桅杆油缸平衡阀性能参数自动测试系统及其测试方法技术方案

本发明专利技术提供了一种桅杆油缸平衡阀性能参数自动测试系统及其测试方法，系统包括电比例节流阀、第一电比例安全阀、第二电比例安全阀、流量传感器、三位四通电磁换向阀、二位二通电磁换向阀、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、信号检测模块、数据处理模块、显示器。本发明专利技术在测试过程中检测平衡阀中单向阀开启压力、换向阀开启压力、溢流阀开启压力、换向阀最大开度压力、单向阀流量

【技术实现步骤摘要】
桅杆油缸平衡阀性能参数自动测试系统及其测试方法


[0001]本专利技术涉及液压测试设备
，尤其是一种桅杆油缸平衡阀性能参数自动测试系统及其测试方法。

技术介绍

[0002]平衡阀作为旋挖钻机桅杆液压系统平衡负载关键性元件，其性能参数对桅杆倒立桅、调桅极其重要。平衡阀中溢流阀的开启压力直接影响调桅后的锁紧状态，过小的开启压力会导致桅杆油缸松动，过大的开启压力会导致桅杆油缸高压力时不泄油，系统不安全；单向阀的流量
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压差曲线、换向阀的开启压力和阀口流量
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压差曲线直接影响调桅的工作效率，明确这些性能参数对调桅工作有着至关重要的作用；换向阀的最大开度压力影响控制信号的给定，明确控制压力和开度的关系能更好的设置控制信号；单向阀的开启压力影响系统流量对桅杆油缸的压力冲击，过小的开启压力会导致系统内高压油冲击开启单向阀，从而进入已经调桅结束的桅杆油缸，造成桅杆油缸位移累计，异常伸出，调桅不精确，过大的开启压力会导致单向阀开启困难。目前仍缺少对其关键性能参数的测试原理和方法，其关键性能如关键元件的开启压力及最大开度压力、压力—流量曲线等参数在桅杆作业测试时，很难精准获取，这会影响调桅作业的精确度和控制难度。
[0003]传统的测试方法需人工调节溢流阀的调节螺母来调节压力，压力变化梯度靠试验员经验判断，控制精度低，测试得到的数据精确性差。用传统方法测试平衡阀不同进油方向的流量
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压力曲线时，需人工拆卸胶管，调换平衡阀进出油口方向，费事费工，自动化程度不高，测试效率低，后续还需人工处理数据，智能化程度低。

