一种液压平衡阀自动调试装置及调试方法

技术领域

本发明涉及液压控制技术领域，具体涉及一种液压平衡阀自动调试装置及调试方法。

背景技术

平衡阀在各类液压系统中应用广泛，需要根据实际需求设定平衡阀的开启压力并检查其关闭压力。

现有的平衡阀是通过人工旋转调节螺杆的方式调节平衡阀开启压力，配合调节供油系统的溢流阀以改变供油压力，目测观察出口出油情况以判断其开启或关闭状态。由于自身启闭特性的影响，往往需要反复多次才能较为准确的达到目标值。开启压力设定工作全程由人工操作完成，效率低、工作强度大。

通过人工调试，即对操作人员的反应、手感和经验都有较高要求，否则很难保证调试精度。

由此可见，如何提高液压平衡阀的调试效率及精度为本领域需解决的问题。

发明内容

针对于现有平衡阀调试方法存在调试效率不高且精准度难以保证的技术问题，本发明提供了一种液压平衡阀自动调试装置，其能够实现平衡阀的自动调节，无需人工干预，大大提高了调试效率以及精准度，在此基础上，还提供了自动调试的方法，有效地克服了现有技术所存在的问题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种液压平衡阀自动调试装置，包括油液输入单元，控制单元，第一液压传感器，液压平衡阀，动力机构以及流量传感器，所述油液输入单元与液压平衡阀连接，所述第一液压传感器设置于液压平衡阀的进口处并与控制单元连接，对液压平衡阀的进口压力进行检测并将检测数据传输给控制单元，所述流量传感器设置于液压平衡阀的出油口处，通过流量传感器检测液压平衡阀的出口流量并传输给控制单元，所述控制单元与动力机构连接，所述动力机构驱动连接液压平衡阀，对液压平衡阀进行调试。

进一步地，所述液压平衡阀的出口处设有第二液压传感器，并与控制单元连接进行数据交互，所述第二液压传感器对液压平衡阀的出口压力进行实时检测并传输给控制单元。

进一步地，所述动力机构包括步进电机以及连接结构，所述步进电机通过连接结构与液压平衡阀进行连接。

进一步地，所述油液输入单元包括油箱，电动机以及液压泵，所述电动机驱动连接液压泵，所述液压泵在电动机的驱动下可将油箱的油液抽吸至油路中。

进一步地，所述液压泵配合设有比例溢流阀，通过改变比例溢流阀的输入电信号的大小，调节液压泵的出口压力。

进一步地，所述液压泵出口处配合设有第三液压传感器并与控制单元连接进行数据交互，所述第三液压传感器对液压泵的出口压力进行实时检测并传输给控制单元。

为了达到上述目的，本发明提供了一种液压平衡阀自动调试装置的自动调试方法，所述自动调试方法基于上述所述的液压平衡阀自动调试装置实现，所述自动调试方法包括如下步骤：

(1)步进电机通过传动机构调节被试平衡阀螺杆至较高的设定压力；

(2)启动液压泵，调节比例溢流阀至平衡阀进口压力为所需的开启压力；

(3)步进电机通过传动机构调节平衡阀螺杆，降低其设定压力，至流量计检测到平衡阀出口有油液流出，停止调节；

(4)调节比例溢流阀，调低液压泵供油压力，至比例溢流阀卸荷；

(5)调节比例溢流阀，升高液压泵供油压力，至液压平衡阀出口出油；

(6)观察此时液压平衡阀进口压力是否符合设定要求，偏差是否在允许范围内，如不符合要求，则根据偏差情况，步进电机通过传动机构微调平衡阀螺杆，并重复前述步骤4和步骤5；如符合要求，则进行步骤7；

(7)调节比例溢流阀，缓慢调低液压泵供油压力，至平衡阀出口出油不成线，停止调节，记录此时压力，即关闭压力；

(8)步骤4-步骤7，至少重复做2次；

(9)调节比例溢流阀，调低液压泵供油压力，至比例溢流阀卸荷，完成该平衡阀的调试。

本发明提供的液压平衡阀自动调试装置及调试方法，其通过闭环控制实现平衡阀调试过程的全自动，无需人工干预，大大提高了调试效率以及精准度。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为本液压平衡阀自动调试装置的原理图；

