技术领域
[0001] 本
发明涉及一种
轴向柱塞泵中滑靴性能的测试装置，属于液压元件技术领域。
背景技术
[0002]
液压泵是液压设备中不可或缺的
能源元件，它的主要作用是将
原动机的机械能转换为液压能，向液压系统提供具有一定压
力和流量的液体。随着液压传动技术的不断发展，液压泵也向着高速、重载及大功率的方向发展，到目前为止，在各种容积式液压泵中，唯有柱塞泵是较为理想的实现耐高压、高效率、转速范围宽、传输功率大、双向变量能力好和长寿命的泵，其结构复杂程度和制造成本也处于各类液压泵之首。但超高压、大流量的要求给柱塞泵的设计也带来了一系列的问题：一方面工作压力的增加使得柱塞泵中柱塞副对滑靴的作用力随之增大，流量的增大使得柱塞直径也随之增大，因此柱塞副对滑靴的作用力随之增大；另一方面随着对液压泵
质量要求的不断提高，对柱塞泵的安全可靠性和效率等方面提出了越来越高的要求，可靠性已成为评价液压泵质量的重要指标之一，为了对轴向柱塞泵采取可靠性设计，必须首先弄清柱塞泵的失效模式。
[0003] 多年的实践和试验结果表明，泵的失效模式主要是
摩擦副的磨损失效，其中尤其是滑靴的磨损失效，滑靴副是轴向柱塞泵中最关键的摩擦副之一，也是最容易磨损失效的部件。因此，对滑靴在不同工况下进行性能测试对于推动柱塞泵的发展有着至关重要的作用，只有准确的掌握滑靴副的
泄漏量、油膜厚度及摩擦造成的油液温升、滑靴摩擦功耗以及不同滑靴的形状对其性能的影响，才能更好地改善柱塞泵的工作性能，延长使用寿命以及提高其可靠性。
[0004] 目前，采用模拟装置进行滑靴的模拟实验的方式，很难与实际泵中的滑靴的受力及运动状况相吻合，这样模拟实验获得的滑靴的性能参数结果与实际泵中滑靴的性能参数必定存在着一定的差距。因此，应该在实际泵中进行滑靴的性能参数测试。然而实际泵中的滑靴副往往和配流副及柱塞副同时具有耦合作用，这造成很难将滑靴副与其它摩擦副隔离。
发明内容
[0005] 本发明是为了解决
现有技术中采用模拟装置来模拟测试柱塞泵中滑靴的性能参数，测试结果存在误差，而在实际泵中进行滑靴的性能参数测试又很难将滑靴副与其它摩擦副隔离的问题，提供一种轴向柱塞泵中滑靴性能的测试装置。
[0006] 本发明所述轴向柱塞泵中滑靴性能的测试装置，它包括滑靴，它还包括变频
电机、转速
扭矩传感器、变量装置、
液压缸体、柱塞、流量表、压力表、油箱和
温度传感器，[0007] 变量装置由
斜盘、斜盘
支撑瓦、两个固紧
夹板和轴接板组成，
[0008] 轴接板与斜盘支撑瓦的
底板通过
螺栓固定连接，斜盘由斜盘支撑瓦支撑，固紧夹板上设置有三个
螺纹孔和一个腰形槽，两个固紧夹板分别设置在斜盘支撑瓦的两侧，每个固紧夹板上的三个
螺纹孔与斜盘一侧对应的三个螺纹孔通过螺栓连接，每个固紧夹板上的腰形槽与斜盘支撑瓦一
侧壁上的螺纹孔相对应并通过螺栓连接，使斜盘能够在斜盘支撑瓦内摆动；
[0009] 变频电机的动力
输出轴用于带动轴接板做旋转运动，转速扭矩传感器用于检测所述动力输出轴的转速和扭矩，滑靴的一端面与斜盘表面
摩擦连接，滑靴的另一端面与柱塞内的柱塞杆铰接，柱塞内设置有
弹簧，柱塞杆在弹簧的作用下将滑靴压紧在斜盘表面上；
[0010] 液压缸体的进油口与油箱的出油口相连通，液压缸体的出油口与油箱的回油口相连通，