技术实现思路

[0004]为了克服现有的测试系统及方法的控制精度低、数据精准性差、自动化程度低、测试范围小的技术缺陷，本专利技术的目的在于提供一种桅杆油缸平衡阀性能参数自动测试系统及其测试方法，对平衡阀各项关键性能及关键元件进行全面测试，无需人工大量调节，自动化程度高、测试效率高、控制精度高、结果准确率高，测试后直接于显示屏上查看测试结果，无需大量记录，便于数据操作，节约时间。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：本专利技术提供一种桅杆油缸平衡阀性能参数自动测试系统，其包括主泵、第一电比例安全阀、第二电比例安全阀、先导泵、流量传感器、电比例节流阀、三位四通电磁换向阀、二位二通电磁换向阀、第一压力传感器、第二压力传感器、桅杆油缸平衡阀、第三压力传感器、信号检测模块、数据处理模块与显示器；所述电比例节流阀、第一电比例安全阀、第二电比例安全阀、三位四通电磁换向阀、二位二通电磁换向阀具有外置控制器，控制器通过控制电流大小调节电比例节流阀、第一电比例安全阀、第二电比例安全阀、三位四通电磁换向阀、二位二通电磁换向阀的开度，配合恒压变量泵调节系统压力与流量，线性成梯度增加或减少电比例节流阀的控制电流，控制系统流量；线性成梯度增加或减少第一电比例安全阀和第二电比例安全阀的控制电流，控制
系统压力；控制三位四通电磁换向阀左右电磁铁得电、失电，控制油液通断、换向；控制二位二通电磁换向阀右边电磁铁得电、失电，控制先导油液通断；所述电比例节流阀的第一端与所述主泵出油口相连，所述电比例节流阀的第二端与所述三位四通电磁换向阀相连，所述第一电比例安全阀的第一端与所述电比例节流阀进油路相连，所述第一电比例安全阀的第二端与油箱相连，所述第二电比例安全阀的第一端与所述先导泵出油口相连，所述第二电比例安全阀的第二端与油箱相连；所述三位四通电磁换向阀的第一端与所述流量传感器相连，所述三位四通电磁换向阀的第二端与主泵出油口相连，所述三位四通电磁换向阀的第三端和第四端分别与所述桅杆油缸平衡阀的C和V1口相连，并于其管路上加装所述第二压力传感器和所述第三压力传感器，所述二位二通电磁换向阀的第一端与所述先导泵出油口相连，所述二位二通电磁换向阀的第二端与所述桅杆油缸平衡阀的PI先导口相连，中间管路加装所述第一压力传感器，第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器和所述流量传感器采集信号输入所述信号检测模块，经过所述数据模块后输出于所述显示器。
[0006]在一个优选实施方式中，在自动测试过程中，获得桅杆油缸平衡阀中单向阀开启压力、换向阀开启压力、溢流阀开启压力、换向阀最大开度压力、单向阀流量
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压降曲线、换向阀流量
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压降曲线；自动测试过程中全程由控制器根据电信号自动调节系统流量、压力参数，信号检测模块自动检测数据，数据处理模块自动处理数据和拟合曲线，结果输出于显示器；所述信号检测模块具有对压力、流量的有无判断及示数辨识的功能；所述数据处理模块具有对压力、流量分析和运算处理的功能；所述显示器具有对测试值和拟合曲线图显示的功能。
[0007]在另一个优选实施方式中，所述数据处理模块包括对传感器信号进行记录和回溯、第二压力传感器和第三压力传感器作差的压损运算、压损相隔一定时间内是否相等的判断和流量
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压力曲线拟合运算的功能。
[0008]本专利技术的第二方面，提供一种根据前述桅杆油缸平衡阀性能参数自动测试系统的测试方法，具体包括以下步骤：
[0009]S1、根据权利要求1所述的桅杆油缸平衡阀测试系统连接系统液压回路，将第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器和流量传感器采集信号输出线连接信号检测模块，信号检测模块输出线与数据处理模块连接，数据处理模块输出线与显示器连接；检查各液压元件是否正常工作无故障，按下自检按钮，观察显示器显示是否正常，判断电气元件是否正常工作无故障，若无故障则开始测试：
[0010]S2、启动主泵、先导泵；
[0011]S3、按下单向阀开启压力测试按钮，此时控制器发出指令使得三位四通电磁换向阀右边电磁铁得电，此时油液由桅杆油缸平衡阀的V1口进，C口出，控制器控制第一电比例安全阀阀口开度；
[0012]S4、第二压力传感器和第三压力传感器采集压力信号，信号检测模块自动监测第三压力传感器信号波动，并读取第二压力传感器示数；
[0013]S5、数据处理模块记录第二压力传感器和第三压力传感器信号，当第三压力传感器的读数有波动时，此时数据处理模块自动记录第二压力传感器的读数，记为P1，即单向阀开启压力，并保留测试过程中第二压力传感器的压力变化数据；
[0014]S6、按下复位按钮，控制器中断电信号，使系统处于开始测试阶段；
[0015]S7、重复步骤S3、S4、S5、S6，试验多次，数据处理模块自动记录每次测得的单向阀开启压力P2、P3、P4、P5，通过公式自动运算取平均值，结果显示于显示器；
[0016]S8、按下换向阀开启压力测试按钮，控制器发出指令使得三位四通电磁换向阀左边电磁铁得电以及二位二通电磁换向阀得电，此时油液分为两路，第一路为由桅杆油缸平衡阀的C口进，V1口出,第二路为以先导泵为油源流进Pi口；控制器控制第一电比例安全阀阀口开度以调节系统压力，控制第二电比例安全阀阀口开度，从而调节先导油路压力；
