电液伺服阀叠合量气动测量系统研究

• 作 者: 黄川
• 机 构: 华中科技大学
• 出 处: 华中科技大学
• 发表日期: 2018年期
• 关键词: 电液伺服阀 叠合量 气动测量 精度控制

电液伺服系统目前广泛应用于航天、航海、机器人等领域，其中的核心零部件是电液伺服阀，电液伺服阀的性能直接影响到电液伺服系统的品质。在电液伺服阀中，滑阀被用于功率放大，它由阀芯和阀套组成。阀芯和阀套的轴向配合尺寸的加工是电液伺服阀加工中的关键工序，通常用叠合量来表征这种配合尺寸。工艺上一般是为滑阀设计一个2～4μm的微小正叠合量，公差要求为±0.5μm。显然，准确测量滑阀叠合量成为加工其配磨尺寸的必要前提。　　目前伺服阀叠合量测量技术在测量精度和自动化程度方面存在不足，本文研究目的在于提高电液伺服阀叠合量的测量效率，实现测量过程的全自动化，同时满足叠合量测量精度需求。为了提高系统的自动化程度，从气路设计、机械结构、控制方案等方面提出了一系列策略，重点分析了电液伺服阀气动测量原理及特点，从阀口流量特性出发，提出了压力式和流量式相结合的叠合量气动测量方法，也即压力式气动测量方法用于测量准备阶段的阀芯自动对中，流量式气动测量方法用于测量阶段的叠合量精确测量；在叠合量计算方面，为提高大流量电液伺服阀叠合量计算精度，应用ANSYS Fluent流体仿真技术对阀口小开口情况进行仿真，验证阀口小开口下流量特性曲线的非线性；提出了一种不需要根据实际测量工况进行修正的叠合量算法。　　研制了一套电液伺服阀叠合量气动测量台，交付给用户使用已有一年多时间。通过实验和工程实践验证，该测量系统的叠合量测量精度达到±0.5μm，且重复精度达到±0.5μm，实现了电液伺服阀叠合量的全自动化测量，满足了电液伺服阀叠合量测量的精度和效率需求。