[0011] 液压缸体的出油口与油箱的回油口之间的连通管路上依次设置有压力表和流量表；
[0012] 温度传感器用于测量滑靴与斜盘之间的油液的温度。
[0013] 它还包括
数据采集装置和数据调节与处理装置，
[0014] 温度传感器的温度数据输出端连接数据采集装置的温度数据输入端，流量表的流量数据输出端连接数据采集装置的流量数据输入端，压力表的压力数据输出端连接数据采集装置的压力数据输入端，数据采集装置的数据输出端连接数据调节与处理装置的数据输入端，
[0015] 数据调节与处理装置的电机控制
信号输出端连接变频电机的
控制信号输入端。
[0016] 本发明的优点是：本发明提供了一种用于测试滑靴的性能参数的装置，对滑靴的各种性能进行测试获得的结果，可用来对柱塞泵的滑靴性能进行比较与改进。
[0017] 本发明可模拟柱塞泵中滑靴的不同工况，对其性能分别进行测试，变量装置中斜盘的倾斜
角度可根据需要改变。对滑靴在不同工况下性能参数的测量，及获知滑靴形状不同时其性能之间的差异，有利于改善柱塞泵的工作性能，延长柱塞泵的使用寿命以及提高其工作可靠性。
[0018] 本发明可直接利用实际泵中的滑靴、柱塞、液压缸体以及斜盘，仅需去除原实际泵中的配流装置，从而实现对滑靴的单独测量，完全符合实际泵中的滑靴的受力和运动状况。
[0019] 本发明有效的将滑靴从柱塞泵中隔离出来，可实现对滑靴的性能参数的单独测量，避免了其它柱塞泵耦合件的干扰，具有结构简单、控制元件少、更换滑靴容易、控制可靠、重量轻、占地面积小及安全可靠等优点。
附图说明
[0020] 图1为本发明的原理示意图；
[0022] 图3为本发明装置的剖视图；
[0023] 图4为变量装置的结构示意图；
[0024] 图5为图4的D-D视图，即斜盘的剖视图；
[0025] 图6为斜盘支撑瓦的结构示意图；
[0026] 图7为图6的侧视图；
[0027] 图8为轴接板的结构示意图；
[0028] 图9为图8的侧视图；
[0029] 图10为固紧夹板的结构示意图。
具体实施方式
[0030] 具体实施方式一：下面结合图1至图10说明本实施方式，本实施方式所述轴向柱塞泵中滑靴性能的测试装置，它包括滑靴1，其特征在于：它还包括变频电机2、转速扭矩传感器3、变量装置、液压缸体5、柱塞6、流量表11、压力表12、油箱15和温度传感器16，[0031] 变量装置由斜盘4-1、斜盘支撑瓦4-2、两个固紧夹板4-3和轴接板4-4组成，[0032] 轴接板4-4与斜盘支撑瓦4-2的底板通过螺栓固定连接，斜盘4-1由斜盘支撑瓦4-2支撑，固紧夹板4-3上设置有三个螺纹孔和一个腰形槽，两个固紧夹板4-3分别设置在斜盘支撑瓦4-2的两侧，每个固紧夹板4-3上的三个螺纹孔与斜盘4-1一侧对应的三个螺纹孔通过螺栓连接，每个固紧夹板4-3上的腰形槽与斜盘支撑瓦4-2一侧壁上的螺纹孔相对应并通过螺栓连接，使斜盘4-1能够在斜盘支撑瓦4-2内摆动；
[0033] 变频电机2的动力输出轴用于带动轴接板4-4做旋转运动，转速扭矩传感器3用于检测所述动力输出轴的转速和扭矩，滑靴1的一端面与斜盘4-1表面摩擦连接，滑靴1的另一端面与柱塞6内的柱塞杆铰接，柱塞6内设置有弹簧，柱塞杆在弹簧的作用下将滑靴1压紧在斜盘4-1表面上；
[0034] 液压缸体5的进油口与油箱15的出油口相连通，液压缸体5的出油口与油箱15的回油口相连通，
