电液伺服阀静态特性实验报告北科版

电液伺服阀静态特性实验报告1实验台简介SY10电液伺服阀静态性能实验台主要与工业控制计算机，光栅位移传感器， 位移显示及信号转换器相配，用于测量伺服阀的静态特性。实验台所用控制和测量装置采用数字输入、输出控制方式。控制工业控制计算 机，D/A接口板，伺服放大器实现控制信号的输出。光栅位移传感器测量油缸的位 移，位移显示及信号转换器显示油缸的位移并将位移信号传输给计算机。2系统工作原理如图2静态实验台系统原理图所示，其主要原件为：截止阀（序号1）、油泵 （序号2）、单向阀（序号3）、精过滤器（序号4）、安全阀（序号5）、溢流阀 （序号6）高压液压手动阀（序号7）、三位六通液动换向阀（序号8）、静态实验 液压缸（序号9）、高压开关（序号10）、集流器（序号11），散热器（序号 12）、减压阀（序号13）、三位四通电磁换向阀（序号14）。通过三位四通电磁换向阀（序号14）来控制伺服阀安装座与液压缸之前的三位 六通液动换向阀（序号8）的换位，根据实验需要切换油路来进行不同的伺服阀静态 性能实验。工业控制计算机，D/A接口板，伺服放大器实现控制信号的输出；工业控制计 算机，A/D接口板，位移信号的输入控制。光栅位移传感器测量油缸的位移，位移显 示及信号转换器显示油缸的位移并将位移信号传输给计算机。3实验台性能参数额定供油压力：25MPa许用供油压力：631.5 MPa回油压力：0.4MPa公称流量：30L/mi n工作液：YH-10, YH-20或其它石油基液压油工作液的正常工作温度：40 60C工作液的允许工作温度：1560C-30it图2静态实验台系统原理图工作液清洁度：10 m被测伺服阀额定流量范围：15160L/min伺服阀额定电流范围：8200mA流量测量范围：0.430 L / min流量计测量时间T : 0.1827秒流量计常数：3284脉冲/秒流量测量精度：2%分辨率：0.2%压力损失：0.4MPa油缸参数：D =110 mm d = 35 mm 行程 S = 1000 mm光栅传感器L= 1000 mm位移显示器0.1mm/14伺服阀静态特性实验4.1空载流量实验4.1.1实验目的：测绘出伺服阀的空载流量曲线，并求出其流量增益；4.1.2实验装置：SY10伺服阀静态实验台及其泵站，工业控制计算机，D/A接口板，伺服放大器，光栅位移传感器，位移显示及信号转换器。4.1.3实验步骤：1）把被测伺服阀安装在实验台的伺服阀安装座上，把导线接到信号发生器上，（实验前已完成）把阀的进，出油口（ A 口与B 口），回油口与泄漏 口都打开；2）打开油箱吸油管的截止阀和实验台上的高压开关，启动油泵驱动电机，油泵开始运转；3）调节溢流阀的调定压力到被测伺服阀的额定压力，压力值由压力计读 出，关闭实验台上的高压开关；4）将转换开关左转，使三位四通电磁换向阀（序号14）的左边电磁得 电，阀的左位工作，压力控制油进入三位六通液动换向阀（序号8）的左位， 换向阀的左位工作负载油口 A、B 口敞开；5）检查系统的零偏；工业控制计算机输出电压 0 V，对应伺服阀电流 0mA通过位移显示及信号转换器显示值计数观察油缸的位移，若油缸有位移， 通过调节伺服阀电流使油缸运动停止，记录此时的调节电流值即为零偏；6）工业控制计算机输出电压0 一土 3.5V,对应伺服阀电流10mA/V测L In为20%、40%、60%、70%,通过位移显示及信号转换器显示值计数油缸的位移，同时记录相同位移的时间，计算得出流量ql ；4.1.4根据所测数据，绘出伺服阀的空载流量曲线。4.2压力特性实验4.2.1实验目的：测绘出伺服阀的压力特性曲线，并由曲线求出其压力增益；4.2.2实验装置：工业控制计算机，D/A接口板，伺服放大器，SY10伺服阀 静态实验 台及其泵站。4.2.3实验步骤：1）把被测伺服阀安装在实验台的伺服阀安装座上，把导线接到伺服放大器 控制箱上，把阀的进，出油口（ A 口与B 口）及泄漏口关闭，只打开阀的回油 口；2）打开油箱吸油管的截止阀和实验台上的高压开关，启动油泵驱动电机， 油泵开始运转；3）调节溢流阀的调定压力到被测伺服阀的额定压力，压力值由压力计读 出，关闭实验台上的高压开关；4）将转换开关置中位，使三位四通电磁换向阀（序号14）的两边电磁都 不得电，阀的中位工作，三位六通液动换向阀（序号8）的中位，负载油口A、B 口关闭；5）工业控制计算机输出电压0 一土 3.5V，对应伺服阀电流10mA/V表传感器读出，测 I In 为 5%、10%、15%、20%、40%、60%、70% ；6）根据工业控制计算机输出电压0 一土 3.5V不同的电压值，记录伺服 阀 输出口 R、P2的压力值；4.2.4根据所测数据，绘出伺服阀的压力特性曲线。4.3内泄漏实验4.3.1实验目的：测绘出伺服阀的内泄漏特性曲线，并根据曲线分析伺服阀的功 率滑阀的配合情况及磨损情况；4.3.2实验装置：工业控制计算机，D/A接口板，伺服放大器，SY10伺服阀静态实验台及其泵站。