图2为本液压平衡阀自动调试装置中控制系统的结构示意图；

图3为本液压平衡阀自动调试装置中实施例3的结构示意图；

图4为本液压平衡阀自动调试装置中实施例4的结构示意图。

下面为附图中的部件标注说明：

1.油箱2.电动机3.液压泵31.第三液压传感器4.比例溢流阀5.第一液压传感器6.液压平衡阀7.流量传感器8.步进电机9.连接机构10.控制单元61.液压平衡阀71.流量传感器。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

现有平衡阀调试方法由于全程为人工调试，因此存在调试效率不高且精准度难以保证的技术问题，对此，本发明提供了一种液压平衡阀自动调试装置，其通过在原始油路中增添了电动机构，将电动机构接入至被试平衡阀中，可实现被试平衡阀的自动调试，无需人工使用扳手旋转调节螺杆进行调试，由此，大大提高了调试效率以及精准度。

实施例1：

进一步地，参见图1，本方案提供的液压平衡阀自动调试装置，包括油箱1，电动机2，液压泵3，比例溢流阀4，第一液压传感器5，被试平衡阀6。

其中电动机2驱动连接液压泵3，可通过电动机2驱动液压泵3从油箱1中抽吸液压油至油路中。

比例溢流阀4设置于液压泵3所输出的油路中，通过改变比例溢流阀4的输入电信号的大小，调节其设定压力，用于调节液压泵3的出口压力。

第一液压传感器5设置于液压平衡阀6的进口处，用于对液压平衡阀进口的液压油压力进行实时监测。

液压平衡阀6在各类液压系统中应用广泛，因此，需要根据实际需求设定平衡阀的开启压力并检查其关闭压力，现有的液压平衡阀6调试过程均为手动调试，此工作效率低，因此，本发明的目的是通过闭环控制实现平衡阀调试的自动化，以提高工作效率。

因此，参见图2，在整个调试装置中配合设有控制单元10，要实现闭环控制，设定压力的调节及检测可通过比例溢流阀4及第一液压传感器5实现，因此控制单元10分别与比例溢流阀4及第一液压传感器5连接，通过第一液压传感器5实时监测液压平衡阀6的进口压力，并传输给控制单元10，控制单元10可根据设定的压力对比例溢流阀4进行监测或调节，保证经比例溢流阀4输出的液压油在所需压力值范围内。

进一步地，液压平衡阀6一般通过调节螺杆调节其设定压力，目前通过人工使用扳手旋转调节螺杆。其调节行程一般有2-4圈，调压范围在几MPa至几十MPa。因此，需要精细调节螺杆并能可靠保持位置。

因此，本方案在液压平衡阀6上接入动力机构并与控制单元10配合设置，动力机构驱动连接液压平衡阀的调节螺杆，通过控制单元的控制可驱动动力来自动调试液压平衡阀6。

具体的，控制单元10根据检测到第一液压传感器5、流量传感器7的信号，与目标值对比，对动力机构进行调节，与目标压力偏差较大时，可快速调节；接近目标压力时，可降低调节速度。

其中动力机构优选为步进电机8，将步进电机8通过连接机构9直接与液压平衡阀6中的调节螺杆进行连接，本方案优选步进电机8，是因为步进电机8具有如下特点能够满足液压平衡阀6调节压力的需求，能够对液压平衡阀6进行细微调节并可靠保持；

(1)具有保持转矩(是指步进电机通电但没有转动时定子锁住转子的力矩)和锁住转矩(是指步进电机在没有通电的情况下定子锁住转子的力矩)；

(2)步进角度一般有7.5°、1.8°、1.5°最小的为0.7 2°，一圈360°需要500个脉冲完成，由此能够进行小角度的精确调试；

(3)具有瞬间启动和急速停止的优越特性；

(4)改变脉冲的顺序可以方便地改变转动的方向。

其次，液压平衡阀6进口压力会随着通过流量的变化发生明显变化。因此设定开启压力时，要求其出油流量不高于1Lpm。液压平衡阀6关闭时，以其出口流量不成线为判断依据，此时流量为几十mLpm。目前通过人工目视判断平衡阀出口流量情况，其判断的精准度不高。

