航天专用高压电磁阀门的装配测试方法和系统与流程

本发明涉及高压电磁阀的装配测试，具体地，涉及一种航天专用高压电磁阀门的装配测试方法和系统。

背景技术：

1、高压电磁阀是运载火箭增压输送系统中的核心单机，其主要作用是在火箭飞行过程中，通过接收电信号进行开启和关闭，以实现增压氦气瓶组中的高压氦气与贮箱间的通断，稳定贮箱压力。

2、现有的新一代运载火箭高压电磁阀为卸荷式结构，其结构示意图见图1，包含有：电磁铁、衔铁、顶杆、阀体、减荷活门、弹簧、活门座、主活门、接管嘴等零组件。传统的装配测试方法往往采用装配、调试、可靠性验证失败、分解、重新装配、调试的方法，操作相对繁琐，一次装配测试合格率低。主要原因为：减荷活门处的止口压痕深度不足，导致密封副无法完全满足密封比压要求；装配完成后，在后续产品测试时，顶杆反复撞击减荷活门硬芯处，导致减荷活门硬芯处轻微凹陷，c行程超出要求范围，产品性能下降。

3、目前，单批高压电磁阀生产周期为1个月，装配测试和返工时间约占整个生产周期的50%，一次装配测试合格率低，严重制约了航天运载火箭整体研制生产进度。

4、目前该类型高压电磁阀已经运用于多个型号运载火箭，年产量达到数百件，生产任务重，时间节点紧，随着新一代运载火箭的不断发展，对该高压电磁阀的可靠性提出了更高的要求，依靠传统的装配测试方法已无法满足生产任务要求，急需在保证高压电磁阀关键特性的基础上，提出精确高效的高压电磁阀装配测试方法。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种航天专用高压电磁阀门的装配测试方法和系统。

2、根据本发明提供的航天专用高压电磁阀门的装配测试方法，包括：

3、步骤1：将高压电磁阀所有零件按照预设顺序进行装配，测量调整行程参数，搭建高压电磁阀试验管路和电路；

4、步骤2：测试高压电磁阀电变量和磁变量是否满足预设要求；

5、其中，电变量测试包括：试验前，对开线圈、闭线圈交替脉冲供电1次，采用电磁阀电变量测试设备测量并记录电波形，判读电变量；再分别更改不同供电电压，重复上述步骤；

6、磁变量测量包括：装配线圈组件前，采用磁通计进行测量，将充好磁的试样放置于测量线圈组件的均匀磁场区中，试样放置方向与亥姆霍兹线圈垂直，恢复积分器的零点，然后将试样从线圈组件中抽拉出来，抽拉出样件的距离直到与测量线圈的耦合作用可忽略为止，磁通积分器最大的读数就是线圈组件的磁通量。

7、优选地，在装配之前，对所有零件密封、配合、导向部位进行缺陷检查，所有金属件使用航空洗涤汽油浸泡，脱脂剂脱脂处理，再进行手工清洗，最后使用自带过滤功能的超声波清洗机配合无水乙醇清洗。

8、优选地，所述步骤1包括：

9、在阀体上部依次放入弹簧、减荷活门和活门座，将电磁铁装至阀体上，电磁铁与阀体之间通过一圈均匀分布的四个螺柱与螺母连接紧固，将弹簧、减荷活门和活门座盖住并压紧，然后在电磁铁内放入顶杆和衔铁，所述衔铁中设有螺钉，调整螺钉高度对电磁阀c行程进行粗调，并使用电磁铁自带的螺盖盖住；此处的c行程是指电磁阀在通电打开状态下电磁铁推动衔铁运动的最大距离，电磁阀c行程，满足0.3mm~0.6mm；

10、进行通电动作，电磁头衔铁运动时，将顶杆顶在减荷活门硬芯处，对减荷活门硬芯进行预压，使得减荷活门硬芯形成凹陷，再使用预压工装，对减荷活门密封面进行预压并测量深度，使得减荷活门密封面形成预设尺寸的止口压痕；

11、在阀体下部放入大弹簧和主活门，使用专用顶起装配工装旋入接管嘴，使主活门的密封面在装配过程中不接触接管嘴，接管嘴通过螺纹连接旋入阀体，装配成高压电磁阀，通过调整螺钉，使用深度尺测量并调整c行程，满足0.3mm~0.4mm；

