喷嘴挡板伺服阀的喷嘴挡板间隙的一种间接测量方法技术

喷嘴挡板伺服阀的喷嘴挡板间隙的一种间接测量方法，通过测量喷嘴挡板伺服阀的静态压力特性，得知喷嘴与挡板装配的初始间距、喷嘴挡板阀挡板的偏移量、喷嘴是否堵塞以及堵塞状况。当输入电信号使挡板偏转到达最大位移时，从负载口压力表中读得压力值，用该压力值与供油压力的比值可判断喷嘴与挡板的初始安装间距是否偏离设计准则规定的量；输入电信号使挡板偏转一定值，通过负载口压力比值可判断挡板偏离中位的偏移量；输入电信号使挡板偏转到达最大位移，用负载口压力比值可判断喷嘴的堵塞系数，得知喷嘴堵塞孔的面积，从而确定堵塞程度并采取维修及故障防御措施。本发明专利技术提高了喷嘴挡板阀制造过程中检测及故障分析的效率和经济性。

An indirect measuring method for nozzle baffle clearance of nozzle flapper servo valve

A indirect method of measuring nozzle flapper gap nozzle flapper servo valve, the static pressure measuring characteristics of nozzle flapper servo valve, nozzle and baffle assembly that initial spacing, nozzle flapper valve plate offset, nozzle is blocked and congestion. When the input signal of the baffle deflection reaches the maximum displacement, load pressure from the table read pressure ratio and oil pressure can be determined by the initial installation of the nozzle and baffle spacing is deviated from the design criteria of the amount specified by the pressure value; input signals of the baffle deflection value, the load pressure ratio can determine the offset position deviation in the input signal of the baffle plate; deflection reaches the maximum displacement, load pressure ratio can determine the coefficient of nozzle clogging, that nozzle plugging hole area, so as to determine the blockage degree and take the maintenance and fault prevention measures. The invention improves the efficiency and the economy of the detection and the failure analysis in the manufacturing process of the nozzle flapper valve.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于飞行器液压系统、液压伺服机构、燃气舵机、船舰舵机、机械工程的机械零件与传动装置和流体控制
，具体涉及一种喷嘴挡板伺服阀的喷嘴挡板的间接 测量方法。通过非接触式的间接测量方法，测量喷嘴和挡板的准确几何位置，从而得知喷嘴 挡板伺服阀的内部装配情况及其特性分析方法。
技术介绍
液压伺服控制理论起源于第二次世界大战前后导弹与火箭的姿态控制。电液伺服阀、喷嘴挡板阀和电液伺服机构是电液伺服系统、气动舵机以及船舰舵机的重要元件，电液伺服阀以及喷嘴挡板阀的性能直接影响飞行器和船舰控制系统的性能。1950年前后美国人W. C. Moog Jr首先开发了航空航天用电液伺服阀。1950年代起，电液伺服控制技术在航空、航天、船舶、冶金和汽车等行业中得到了广泛的应用。电磁阀、比例阀、伺服阀相继问世。电液伺服技术发展至今为止已经广泛应用于各种工业产品中，包括航空航天飞行器的姿态控制大多采用了液压伺服机构。随着宇航及国防军工产品的发展需要，伺服控制系统的要求越来越高。喷嘴挡板阀作为伺服控制系统的一个重要元件，其性能要求高，技术难度大。喷嘴挡板伺服阀的制造精度要求高，内部配合间隙及其要求高，准确地测量喷嘴挡板阀的挡板装配后的配合几何尺寸，保证精确的装配尺寸精度要求，实现产品的高精度和高速度响应特性，都是喷嘴挡板阀制造、装配和使用过程中必须解决的关键问题之一。 喷嘴挡板伺服阀尺寸小且结构复杂，其装配尺寸难于进行直接测量和控制。目前主要采用读数显微镜等工具对各个零件尺寸进行精密测量，然后通过配合偶件的零件单配，保证配合尺寸要求。这种方法的测量周期长，零部件管理过程复杂，检测费用昂贵且装配误差存在严重的不确定性。此外，喷嘴容腔是否堵塞以及堵塞状况如何，目前工程上均未有切实可行的检测方法。例如，电液伺服阀发生非对称压力特性故障时，究竟是由于喷嘴装配尺寸不对称引起的还是由于喷嘴容腔发生堵塞引起的，有各种可能性，即使判断认为喷嘴发生堵塞后也难以知道堵塞物的大小，从而很难找到电液伺服阀或喷嘴挡板阀喷嘴容腔堵塞的真实原因，严重阻碍了喷嘴挡板伺服阀的应用。