，附件进口压力在≤3.92 MPa范围内调整、供电电压为27 V时，接通电磁阀，油压在2秒内降为0且瞬时电流不超过3 A；三是确定电磁活门的断电密封性能，电磁活门断电的前提下，将进口压力调至3.92 MPa，压力表指示油压在3 min内应不出现下降。

主要技术指标包括：工作介质为航空滑油(75%HO-8AGB439-9025%HH-20GB440-77)；校验工作压力为3.92 MPa、最大压力为6.86 MPa；电源输入AC 220 V、输出DC 0～30 V连续可调；过滤精度0.2 μ；手摇泵下压力≤50 0N(产生最大压力6.86 MPa对应值)；使用环境温度-10 ℃～+25 ℃、湿度≤80%；外形尺寸600×400×500 mm(长×宽×高)、重量40 Kg；校验周期12个月；MTBF≥200 h。

2 技术方案

2.1 总体设计

根据功能模块划分，校验器主要由液压部分和供电部分组成，关系如图1所示。

图1 校验器模块组成

液压部分主要包括液压泵、液压附件和液压管路组件，为待测件提供压力滑油，同时确保油压的稳定、连续调节和安全可靠无泄漏。电源部分主要包括控制、显示和输出组件，为待测附件提供直流电压，同时确保供电的稳定、电压的连续调节和安全可靠。

校验器的外观如图2所示，其布局充分考虑到模块功能的相对独立性，利于设备的检查和维修。为防止安装拆卸待测件时泄露的滑油污染接口和指示仪表，大部分功能阀、插头、接口、表和调整旋钮等均安装在位置较高且倾斜的面板上，以便于操作和观察。待测附件置于漏油槽上方，泄露的滑油流入油槽中收集，根据情况导出设备。右侧为手摇泵组件即压力源部分，同时提供加注滑油口、放油口及观察窗等。设备内部则安装蓄能器、油滤等液压元件和液压管路等。

图2 校验器外观

2.2 液压部分设计

液压部分的原理如图3所示。滑油箱中的滑油由手摇泵泵出，经过单向截至、油滤滤清、蓄能器稳压后[1]，经过闸阀通待测件，出口滑油流回滑油箱；管路中设置两个油压表进行压力读取，同时为确保系统工作安全可靠，在进油路上设置有安全阀进行过压保护。

图3 液压部分原理图

2.2.1 液压泵组件

手摇泵：双柱塞手摇泵，单行程注油量20ml、最大泵压10MPa。油箱：容量3L，外壁上加工加油/放气口、泄压口、观察窗、放油口等。单向活门：钢珠式，防止油液回流。泄压阀及压力表：校验结束回油泄压，压力表指示手摇泵后压力。

2.2.2 液压附件

蓄能器：0.8L，消除压力脉动和缓冲。油滤：过滤精度0.2μm。安全阀：打开压力7MPa，管路压力过压保护。压力表：压力指示范围0～10MPa，指示待测件实际压力。

2.2.3 液压管路

待测件安装平台：通过密封圈与待测件紧密贴合，内部提供进油、出油管路，安装面与电磁活门结构一致。保压阀：隔离待测件与其他液压附件的通道，用于测试待测件的密封性。管路及接口：6mm不锈钢管路，与待测件管径和接口一致[2]。

2.3 电气部分设计

为待测电磁阀提供符合指标且连续可调的直流电，电源输出通过电缆连接电磁阀的电气接口。电源指标为：输入AC220V、输出DC0-30V连续可调(调节精度0.1V)，最大输出功率90W。电源逻辑关系如图4所示。

图4 电气部分关系图

2.3.1 控制组件

除电源开关外，在电源表模块上的“V/A”转换开关用于电压/电流的调节，正常情况下为“V”状态；“HOLD”键为电压锁定键，正常情况下不需要操作。

2.3.2 显示组件

电源表模块上的LED显示屏分别显示电压和电流，用于给附件加电读取和电流值判定。

2.3.3 输出组件

电源表模块上的“ON/OFF”为电压输出/截止键，校验附件时根据需要按下，按一次切换一次。

2.4 操作流程设计

2.4.1 准备

取下位于漏油盘上面的待测泵固定架盖板，将待测件插入三个螺栓上，用扳手将紧固螺母拧紧。打开油箱上的加油口盖加注滑油，确认加油口盖处于松开排气或者拧下状态，确认油箱内滑油液位不低于观察窗口。确认手摇泵上的泄压阀处于关闭状态，确认面板上的保压阀处于松开状态。将电缆的一头连接于设备面板上的插座并拧紧，将另外一头连接于待测件的插头上并拧紧。将电源线连接于设备左侧下部的插座上，接上220V电源。将手摇泵手柄插入手摇泵摇臂套筒上。

2.4.2 校验

打开面板上的电源开关。旋转电压指示表盘上的电压调节旋钮，进行电压调整到27V。通过小幅度摇动手摇泵摇臂使滑油压力上升到4MPa，压力值可通过任何一块压力表观察。将面板上的保压阀拧紧、将手摇泵上的泄压阀缓慢拧松，此时面板压力表数值保持不变、手摇泵压力表压力降为0。此时面板压力表数值应在3分钟内不明显下降，说明待测阀的密封性符合规定，否则说明待测阀不合格。按下电压指示表盘上的“ON/OFF”键，此时面板压力表数值应该迅速降为0，且电压表瞬时电流不超过3A，说明待测阀的通电响应和通油性能符合规定，否则说明待测阀不合格。再次按下电压指示表盘上的“ON/OFF”键，使待测阀不通电。将面板上的保压阀拧松，将手摇泵上的泄压阀拧紧。旋转电压指示表盘上的电压调节旋钮，进行电压调整到18V。可以根据需要反复进行性能校验。

