基于试验台的伺服阀空载流量特性测试及研究

阴法亮　刘　明

(莱芜钢铁集团有限公司设备检修中心 山东 271126)



基于试验台的伺服阀空载流量特性测试及研究

阴法亮刘明

(莱芜钢铁集团有限公司设备检修中心 山东 271126)

摘要：主要介绍了液压试验台的原理及伺服阀的空载流量特性，并利用该试验台测试了伺服阀空载流量特性。

关键词：试验台；伺服阀；特性

目前轧钢生产线的装备水平较高，电液比例技术、伺服控制技术大量应用液压元器件，尤其是比例阀、伺服阀、伺服缸的正常使用和维护已成为保障设备正常运转的一项关键性工作。为使伺服阀性能符合生产要求，利用液压试验台对伺服阀进行性能测试和失效评价，可有效降低伺服阀在线失效率。试验台还提供了校准功能，即根据检测数据，对被试阀的参数进行调整，可使部分被试阀满足生产线的使用要求。

1试验台原理

在液压控制技术中，伺服控制系统是目前最先进的液压系统。伺服阀性能主要从静态特性和动态特性两方面衡量，伺服阀的动态特性有频率特性、阶跃相应特性，伺服阀的静态特性测试主要有压力流量特性、空载流量特性、压力增益特性、内泄漏特性。伺服阀的结构原理相对比较复杂，伺服阀的特性影响伺服阀的控制精度。为了满足轧钢设备的使用要求，主要进行伺服阀的空载流量特性测试。

为了判断伺服阀的好坏以及调整参数，必须要有专门的设备和仪器，液压试验台适用于非装机主流产品的测试，主要模拟位置、速度和压力的闭环系统，能够完成伺服阀性能测试和研究。试验台设置有伺服阀、比例方向阀的性能测试工位，并且在液压回路上装有压力、流量检测传感器。

空载流量特性，即额定压力下，负载压力为零，输入电流在正负额定电流下变化，一个完整的循环后，输出流量与输入电流的关系曲线称为空载流量特性。伺服阀的性能测试是通过设定压力、流量以及试验回路，给定被试阀模拟信号，检测传感器，完成数据采集，并且给工控机输送对比分析，绘制出所需特性曲线的过程。图1为试验台伺服阀测试原理图。

图1　试验台伺服阀测试原理图

2伺服阀测试

本测试以型号为D661的伺服阀为对象，按照标准步骤及注意事项进行安装测试。不同种类的阀所适用的安装面标准不同，以D661为例，其安装面符合ISO 4401-05-05-0-94标准要求。将被试阀通过安装面安装在试验台上，先核对被试阀的进出油口是否与试验台上的压力油口、回油口相对应，注意伺服阀是否需要先导供油和先导回油，若需要，将其与试验台上的对应油口接通。还应注意伺服阀是否有泄漏油口，若有，应使该泄漏油口与回油箱无压力连接。按照伺服阀的技术数据接线，对不同形式的伺服阀要注意电流信号的强度。安装后，通过试验台工控机对伺服阀施加控制信号，观察阀两腔的压力变化情况。如果伺服阀两腔压力无变化或变化迟钝，说明伺服阀阀芯无动作或动作不灵活，要停机断电，进行检查维修。如果两腔压力随电流变化，说明伺服阀阀芯动作流畅，可进行下一步相关试验。

按照上述步骤对型号为D661的伺服阀进行空载流量特性试验，用计算机自动绘制该伺服阀的空载流量特性曲线，并计算分析数据。理想的零开口电液伺服阀的流量曲线应该是过坐标零点的直线，此直线称为公称流量曲线。但实际伺服阀因结构和制造等原因，输出流量与输入电流呈回环状函数曲线。

计算机根据检测结果自动绘制出空载流量曲线如图2所示。该曲线显示了被试阀在负载为零条件下，伺服阀出口流量随电流变化规律。由图2可以看出：

(1)在电流变化过程中，实际流量并不按理论曲线随电流的变化而改变。在产生相同输出流量时，电流有一定差值，这个差值的最大值与额定电流的百分比称为滞环。滞环值越小，实际流量曲线越贴近公称流量曲线，伺服阀的空载流量特性越好，滞环允许值不超过4%。根据试验台测试结果，本伺服阀的滞环值为2.695%，说明滞环值合格。

(2)在电流变化过程中，流量曲线的切线斜率时刻变化，则曲线斜率偏离公称流量曲线的程度称为不对称度。假设公称流量曲线的斜率为K1，任意时刻流量曲线的斜率为K2，则不对称度=(K2-K1)/K1，不对称度允许值不超过10%。根据试验台测试结果，本伺服阀的不对称度为4.697%，在允许范围之内。

(3)由图2可以看出，流量曲线的直线性不好，与公称流量曲线出现偏离，这种直线性称为线性度，线性度的允许值不超过7.5%。根据试验台测试结果，本伺服阀的线性度为13.006%，明显超出合格范围。

图2　空载流量曲线

3伺服阀调整

伺服阀的调整有机械调零和电气调零两种方式。伺服阀属于精密部件，非厂家人员只建议使用电气调零方式，因此，我们只需对伺服阀的相关参数进行调整，然后再次进行空载流量特性试验即可，直至满足生产要求。

4结语

本试验台可快速测试伺服阀及其他种类阀的各种特性，为现场故障的判断提供依据，有的放矢解决源头问题，为企业降本增效提供有力支撑。

参考文献

[1]陈章位,穆立江. 电液伺服阀计算机辅助测试技术的研究[J]. 机床与液压, 2005(1):101-102.

编辑陈秀娟

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

作者简介：阴法亮(1984—)，男，工程师，主要从事设备管理、技术创新工作。

收稿日期：2015—05—25

中图分类号：TK414.1+8

文献标志码：A