基于液壓實驗臺的比例伺服閥修復研究

王清

（馬鋼股份公司 物資公司 進口備件部，安徽 馬鞍山 243000）

0 引言

在馬鋼的液壓系統故障診斷和日常維護工作中，通常是依靠工程師的經驗來判斷系統故障和元件使用周期，這樣就會有一定的局限性，不僅有時延誤了故障處理甚至造成了備件浪費。根據統計現場庫存了大量的下線待修液壓元件。由于待修的液壓元件價值較高，若采購新的備件因采購周期較長不僅會增加巨大的成本而且會直接影響生產。

1 液壓比例伺服閥實驗臺的建立

1.1 實驗臺硬件的建立

圖1 液壓比例伺服閥測試平臺

我廠液壓試驗臺主要由液壓泵站、主試驗臺架、輔試驗臺架、計算機測控臺、電氣系統組成，如圖1 所示。控制系統由計算機、信號處理卡、信號采集卡、顯示器、打印機組成。通過信號調理卡將信號調理成標準的電壓信號輸入到數據采集卡中，數據采集卡再通過PCI 總線輸入到計算機。

1.2 實驗臺軟件的建立

測試操作系統軟件界面用VC++編寫，測試數據采集、濾波、處理程序用MATLAB 編寫，并編寫VC++和MATLAB 的接口程序，如圖2、圖3 所示。

圖2 實驗臺液壓閥測試軟件系統

圖3 實驗臺液壓缸測試軟件系統

2 液壓比例閥修復的研究

2.1 性能檢測實驗

以我們修復的Vickers 比例換向閥KBFDG4V-5-2C30NZPH7H710 為例。經過初步測試閥芯工作不連續，有間斷停滯發生。我們對整個閥體進行了全部拆解，并對所有零部件進行了全面清洗，清洗完重新組裝后，進行了二次測試，閥芯間歇性停滯仍然存在，控制信號仍不起作用。此后根據電路信號傳輸前后順利，我們對該閥的內部放大板進行了拆解并進行了測試，具體如圖4、圖5 所示。

圖4 閥體及內置放大板

圖5 電路放大板

2.2 修復過程

電路放大板測試結果表明內置的放大板電路工作正常，不存在問題。我們又測試了向放大板提供反饋信號的位置傳感系統，發現該傳感系統的次級線圈燒壞，我們加工并更換了相關零部件，如圖6 所示。

圖6 位置傳感器拆解圖

圖7 為記錄儀自動打印的當系統壓力設定為2 MPa時的流量曲線、壓力曲線及內泄漏曲線。流量特性曲線橫坐標對應的電壓大小從左到右為-10 V 到+10 V，而流量對應的刻度為每方格2 L/min，即當電壓為-10 V 和10 V 時，對應的流量大小為24 L/min 左右。由流量特性曲線可以看出：流量曲線穩定，重復度良好，電壓由負到正以及由正到負多次變化過程中，同一電壓大小時，流量變化范圍很小，小于5%，根據樣本資料，流量特性已達到出廠標準。

3 液壓伺服閥的修復

3.1 性能檢測實驗

以EMG 伺服閥：SV1-10 為例，閥芯動作不穩定，響應靈敏度嚴重下降，我們對整個閥體進行了全部拆解，并對所有零部件進行了全面清洗，清洗后的閥體及零部件如圖8、圖9所示。

圖7 系統壓力為2 MPa 時的記錄儀曲線

圖8 清洗后的閥體

圖9 清洗后的零部件

閥體清洗重新組裝后，進行了有限點的流量特性初步測試，測試結果如圖10 所示。可以看出：流量特性曲線正負對稱性依然很差，死區范圍，特別是負方向死區范圍大，流量特性已經完全偏離出廠數據。另外，零位位置需要重新調整。此后，再次拆解了該閥，經過多次測試，反復調整機械零位，已將零位位置調至最優位置。但閥的靜態特性曲線，如流量特性和壓力特性等依然達不到工作要求。

3.2 修復過程

多次測試數據表明，閥體內部控制流量開口的轉盤磨損過大，產生了一定的內部泄漏，控制精度也已下降到無法正常工作的范圍，為此我們對該轉盤進行了機械研磨，如圖11 所示。

圖10 有限點的流量特性初步測試結果

圖11 研磨后的轉盤

圖12 系統壓力為7 MPa 時的記錄儀曲線

經過清洗、調零、研磨轉盤等步驟后，我們重新組裝了閥體，并進行了全面測試。圖12 為記錄儀自動打印的當系統壓力設定為7 MPa 時的流量曲線、壓力曲線及內泄漏曲線，其中曲線1 為流量曲線，曲線2 為壓力曲線，曲線3 為內泄漏曲線。流量特性曲線對應的橫坐標為電流大小從左到右為-300 mA 到+300 mA，而流量對應的刻度為每方格5 L/min。由流量特性曲線可以看出：流量曲線基本穩定，同一電流大小時，流量變化范圍很小，流量特性滿足工作要求。壓力曲線對應的橫坐標為電壓大小從左到右為-300 mA 到+300 mA，而壓差對應的刻度為每方格1.0 MPa，即當電壓為-300 mA 和+300 mA 時，對應的壓力大小為7.0 MPa 左右。由壓力特性曲線可以看出：壓力曲線基本穩定，同一電流大小時，壓力穩定。

［1］鄒家祥.軋鋼機械［M］.北京：冶金工業出版社，1992.

［2］雷天覺.液壓工程手冊［M］.北京：機械工業出版社，1990.

［3］王春行.液壓伺服控制系統［M］.北京：機械工業出版社，1981.