电液伺服阀静态特性实验台液压系统设计一、本课题的项目背景及研究意义电液伺服阀是闭环控制系统中最重要的一种伺服控制元件，它能将微弱的电信号转换成大功率的液压信号（流量和压力）。用它作转换元件组成的闭环系统称为电液伺服系统。电液伺服系统用电信号作为控制信号和反馈信号，灵活、快速、方便；用液压元件作执行机构，重量轻、惯量小、响应快、精度高。对整个系统来说，电液伺服阀是信号转换和功率放大元件；对系统中的液压执行机构来说，电液伺服阀是控制元件；阀本身也是个多级放大的闭环电液伺服系统，提高了伺服阀的控制性能。因此其性能直接决定和制约着整个电液伺服控制系统的控制精度、响应特性、工作可靠性及寿命。电液伺服系统是液压伺服系统和电子技术相结合的产物，由于它具有更快的响应速度，更高的控制精度，在军事、航空、航天、机床等领域中得到广泛的应用。目前，液压伺服系统特别是电液伺服系统己经成为武器自动化和工业自动化的一个重要方面，应用十分广泛。按照国家有关规定，电液伺服阀出厂或维修以后必须进行性能测试和参数调节，以检验它的质量好坏。伺服阀用量大的使用单位或重要使用场合，用户应设有伺服阀试验台，以便对新阀性能进行复检，并对使用中的伺服阎定期复检或比较试验。目前，电液伺服阀性能测试试验台主要有两种类型：一种是传统的手工测试、记录类型；另一种是计算机辅助测试(ComputerAidedTest简称CAT)类型。传统手工测试系统利用按钮、信号发生器、记录仪、示波器等来实现，测试成本高、结构复杂，测试时受人为因素影响大，测试精度低。随着信号处理技术和计算机技术的发展，出现了一种新型的测试系统，即CAT系统，是建立一套计算机数据采集和数字控制系统，与试验台连接起来，由计算机对各试验参数，如压力、流量、转速、温度等参数进行数据采集、量化和处理并输出测试结果。在试验过程中，计算机还可以根据数字反馈或人工输入要求，对测试过程进行控制，达到计算机密切跟踪和控制试验台及试件状态的目的，从而高速、高精度地完成对液压产品的性能测试。二、液压CAT技术国内外的发展自六十年代以来的二十多年中，电子技术飞速发展，大规模集成电路的出现、数字化仪表的大量应用、数字计算机的推广和使用等，在此基础上，国外己有了以计算机为主体的自动测试系统。随着计算机的广泛使用，液压测试已开始采用CAT技术。70年代初，美国、德国、日本等国已相继应用微处理器配套专用设备对伺服阀进行调试和数据处理。70年代后期国内己开始这方面的开发研究国内己有许多高等院校及科研单位正在进行液压CAT的研究工作，并在液压工作的测试中得到一定应用。-1-我国己经研制出一些具有较高性能的液压计算机辅助测试系统，如机械部北京自动化研究所研制的液压元件计算机辅助测试系统，该系统可完成阀和泵的性能测试；北京理工大学研制的液压泵(液压马达、液压泵一液压马达传动系统)工作特性的计算机辅助试验系统；上海交通大学及昆山液压件厂共同研制的液压阀特性实验系统等等。在一些测试系统中，计算机不仅是数据采集和处理的中心，而且完成控制试验条件、补偿传感器的非线性、安排试验程序、完成输出特性曲线及数据文件等工作。液压CAT的应用模式，经历了下面四个阶段：(1)常规二次仪表+单板机+汇编语言；(2)常规二次仪表+专用接口+计算机+高级(或汇编)语言+输出设备；(3)通用接口+微型机系统；(4)兼有测试试验数据处理和计算机控制功能的微机系统。从测试系统的功能看有两种模式：一是计算机对测试装置进行控制并完成测试过程数据采集、处理一体化的系统。二是计算机不对测试装置进行控制，只进行数据采集、信号处理和试验结果输出的系统。三、课题研究的主要内容1）了解电液伺服阀静态特性试验台工作过程和原理及液压系统设计方法；2）详细设计试验台液压系统；3）通过设计、计算，选择液压元件来实现实验台的整个液压系统设计并实现对电液伺服阀的静态特性主要包括压力-电信号特性、流量-电信号特性、压力-流量特性以及内泄漏特性的测量。四．课题的关键问题1）电液伺服阀静态特性试验台液压系统对压力稳定性要求很高，因此要保证系统压力稳定2）伺服阀属于高精度液压元件，对油液污染特别敏感，因此要保证油源的清洁五、解决方案为了提高伺服阀对压力平稳性的要求，在液压泵出口设置压力滤波器。以降低和吸收系统压力脉动，为了防止系统附件故障导致系统压力超压，在压力管路上设置了压力继电器和电磁溢流阀，当系统超压时，电磁溢流阀首先打开泄压;如果压力进一步上升，则压力继电器发出信号，切断电机电源，保护整个液压系统。为了防止系统突然出现的未明故障损坏被测伺服阀或测试系统，电磁溢流阀上的电