4.3.3实验步骤：1）把被测伺服阀安装在实验台的伺服阀安装座上，把导线接到信号发生器 上，把阀的进，出油口（ A 口与B 口）及回油口关闭，只打开阀的泄漏口；2）打开油箱吸油管的截止阀和实验台上的高压开关，启动油泵驱动电机， 油泵开始运转；3）调节溢流阀的调定压力到被测伺服阀的额定压力，压力值由压力计读 出，关闭实验台上的高压开关；4）将转换开关右转，使三位四通电磁换向阀（序号14）的右边电磁得电，阀的右位工作，压力控制油进入三位六通液动换向阀（序号8）的右位，换 向阀的右位工作，负载油口 A、B 口关闭；5）在电压0 一土 3.5V范围内改变工业控制计算机输出电压值，对应伺服阀电流变化，测Iln为20%、40%、 60%、70%，通过位移显示及信号转换器显示值计数油缸的位移，同时记录相同位移的时间，计算得出流量Q。；4.3.4根据所测数据，绘出伺服阀的内泄漏特性曲线。5实验数据5.1根据所测数据，测绘出伺服阀的空载流量曲线，并求出其流量增益；空载流 量实验的数据如表1所示，位移为10mm表1空载流量实验数据l/ln时间/SI/A流量 q x 10A-4/(m3 ? s-1)-70%0.5-0.0073.40-60%0.6-0.0062.83-40%0.9-0.0041.89-20%2.2-0.0020.770%00.0000.0020%2.20.0020.7740%1.00.0041.7060%0.60.0062.8370%0.40.0074.25根据实验数据绘出空载流量曲线，如下空载流量曲线4.501 4.00m3.503.00x4 2.502.00X 1.50量1.00八A源流 0.50-+i0.00b6*10 0.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.008l/A空载流量曲线003005 Oo O0 .5 xq量00:ix 流0 .500-O5010.0010.0020.0030 0040,0050.0060.0070.008l/A可得，流量增益 Kq0=(8X 106)/(3.6 X 10-3)=3.85x10A-2 m3/s-1?A5.2 根据所测数据，绘出伺服阀的压力特性曲线，计算伺服阀压力增益；压力特性实验的数据如表2所示。表2压力特性实验数据I/AP/公斤力/cm2P2/公斤力/cm203500.023070.043380.0634110.0835180.135300.1235300.1435310.163632根据实验数据绘出压力特性曲线如下。压力特性2 mcr)0.020.040.060.080.10.120.140.16 0JI压力增益 KpO=34.3MPa/A5.3 根据所测数据，绘出伺服阀的内泄漏特性曲线。内泄漏实验的数据如表3所示，油缸的位移为2mm表3内泄漏实验数据l/ln时间/sI/Aq x 10A-4/(m 3 s-1)-70%19.4-0.0070.2429-60%19.3-0.0060.2464-40%19.3-0.0040.2576-20%18.4-0.0020.24640%10.900.242920%7.00.0020.242940%19.20.0040.261560%19.40.0060.253770%19.50.0070.2394根据实验数据绘出内泄漏特性曲线，如下。内泄漏实验曲线0.2650I I1 础600 A?13 0.2550r 争0.2500:0.245090.24000.2350-0 008-0 006-0.004-0,00200.0020 0040.0060.008I/A6思考题6.1伺服阀的空载流量曲线表示阀的什么特性？流量曲线非常有用，它不仅给出阀的极性、额定空载流量增益、名义流量增 益，而且还可以从中得到阀的线性度、对称度、滞环、分辨率，并揭示阀的零区特 性。6.2伺服阀的压力特性曲线表示阀的什么特性？压力增益越大，阀对负载压 力的控制就越灵敏。6.3 伺服阀的内泄漏特性曲线表示阀的什么特性?内泄漏流量是负载流量为零时，从回油口流出的总流量。对两级伺服阀而言， 内泄漏流量由前置级的泄露流量qpO和功率级泄露流量q1组成。功率滑阀的零位 泄漏流量qc与供油压力ps之比可作为滑阀的流量-压力系数。零位泄漏流量 对新阀 可作为滑阀制造质量的指标，对旧阀可反映滑阀的磨损情况。6.4 何谓伺服阀的零偏？何谓伺服阀的零漂？他们对控制系统的影响是什么？在实验时，伺服阀的零偏和零漂何时出现，怎么消除？零偏是指为使阀处于零位所需的输入电流值， 以额定电流的百分比表示。零漂是 指工作条件或环境变化所导致的零偏变化，以其对额定电流的百分比表示。零偏 和零漂会影响伺服阀的死区，从而影响系统的精度、快速性及稳定性。阀工作一段 时间后，由于结构尺寸、组件应力、电磁性能、流力特性等可能发生外形变化，零 点发生变化，出现零偏；当供油压力、回油压力、工作油温、零值电流等工作 条件 发生变化时，阀的零位发生偏移，出现零漂。系统调整或检查时，可加偏置电流以 补偿零偏，而随工作条件变化的零漂是无法补偿的。