因此，本方案在液压平衡阀6的出油口处配合设有流量传感器7，通过流量传感器7可检测液压平衡阀6的出口流量。

此流量传感器7优选为高精度小量程流量计，最小检测流量不高于30mLpm。利用该特点判断液压平衡阀6的出口在开启时是否有小流量出油，关闭时出口是否已经低于成线的流量，可满足判断平衡阀出油口状况的需求。

本方案中不限定于采用小量程流量计，作为替代，也可采用流量开关，具体地可根据实际情况而定。

基于上述结构所构成的液压平衡阀自动调试装置，本方案还提供了一种液压平衡阀自动调试的方法，所述自动调试的方法包括如下步骤：

(1)步进电机8通过传动机构9调节液压平衡阀6螺杆至较高的设定压力(确保高于所需的开启压力pk)；

(2)启动液压泵3，调节比例溢流阀4，至液压平衡阀6进口压力为所需的开启压力pk；

(3)步进电机8通过传动机构9调节液压平衡阀6螺杆，降低其设定压力，至流量计7检测到液压平衡阀6出口有油液流出，停止调节；

(4)调节比例溢流阀4，调低液压泵3供油压力，至比例溢流阀4卸荷；

(5)调节比例溢流阀4，升高液压泵3供油压力，至平衡阀6出口出油；

(6)观察此时液压平衡阀6进口压力是否符合设定要求，偏差是否在允许范围内，如不符合要求，则根据偏差情况，步进电机8通过传动机构9微调平衡阀螺杆，并重复前述步骤4和步骤5；如符合要求，则进行步骤7)；

(7)调节比例溢流阀4，缓慢调低液压泵3供油压力，至平衡阀出口出油不成线，停止调节，记录此时压力，即关闭压力pb；

(8)步骤4-步骤7，至少重复做2次；

(9)调节比例溢流阀4，调低液压泵3供油压力，至比例溢流阀4卸荷，完成该平衡阀的调试。

实施例2：本实施例在实施例1的基础上，在液压平衡阀6的出口处配合设有第二液压传感器，通过设置第二液压传感器对液压平衡阀6的出口压力进行实时检测。

第二液压传感器与控制单元10配合连接进行数据传输，将对液压平衡阀6检测的出口压力传输至控制单元10并与相对应动力机构对液压平衡阀6所调节的速率及角度形成一组数据，并在控制单元10内进行存储形成数据包。

由此，可通过液压平衡阀6的出口压力可对应获知动力机构对液压平衡阀6所调节的速率及角度，同样相反的，可通过动力机构对液压平衡阀6所调节的速率及角度来获知液压平衡阀6的出口压力。由此，能够提高本液压平衡阀6的调试精确度。

实施例3：

本实施例在实施例1的基础上，在液压泵3的出口处配合设置第三液压传感器31，通过第三液压传感器31可对液压泵3的出口压力进行实时检测。

同时，第三液压传感器31与控制单元10配合连接，可将液压泵3的出口压力实时传输给控制单10元，能够对液压泵3的出口压力进行精准的监测。

实施例4：

本实施例在实施例1的基础上，参见图4，可在步进电机8上设置连轴器，可通过连轴器再配合设置一液压平衡阀61以及流量传感器71，通过步进电机8可同时对两个液压平衡阀6/61进行调试。

具体的，将输入至液压平衡阀内的高压油通过管路设置将其分为两路，分别接入至两个液压平衡阀6/61内，并通过步进电机8同时对两个液压平衡阀进行调试，能够使得一个步进电机8同步调节两个液压平衡阀，由此，可增加液压平衡阀的调节速率。

由上述方案构成的液压平衡阀自动调试装置，其通过闭环控制实现平衡阀调试过程的全自动，提高工作效率。

其次，利用高精度、小流量传感器测量平衡阀出口流量，可满足判断平衡阀出油口状况的需求。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。