[0017]S9、第一压力传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种桅杆油缸平衡阀性能参数自动测试系统，其特征在于，其包括主泵、第一电比例安全阀、第二电比例安全阀、先导泵、流量传感器、电比例节流阀、三位四通电磁换向阀、二位二通电磁换向阀、第一压力传感器、第二压力传感器、桅杆油缸平衡阀、第三压力传感器、信号检测模块、数据处理模块与显示器；所述电比例节流阀、第一电比例安全阀、第二电比例安全阀、三位四通电磁换向阀、二位二通电磁换向阀具有外置控制器，控制器通过控制电流大小调节电比例节流阀、第一电比例安全阀、第二电比例安全阀、三位四通电磁换向阀、二位二通电磁换向阀的开度，配合恒压变量泵调节系统压力与流量，线性成梯度增加或减少电比例节流阀的控制电流，控制系统流量；线性成梯度增加或减少第一电比例安全阀和第二电比例安全阀的控制电流，控制系统压力；控制三位四通电磁换向阀左右电磁铁得电、失电，控制油液通断、换向；控制二位二通电磁换向阀右边电磁铁得电、失电，控制先导油液通断；所述电比例节流阀的第一端与所述主泵出油口相连，所述电比例节流阀的第二端与所述三位四通电磁换向阀相连，所述第一电比例安全阀的第一端与所述电比例节流阀进油路相连，所述第一电比例安全阀的第二端与油箱相连，所述第二电比例安全阀的第一端与所述先导泵出油口相连，所述第二电比例安全阀的第二端与油箱相连；所述三位四通电磁换向阀的第一端与所述流量传感器相连，所述三位四通电磁换向阀的第二端与主泵出油口相连，所述三位四通电磁换向阀的第三端和第四端分别与所述桅杆油缸平衡阀的C和V1口相连，并于其管路上加装所述第二压力传感器和所述第三压力传感器，所述二位二通电磁换向阀的第一端与所述先导泵出油口相连，所述二位二通电磁换向阀的第二端与所述桅杆油缸平衡阀的PI先导口相连，中间管路加装所述第一压力传感器，第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器和所述流量传感器采集信号输入所述信号检测模块，经过所述数据模块后输出于所述显示器。2.根据权利要求1所述的桅杆油缸平衡阀性能参数自动测试系统，其特征在于，在自动测试过程中，获得桅杆油缸平衡阀中单向阀开启压力、换向阀开启压力、溢流阀开启压力、换向阀最大开度压力、单向阀流量
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压降曲线、换向阀流量
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压降曲线；自动测试过程中全程由控制器根据电信号自动调节系统流量、压力参数，信号检测模块自动检测数据，数据处理模块自动处理数据和拟合曲线，结果输出于显示器；所述信号检测模块具有对压力、流量的有无判断及示数辨识的功能；所述数据处理模块具有对压力、流量分析和运算处理；所述显示器具有对测试值和拟合曲线图显示的功能。3.根据权利要求1所述的桅杆油缸平衡阀性能参数自动测试系统，其特征在于，所述数据处理模块包括对传感器信号进行记录和回溯、第二压力传感器和第三压力传感器作差的压损运算、压损相隔一定时间内是否相等的判断和流量
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压力曲线拟合运算的功能。4.一种根据权利要求1
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3之一所述的桅杆油缸平衡阀性能参数自动测试系统的测试方法，其特征在于，具体包括以下步骤：S1、根据权利要求1所述的桅杆油缸平衡阀测试系统连接系统液压回路，将第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器和流量传感器采集信号输出线连接信号检测模块，信号检测模块输出线与数据处理模块连接，数据处理模块输出线与显示器连接；检查各液压元件是否正常工作无故障，按下自检按钮，观察显示器显示是否正常，判断电气元件是否正常工作无故障，若无故障则开始测试：
S2、启动主泵、先导泵；S3、按下单向阀开启压力测试按钮，此时控制器发出指令使得三位四通电磁换向阀右边电磁铁得电，此时油液由桅杆油缸平衡阀的V1口进，C口出，控制器控制第一电比例安全阀阀口开度；S4、第二压力传感器和第三压力传感器采集压力信号，信号检测模块自动监测第三压力传感器信号波动，并读取第二压力传感器示数；S5、数据处理模块记录第二压力传感器和第三压力传感器信号，当第三压力传感器的读数有波动时，此时数据处理模块自动记录第二压力传感器的读数，记为P1，即单向阀开启压力，并保留测试过程中第二压力传感器的压力变化数据；S6、按下复位按钮，控制器中断电信号，使系统处于开始测试阶段；S7、重复步骤S3、S4、S5、S6，试验多次，数据处理模块自动记录每次测得的单向阀开启压力P2、P3、P4、P5，通过公式自动运算取平均值，结果显示于显示器；S8、按下换向阀开启压力测试按钮，控制器发出指令使得三位四通电磁换向阀左边电磁铁得电以及二位二通电磁换向阀得电，此时油液分为两路，第一路为由桅杆油缸平衡阀的C口进，V1口出,第二路为以先导泵为油源流进Pi口；控制器控制第一电比例安全阀阀口开度以调节系统压力，控制第二电比例安全阀阀口开度，从而调节先导油路压力；S9、第一压力传感器和第二压力传感器采集压力信号，信号检测模块自动监测第二压力传感器信号波动，读取第一压力传感器示数；S10、数据处理模块记录第一压力传感器及第二压力传感器信号，当第二压力传感器的读数有波动时，此时数据处理模块自动记录第一压力传感器的读数，记为P1，即换向阀开启压力，并保留测试过程中第一压力传感器的压力变化数据；S11、按下复位按钮，控制器中断第二电比例安全阀电信号，使系统处于开始测试阶段；S12、重复步骤S8、S9、S10、S11，试验5次，数据处理模块自动记录每次测得的换向阀开启压力P2、P3、P4、P5，通过公式自动运算取平均值，结果显示于显示器；S13、按下换向阀最大开度压力测试按钮，控制器发出指令使得三位四通电磁换向阀左边电磁铁得电以及二位二通电磁换向阀得电，此时油液分为两路，第一路为由桅杆油缸平衡阀的C口进，V1口出,第二路为以先导泵为油源流进Pi口；控制器控制第二电比例安全阀以及电比例节流阀阀口开度，配合信号检测模块实时监测流量传感器示数，保证系统流量恒定；S14、第二压力传感器和第三压力传感器采集压力信号，流量传感器采集流量信号，信号检测模块自动读取三者信号输入数据处理模块；S15、数据处理模块记录第二压力传感器示数P1及第三压力传感器示数P2，通过公式P＝P2‑
P1对二者示数做差处理，当差值恒定时，此时数据处理模块自动记录第一压力传感器的读数，记为P
max1
，即换向阀最大开度压力，并保留测试过程中流量传感器数据以及第一压力传感器数据；
S16、按下复位按钮，控制器中断第二电比例安全阀电信号，使系统处于开始测试阶段；S17、重复步骤S13、S14、S15、S16，试验5次，数据处理模块自动记录各次换向阀最大开度压力P
max2
、P
max3
、P
max4
、...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾超，张珍年，贾存德，凌树新，孔祥东，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：