2.4.3 关机

取下手摇泵摇臂、盖好油箱口盖。关闭面板上的电源开关，拔下设备电源线。取下电源插座与待测阀上的电缆。取下待测阀，盖好待测泵固定架盖板。

3 重难点问题的解决

3.1 液压动力的产生

液压动力的产生，要综合考虑便捷性、安全性、实用性和成本[3]。有两种方式可以选择：一是使用小型电动泵站，二是使用手摇泵，究竟采用何种方式，要依据校验要求确定。由于设备工作时，管路中的油压最大不到7MPa，单从压力值来看，手动方式就可以实现，且滑油流量很小，不需要大功率；如果采用电动液压泵站，虽然不需要人力驱动，但是要进行用电安全设计，同时压力调节要设置调压阀，必然导致部附件数量增多，系统可靠性下降。从研制成本看，采用电动泵站的价格是手摇泵的5倍左右，因此从可靠性和成本两个方面综合考虑，手摇泵完全可以达到指标要求且成本较低，操作性和可靠性好，选择为动力来源。

3.2 压力脉动处理和卸荷

由于通向待测电磁活门的滑油压力要进行调整和卸荷，势必造成压力存在脉动，指示不准确，而手摇泵本身不具有消除脉动和卸荷功能，因此在管路中必须设置相应附件。压力的调整由手压摇臂的行程决定，压力脉动的消除采用蓄能器实现，设置闸阀对压力进行卸荷[4]。在蓄能器的选型上，既要考虑平稳压力，又要考虑能及时体现压力变化，容量大则即使待测电磁活门存在故障，压力变化也很难体现出来，容量小则脉动消除效果不好，在进行科学论证和试验的基础上，设备采用0.8L容积蓄能器进行消除压力脉动处理[5]。

3.3 安全保障措施

设备中有滑油有强电，虽然滑油本身性质比较稳定，不易燃烧，但是为确保绝对安全，还是要想办法使油、电在物理上完全隔绝。解决的方案是，设备分为左右两部分，右侧完全为液压管路部分，左侧完全为电气部分，油与电只在待测电磁活门处接触，由于活门本身具有安全设计，因此课保证设备的使用安全。此外电气部分的所有电路接头均采取防爆处理，避免出现裸线，线路中设置保险丝，防止短路等情况的出现。为防止静电的出现，电源线保留地线，使机壳接地。此外，为防止打压过高损坏零件和待测电磁阀，在管路上设置安全阀，超过压力后油液回流。

3.4 校验通用化的保证

校验器的研制充分考虑到了升级换代及通用性扩展需求，在压力值、电源指标设计等方面，具有较大的拓展空间，不需要更换内部零部件即可获得更高一级的技术指标。根据不同的电磁活门接口特性，设备在仅仅更换待测件固定架的前提下，即可实现对不同型号电磁活门的有效校验，理论上能够满足所有接口相似的电磁活门的测试需求，产品通用性良好，具有广泛的应用和拓展空间。

4 结论

校验器使用的反馈情况表明：该设备的检测精度高、可靠性好、性能判定准确率高、测试性能参数和检查内容合理，而且操作简单、使用方便、易于维护，能够极大提高对某型电磁活门的校验效率，有助于装备维护水平的提升。

[1] 郑洪生.气压传动与控制[M].北京：机械工业出版社，1988.

[2] 郭琪，温海涛.某型航空发动机油启封设备的研制[J].化工自动化及仪表，2013,(9).

[3] 李小刚，曹克强，候艳艳，等.某型油液流量计量试验台设计[J].液压与气动，2012,(8).

[4] 杨安元，王绪奇，张军，等.飞机液压刹车活门检测装置设计[J].装备制造技术，2013,(9).

[5] 郭北涛，柳洪义，田洪海，等.蓄能器组在电磁阀试验台中的应用[J].液压与气动，2010,(6).

[编校：杨 琴]

Development of a Certain Type of Electromagnetic Valve Calibrator

LV Mengjun1，GUO Qi1，JIA Sifa2

1.AviationmechanicalengineeringdepartmentoftheFirstAeronauticalCollegeofAirForce,XinyangHenan464000；2.ChangshaAeronauticalVocationalandTechnicalCollege,ChangshaHunan410124)

There are no special calibration equipment and standard process for a certain type of electromagnetic valve. Also, it is difficult to locate the fault and the detection program is complex. Therefore, a method of accurately calibrating electromagnetic valve's performance was worked out and a special calibration equipment has been developed to meet the needs of detection and check technical performance parameters. It is indicated that the device can reliably and accurately calibrate the electromagnetic valve so as to ensure the accuracy of fault location and performance determination.

electromagnetic valve; calibrator; development

2015-07-08

吕孟军(1978- )，男，山东烟台人，讲师，工学硕士，研究方向为航空发动机故障诊断与检测。

V235

A

1671-9654(2015)03-044-04