引言
叉车速度控制阀是叉车中的重要液压零部件，主要是用来控制车辆行驶的前进与后退方向、改变行驶速度的快慢以及在狭窄空间作业时对车速进行微动调整。叉车速度控制阀是把电磁换向阀、速度控制电磁插装阀及速度微动调整的微动阀集成在一起的组合阀，此阀的性能质量好坏直接影响叉车的行驶与作业，本研究针对DY系列某型号叉车速度控制阀性能检测中微动阀推杆位移及进出油口油压工程测试的实现进行相关研究。
1 叉车速度控制阀中微动阀推杆位移测试
叉车速度控制阀性能测试中，需要测试阀前进1、2挡及后退1、2挡出油口油压与微动阀推杆位移的关系，为此，需要检测出微动阀推杆的位移。该位移的测量具有两个特点：①位移行程短，推杆整个行程的移动距离L≤20mm；②测量位移时，推杆要缓慢移动，由于油压传感器与速度控制阀出油口有一段距离，所以油压数据采集有滞后现象，为了准确测量对应推杆不同位置的相应准确出口油压，必须要求推杆缓慢移动。采用KTR-C型内置弹簧自复位式微型小量程直线位移传感器，该型传感器尺寸小，重量轻，安装方便，工作电源电压范围分布广，在DC0～24V间任一电压均可，测量的线性精度为0.05%，完全满足精度要求。微动阀推杆的推动方案可以采用气缸驱动、液压缸驱动、电机驱动三种方案。液压缸推动噪声大、有液压油渗漏污染，而推杆的推动设备是安装在检测台的台面上，为了避免污染，降低噪声，提高检测设备的检测环境，放弃了液压缸驱动方案。对气缸驱动及电机驱动进行了驱动对比试验。气缸驱动使用电磁换向阀控制气缸移动方向，使用手动节流阀调节气缸移动速度，气缸驱动装置如图1所示。经过试验，气缸驱动具有如下缺点：
图1 气缸驱动装置
①在节流阀正常开度，微动阀推杆可以均匀速度移动前提下，气缸驱动推杆移动速度比较快；
②使用节流阀进行调节控制，推杆速度虽然可以降下来，但是移动不均匀，由于在推杆移动过程中，推杆导轨的阻力不均匀，而且推杆回位弹簧的阻力越来越大，出现推杆移动或快或慢，甚至在中途停止的现象。
电机驱动使用IAI步进电机电动推杆做为驱动力源，该设备将步进电机与滚珠丝杠集成制作成一个部件，滚珠丝杠将电机的转动转变为直线移动输出，通过导轨和连接机构推动微动阀推杆移动。电机驱动装置如图2所示，在该推动设备中，由脉冲频率控制步进电机的转速，即微动阀推杆的移动速度，由脉冲数控制微动阀推杆的移动距离。经过试验，电机驱动具有如下优点：
①通过脉冲控制微动阀推杆的移动速度及移动位置，控制精度高；
②通过改变脉冲频率，微动阀推杆移动速度可调，可以实现缓慢移动一小段距离，停止移动，采集此位置的油压与位移，然后继续缓慢移动，并进行下一次的采集；
③推动微动阀推杆移动过程中，电机噪声小，无油液泄漏污染；
图2 电机驱动装置
整个电机驱动的叉车速度控制阀中微动阀推杆位移测量装置，如图3所示。步进电机电动推杆1安装在安装板2上，安装板2通过6个螺母固定安装在底板4上，步进电机电动推杆1的推杆通过联轴器10与导杆6连接，导杆6通过连接头8与微动阀推杆（在图中未画出）相连，步进电机电动推杆1推动导杆6在导轨5上移动，并进一步推动微动阀推杆移动，位移传感器器3安装在底板4上，位移传感器弹簧推杆11向左压缩到零位并使用挡板9定位，挡板9固定在导杆6上，随着导杆的移动而移动，这样当微动阀推杆在步进电机电动推杆1推动下向右移动时，位移传感器弹簧推杆11在本身弹簧的推力作用下随着挡板9也一起向右移动，而且移动的位移量等于微动阀推杆的位移量。
1．步进电机电动推杆2．步进电机电动推杆安装板
3．位移传感器4．底板5．导轨6．导杆7．XYZ三向调整板
8．导杆与微动阀推杆连接头9．位移传感器弹簧推杆挡板
10．联轴器11．位移传感器弹簧推杆
图3 电机驱动微动阀推杆位移测量装配图
2 叉车速度控制阀进出油口油压的测试
叉车速度控制阀性能测试中，需要测试阀空挡、前进1、2挡及后退1、2挡出油口油压以及阀的进油口油压，并以此为基础，对进出油口的油压变化范围及相互变化关系进行分析判断，从而确定该阀的性能与质量。检测叉车速度控制阀进出口油压的液压系统组成原理图如图4所示。
图4 油压测量液压系统原理图
整个系统由液压站及进出油压检测系统组成，液压站中，5kW两极三相交流异步电机带动油泵供油，使用变频器改变电机的转速，可以检测叉车速度控制阀在不同流量下的进出口油压，电机的转速在1000～3000r/min范围内变动。定压阀调整泵输出油压为1.5MPa。二位三通电磁换向阀改变液流方向，当需要更换被检测阀时，电磁换向阀通电，液流从泵流出不经过被检测阀，直接流回液压箱，这样可以在不停机的状态下直接更换被检测阀，加快了检测效率，延长了电机寿命。在油压检测时，需要保证油温在70℃左右，采用了一套加热自动控温装置，该装置由加热器、油温传感器、温控仪及固态继电器组成，整个电路的连接如图5所示。加热器的功率为3kW，使用电压AC220V，安装在液压箱中部靠近吸油口附近，给液压油加热，油温传感器使用DC12V电压供电，安装在油箱上靠近加热器的位置，检测加热器附近的油温，检测出的温度信号传送给温控仪，在温控仪内将获得的油温传感器信号与设定的加热目标温度做比较，使用闭环PID算法控制固态继电器的通断，而固态继电器串接在加热器的电源供电线路上，相当于开关，通过这样的闭环连接实现油温的精确控制。油压传感器使用中亚PT301耐高温型油压传感器，DC12V电压供电，测量范围0～3MPa，测量精度为0.5%，油压传感器通过螺纹连接安装在油路块上，如图6所示。
图5 液压油加热恒温控制原理图
图6 油压传感器及安装油路块
油压传感器安装油路块上加工出1个进油通道及4个出油盲道，在进油通道与出油盲道上部加工出螺纹孔，用于安装油压传感器，从液压站泵出的油经油压传感器油路块进油通道进入被检测阀油路块，通过油压传感器油路块进油道上的油压传感器可以测量出叉车速度控制阀的进油油压，被检测阀油路块4个出油口对应着叉车速度控制阀的前进1、2挡及后退1、2挡油路，这4条油路被接入油压传感器油路块上的4个出油盲道上，用于测量4个挡位的出油油压。
3 结论
上述位移及油压的测量方法及装置被应用到叉车速度控制阀自动化检测台中，对叉车速度控制阀性能进行检测试验，试验按GB/T8106-1987方向控制阀试验方法和JB/T10373-2002液力电液换向阀和液力换向阀试验方法进行，测试后的叉车速度控制阀经过装车试用表明该试验测得的结果是比较准确的，该检测方法及装置在工程应用上是可行的。