12、通过金属管路接入高压气源，通过手动截止阀和压力表将压缩气体充入高压电磁阀入口处，使用电缆将稳压电源与高压电磁阀的电插头连接。

13、优选地，采用工作电压24v~30v，反复通电动作50~100次，对减荷活门硬芯处进行预压，使硬芯处形成球窝，提前消除硬芯的变形量；然后使用预压工装和百分表，对减荷活门密封面进行预压，保证止口深度为0.06mm~0.08mm，形成止口压痕。

14、优选地，所述步骤2包括：

15、电变量测试包括：试验前对闭线圈脉冲供电21v，供电时间100ms，确保衔铁在闭线圈侧，开线圈、闭线圈交替脉冲供电1次，供电28v，脉冲供电时间100ms，采用电磁阀电变量测试设备测量并记录电波形，判读电变量；再分别更改不同供电电压28v、31v、21v、36v，开线圈、闭线圈交替脉冲供电1次，脉冲供电时间100ms，采用电磁阀电变量测试设备测量并记录电波形，判读电变量；

16、磁变量测量包括：装配线圈组件前，采用测量范围0~2wb，测量精度为±0.5%，高分辨率0.1wb的td8900磁通计进行测量，将充好磁的试样放置于测量线圈组件的均匀磁场区中，试样放置方向与亥姆霍兹线圈垂直，恢复积分器的零点，然后将试样从线圈组件中抽拉出来，抽拉出样件的距离直到与测量线圈的耦合作用可忽略为止，磁通积分器最大的读数就是线圈组件的磁通量；

17、还包括动作时间、气密性、电阻性能测量；

18、动作时间测试包括：在高压电磁阀入口处压力分别为0mpa、1.5mpa、36.5mpa时，对高压电磁阀进行通电动作，使电磁阀打开和关闭，并使用电波形显示设备测试高压电磁阀动作时的电波形，观察高压电磁阀的打开和关闭时间，要求小于150毫秒；

19、气密性测试包括：高压电磁阀入口充入1.5mpa，减荷活门处漏气量不超过30个气泡，活门组件与接管嘴处漏气量不超过90个气泡，接管嘴垫圈处气密性不漏气；入口通入36.5mpa压缩空气，减荷活门处、活门组件与接管嘴处、接管嘴垫圈处气密性要求均不漏气；所述活门组件至少包括主活门；

20、电阻性能测试包括：使用万用表通过电插头触点测量高压电磁阀内部线圈的电阻值，在温度为20℃~22℃时，电阻值为17.2ω±0.8ω，使用绝缘电阻兆欧表测量高压电磁阀线圈与壳体的绝缘阻值，要求大于100mω。

21、根据本发明提供的航天专用高压电磁阀门的装配测试系统，包括：

22、装配模块：将高压电磁阀所有零件按照预设顺序进行装配，测量调整行程参数，搭建高压电磁阀试验管路和电路；

23、测试模块：测试高压电磁阀电变量和磁变量是否满足预设要求；

24、其中，电变量测试包括：试验前，对开线圈、闭线圈交替脉冲供电1次，采用电磁阀电变量测试设备测量并记录电波形，判读电变量；再分别更改不同供电电压，重复上述步骤；

25、磁变量测量包括：装配线圈组件前，采用磁通计进行测量，将充好磁的试样放置于测量线圈组件的均匀磁场区中，试样放置方向与亥姆霍兹线圈垂直，恢复积分器的零点，然后将试样从线圈组件中抽拉出来，抽拉出样件的距离直到与测量线圈的耦合作用可忽略为止，磁通积分器最大的读数就是线圈组件的磁通量。

26、优选地，在装配之前，对所有零件密封、配合、导向部位进行缺陷检查，所有金属件使用航空洗涤汽油浸泡，脱脂剂脱脂处理，再进行手工清洗，最后使用自带过滤功能的超声波清洗机配合无水乙醇清洗。