随着飞行器和船舰舵机系统对高性能喷嘴挡板伺服阀的特殊需求，越来越需要一种新的、高效率的喷嘴挡板伺服阀的喷嘴挡板间隙及其堵塞情况的有效测量方法。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种喷嘴挡板伺服阀的喷嘴挡板间隙及其堵塞情况的间接测量方法，通过测量喷嘴挡板伺服阀的静态压力特性，从而得知喷嘴与挡板的安装位置及其装配间距、喷嘴挡板伺服阀的挡板偏移量、喷嘴是否堵塞以及堵塞的状况等内部结构的几何装配情况，解决直接测量的难实现性和高成本以及性能不确定的问题，实现高性能喷嘴挡板伺服阀的制造和装配过程中的有效检测。 为达到以上目的，本专利技术所采用的解决方案是 通过测量喷嘴挡板阀的静态压力特性的间接方法，从而得知喷嘴与挡板的安装位 置及安装间距、喷嘴挡板阀挡板的偏移量、喷嘴是否堵塞以及堵塞状况。 所述的间接测量方法是在喷嘴挡板阀非拆卸的完整条件下完成检测过程，且检测 过程对产品无任何损伤，没有再次装配弓I起的装配误差。 所述的静态压力特性是在不同的初始安装间隙条件下、喷嘴挡板阀的两个负载口 压力比和挡板偏移量比之间的关系的特性曲线以及负载压力比和堵塞系数曲线。通过检测 台进行试验可以取得喷嘴挡板阀的静态压力特性。 所述的检测台具有恒压油源且对被检测喷嘴挡板阀进油口进行供油，该喷嘴挡板 阀的两个负载口堵死且分别独立连接两个油液压力表或压力传感器；所述的检测台还具有挡板偏移发生装置，从而驱动挡板产生一定偏移且纪录偏移量的数值。 所述的喷嘴挡板阀的间接测量方法是通过静态压力特性曲线进行间接测量的方 法，即输入电信号使挡板向某一方向偏转，当输入电信号后某一负载口的压力达到最小 时，认为此时挡板向该方向的偏转量达到最大值；输入电信号使挡板向另一方向偏转，当输 入电信号后上述同一负载口的压力达到最大时，认为此时挡板朝另一方向的偏转量达到最 大值；任意输入电信号使挡板向某一方向偏转，某一负载口的压力值和输入信号成一一对 应关系，可以从负载口的压力表中读得压力值，用该压力值与供油压力的比值即可间接得 出挡板在两喷嘴之间所处的相对位置。当输入电信号为初始信号时，可得出喷嘴和挡板安 装的初始相对位置；如果挡板的初始安装位置没有处于两个喷嘴的中立位置，可以采取措 施使挡板最终安装在两个喷嘴的中间位置。 所述的喷嘴挡板阀的间接测量方法是通过静态压力特性曲线进行间接测量符合 设计规范的喷嘴挡板阀的喷嘴是否堵塞以及堵塞情况。喷嘴的直径很小，装配后很难直接 测量流体流动过程中喷嘴的直径及其堵塞情况。为此，测量挡板全开时负载口的压力值，利 用该压力值与供油压力的比值从而得到喷嘴的堵塞系数值，即供油口固定节流器的理论面 积与堵塞后某处的面积之比(CdfA。/CdbAb)。未堵塞时，流动过程中任意断面的面积比固定节 流器的理论面积大得多，堵塞系数值为零；发生堵塞时，固定节流器的理论面积和堵塞处的 断面面积之比，可以通过挡板阀全开时的负载口压力值间接取得，即通过堵塞系数值间接 取得喷嘴堵塞孔的面积，由该面积大小预测堵塞物大小从而采取维修及故障防止措施。也 可通过测量零位压力值，并通过零位压力值的大小间接判断具有均等对称布局的喷嘴挡板 阀的喷嘴是否堵塞以及堵塞程度。对于均等对称布局的喷嘴挡板阀，在喷嘴无堵塞的情况 下，零位时所测量的两个负载腔的零位工作压力均为供油压力的1/2，即pl = 1/2ps，p2 = 1/2ps ;在喷嘴完全堵塞的情况下，零位时所测量的两个负载腔的零位工作压力均等于供油 压力，即Pl = ps， p2 = ps ;在喷嘴发生局部堵塞情况下，零位时所测量的两个负载腔的压力应在以下范围，B卩l/2ps <1 pl < lps，l/2ps <3 p2 <1 lps，且可通过所测量的压力值pl和p2的大小判断堵塞的严重程度，得知喷嘴堵塞孔的面积，由该面积大小预测堵塞物 大小从而采取维修及故障防止措施。 进一步，可将上述方法集成并用于喷嘴挡板阀的喷嘴与挡板距离以及喷嘴是否堵 塞以及堵塞情况的间接测量系统。通过该方法判断喷嘴挡板阀的喷嘴与挡板距离；喷嘴是 否堵塞；堵塞情况等。 通过本专利技术的方法，在测量喷嘴挡板阀的压力静态特性图后，根据图上的压力值分别判读喷嘴与挡板装配的初始间距、喷嘴挡板阀挡板的偏移量、喷嘴是否堵塞以及堵塞 的状况。 由于采用了上述方法，本专利技术具有以下特点通过测量喷嘴挡板阀的静态压力特 性从而间接测量喷嘴与挡板装配的初始间距、喷嘴挡板阀挡板的偏移量、喷嘴是否堵塞以 及堵塞的状况，该方法中喷嘴挡板阀的基本特性和内部结构的配合量之间的对应关系明 确，解决了直接测量时高成本且性能不确定的问题，大大地提高了喷嘴挡板阀制造与装配 过程的测量效率和经济性，同时为喷嘴挡板阀和电液伺服阀的维修和采取故障防止措施提 供了有效的定量分析途径。附图说明 图1是本专利技术的一种实施例的主要部分的示意图。 图2是本专利技术的一种实施例的检测台部分的示意图。 图3是本专利技术的一种实施例的初始对称装配间距为标准值时的喷嘴挡板阀两个 负载口压力比和挡板偏移量比之间的关系的特性曲线图。 图4是本专利技术的一种实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
喷嘴挡板伺服阀的喷嘴挡板间隙的一种间接测量方法，其特征在于：通过测量喷嘴挡板阀的静态压力特性的间接方法，从而得知喷嘴与挡板的初始安装间距、喷嘴挡板阀挡板偏移量、喷嘴是否堵塞以及堵塞状况。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：訚耀保，孟伟，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：31[]