[发明专利]一种喷嘴挡板伺服阀前置级液动力测试装置和方法

说明书

本发明属于液压控制领域，具体涉及一种喷嘴挡板伺服阀前置级液动力测试装置和方法。该装置包括喷嘴挡板式伺服阀、十字型测杆、X轴激光位移传感器、X轴力传感器和X轴微位移直线推杆。挡板位移测量装置利用十字型测杆，本发明解决了无法测量伺服阀前置级液动力的难题；避免了直接测量对伺服阀正常工作状态的干扰，避免影响挡板的受力、位移特性；可求得伺服阀工作中液动力的大小。

技术领域

本发明属于液压控制领域，具体涉及一种喷嘴挡板伺服阀前置级液动力测试装置和方法。

背景技术

伺服阀是伺服系统的核心精密控制元件，它的性能直接影响甚至决定整个系统的性能。伺服阀能够精确地将毫安级的电流信号转换为控制伺服机构运动的大功率液压流量信号。喷嘴挡板伺服阀因其响应速度快、功率放大率高、线性好、死区小等优点，广泛应用于航天各运载型号伺服机构中。

前置级是伺服阀的关键部分，伺服阀工作中产生的前置级液动力能够决定整个伺服阀的性能。因此，前置级液动力的精确测量对于充分了解伺服阀性能与前置级关系乃至整阀特性的研究具有重要意义，为伺服阀的设计与性能优化提供重要依据。

喷嘴挡板式伺服阀前置级包括衔铁、弹簧管、挡板等。喷嘴挡板伺服阀的工作原理为：通过输入一定量的控制电流使前置级中衔铁及挡板发生偏转，两喷嘴腔形成压差并引起功率级的阀芯移动，由于力矩平衡阀芯会精确停留在某一位置，从而使伺服阀输出与输入电流成比例的流量。

伺服阀工作中，两喷嘴射出的液流作用在前置级的挡板上的合力定义为前置级液动力。经检索，目前没有测量喷嘴挡板伺服阀前置级液动力的设备、相关发明或实用新型。

在伺服阀实际工作中，前置级的挡板和喷嘴在装配后处于伺服阀壳体的密闭结构中，直接测量密闭结构中产生的液流力本身是一件困难的事情。前置级液动力的测量需要精确获得挡板位移，而装配后挡板处于密闭空间，同样不可能通过直接方法确定衔铁组件挡板的位移。若测量液动力就要破坏伺服阀结构，这会改变伺服阀性能，测试结果准确性相应改变。目前，没有伺服阀前置级液动力测量装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种喷嘴挡板伺服阀前置级液动力测试装置和方法，在不破坏伺服阀内部结构的情况下，不对伺服阀正常工作进行干扰的情况下，能够准确测量挡板的受力和位移，从而间接求得伺服阀前置级液动力的大小。

为解决上述技术问题，本发明一种喷嘴挡板伺服阀前置级液动力测试装置，该装置包括喷嘴挡板式伺服阀、十字型测杆、X轴激光位移传感器、X轴力传感器和X轴微位移直线推杆，十字型测杆垂直固联在喷嘴挡板式伺服阀的挡板的上方，底面与挡板上表面紧密连接，十字型测杆十字的一条边方向与喷嘴挡板式伺服阀的喷嘴方向平行；X轴力传感器固定于可调节位置式支架I，X轴力传感器方向平行于喷嘴挡板式伺服阀的喷嘴方向；X轴微位移推杆固定于X轴力传感器端部，X轴微位移推杆的球头端部与十字型测杆该端的端部接触；X轴激光位移传感器固定于可调节位置式支架II，位于喷嘴挡板式伺服阀的相对于X轴力传感器的另一端，X轴激光位移传感器测量方向平行于喷嘴挡板式伺服阀的喷嘴方向。

装置还包括Y轴激光位移传感器、Y轴力传感器和Y轴微位移直线推杆，Y轴力传感器固定于可调节位置式支架IV，Y轴力传感器方向垂直于喷嘴挡板式伺服阀的喷嘴方向；Y轴微位移推杆固定于Y轴力传感器端部，Y轴微位移推杆的球头端部与十字型测杆该端的端部接触；Y轴激光位移传感器固定于可调节位置式支架III，位于喷嘴挡板式伺服阀的相对于Y轴力传感器的另一端，Y轴激光位移传感器测量方向垂直于喷嘴挡板式伺服阀的喷嘴方向。

X轴激光位移传感器、Y轴激光位移传感器与十字型测杆的测量点在同一高度。

一种喷嘴挡板伺服阀前置级液动力测试方法，包括以下步骤：