27、优选地，所述装配模块包括：

28、在阀体上部依次放入弹簧、减荷活门和活门座，将电磁铁装至阀体上，电磁铁与阀体之间通过一圈均匀分布的四个螺柱与螺母连接紧固，将弹簧、减荷活门和活门座盖住并压紧，然后在电磁铁内放入顶杆和衔铁，所述衔铁中设有螺钉，调整螺钉高度对电磁阀c行程进行粗调，并使用电磁铁自带的螺盖盖住；此处的c行程是指电磁阀在通电打开状态下电磁铁推动衔铁运动的最大距离，电磁阀c行程，满足0.3mm~0.6mm；

29、进行通电动作，电磁头衔铁运动时，将顶杆顶在减荷活门硬芯处，对减荷活门硬芯进行预压，使得减荷活门硬芯形成凹陷，再使用预压工装，对减荷活门密封面进行预压并测量深度，使得减荷活门密封面形成预设尺寸的止口压痕；

30、在阀体下部放入大弹簧和主活门，使用专用顶起装配工装旋入接管嘴，使主活门的密封面在装配过程中不接触接管嘴，接管嘴通过螺纹连接旋入阀体，装配成高压电磁阀，通过调整螺钉，使用深度尺测量并调整c行程，满足0.3mm~0.4mm；

31、通过金属管路接入高压气源，通过手动截止阀和压力表将压缩气体充入高压电磁阀入口处，使用电缆将稳压电源与高压电磁阀的电插头连接。

32、优选地，采用工作电压24v~30v，反复通电动作50~100次，对减荷活门硬芯处进行预压，使硬芯处形成球窝，提前消除硬芯的变形量；然后使用预压工装和百分表，对减荷活门密封面进行预压，保证止口深度为0.06mm~0.08mm，形成止口压痕。

33、优选地，所述测试模块包括：

34、电变量测试包括：试验前对闭线圈脉冲供电21v，供电时间100ms，确保衔铁在闭线圈侧，开线圈、闭线圈交替脉冲供电1次，供电28v，脉冲供电时间100ms，采用电磁阀电变量测试设备测量并记录电波形，判读电变量；再分别更改不同供电电压28v、31v、21v、36v，开线圈、闭线圈交替脉冲供电1次，脉冲供电时间100ms，采用电磁阀电变量测试设备测量并记录电波形，判读电变量；

35、磁变量测量包括：装配线圈组件前，采用测量范围0~2wb，测量精度为±0.5%，高分辨率0.1wb的td8900磁通计进行测量，将充好磁的试样放置于测量线圈组件的均匀磁场区中，试样放置方向与亥姆霍兹线圈垂直，恢复积分器的零点，然后将试样从线圈组件中抽拉出来，抽拉出样件的距离直到与测量线圈的耦合作用可忽略为止，磁通积分器最大的读数就是线圈组件的磁通量；

36、还包括动作时间、气密性、电阻性能测量；

37、动作时间测试包括：在高压电磁阀入口处压力分别为0mpa、1.5mpa、36.5mpa时，对高压电磁阀进行通电动作，使电磁阀打开和关闭，并使用电波形显示设备测试高压电磁阀动作时的电波形，观察高压电磁阀的打开和关闭时间，要求小于150毫秒；

38、气密性测试包括：高压电磁阀入口充入1.5mpa，减荷活门处漏气量不超过30个气泡/min，活门组件与接管嘴处漏气量不超过90个气泡/min，接管嘴垫圈处气密性不漏气；入口通入36.5mpa压缩空气，减荷活门处、活门组件与接管嘴处、接管嘴垫圈处气密性要求均不漏气；所述活门组件至少包括主活门；

39、电阻性能测试包括：使用万用表通过电插头触点测量高压电磁阀内部线圈的电阻值，在温度为20℃~22℃时，电阻值为17.2ω±0.8ω，使用绝缘电阻兆欧表测量高压电磁阀线圈与壳体的绝缘阻值，要求大于100mω。

40、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

41、本发明提供了一种高压电磁阀装配测试方法，解决传统生产方法中减荷活门泄漏、行程超差问题；装配测试过程分步实施，装配测试过程有装配前准备阶段、装配组件、预压成型、装配、调试测试环节，该方法有效提高了高压电磁阀一次装配测试合格率，在运载火箭阀门装配试验领域具有重要的工程应用价值。