[0035] 液压缸体5的出油口与油箱15的回油口之间的连通管路上依次设置有压力表12和流量表11；
[0036] 温度传感器16用于测量滑靴1与斜盘4-1之间的油液的温度。
[0037] 液压缸体5的进油口与柱塞6的吸油口相通，液压缸体5的出油口与柱塞6的排油口连通。
[0038] 本实施方式所述测试装置专
门针对柱塞泵中的滑靴1而设计，对滑靴1与斜盘4-1之间的油液泄露量进行计量，即可得到滑靴的泄漏量，通过转速扭矩传感器3即可获得滑靴1的摩擦功耗损失，通过温度传感器16测量获得滑靴1的油膜温升，对滑靴1与斜盘4-1之间由滑靴1泄漏的油液形成的
润滑油液采用位移传感器进行测量并计算，可得到滑靴1的油膜厚度。获得滑靴的泄漏量、摩擦功耗损失、油膜温升及油膜厚度，则可以此为
基础对柱塞泵的滑靴性能进行比较与改进。
[0039] 所述的斜盘4-1为液压领域中通用的元件，斜盘支撑瓦4-2是为了支撑斜盘4-1而专门设计的，斜盘支撑瓦4-2能够实现对斜盘的支撑，并能够使斜盘4-1在斜盘支撑瓦4-2内摆动，进而达到斜盘4-1倾角改变的目的。
[0040] 斜盘4-1的两端各设置一个固紧夹板4-3，固紧夹板4-3上腰形槽的设计，保证了当斜盘4-1在斜盘支撑瓦4-2内摆动时，固紧夹板4-3可随之自由摆动，同时固紧夹板4-3与斜盘支撑瓦4-2的相对
位置固定；
[0041] 轴接板4-4的一端通过螺栓与斜盘支撑瓦4-2固定连接，另一端可开设
键槽，以实现将转速扭矩传感器3的输出轴的扭矩施加给斜盘支撑瓦4-2和斜盘4-1的目的。
[0042] 采用本发明装置对不同形状和大小的滑靴1进行测试时，仅需调整液压缸体5的支撑架和变量装置的尺寸即可。
[0043] 所述液压缸体5可采用缸体支撑架支撑并
定位，缸体支撑架的一端可加工凸台用来限制液压缸体5的轴向位置；转速扭矩传感器3的输出轴可通过止推
轴承及深沟轴承支撑并限位。转速扭矩传感器3的输出轴带动斜盘4-1摆动，斜盘4-1与斜盘支撑瓦4-2相配合，在斜盘支撑瓦4-2上自由摆动，即实现了斜盘4-1倾斜角度的改变。当调整好斜盘4-1和斜盘支撑瓦4-2的相对位置后，采用固紧夹板4-3将斜盘4-1和斜盘支撑瓦4-2的相对位置用螺栓紧固。
[0044] 具体实施方式二：下面结合图2说明本实施方式，本实施方式为对实施方式一的进一步说明，本实施方式还包括数据采集装置13和数据调节与处理装置14，[0045] 温度传感器16的温度数据输出端连接数据采集装置13的温度数据输入端，流量表11的流量数据输出端连接数据采集装置13的流量数据输入端，压力表12的压力数据输出端连接数据采集装置13的压力数据输入端，数据采集装置13的数据输出端连接数据调节与处理装置14的数据输入端，
[0046] 数据调节与处理装置14的电机控制信号输出端连接变频电机2的控制信号输入端。
[0047] 本实施方式中增加了数据采集装置13和数据调节与处理装置14，通过数据采集装置13采集各传感器获得的滑靴1参数值，再由数据调节与处理装置14进行处理后，可对变频电机2输出控制信号，改变变频电机2的转速，以获得不同工况下滑靴的性能指标。
[0048] 本发明中通过变频电机2的输出轴带动斜盘4-1旋转的形式，实现了柱塞6和滑靴1的往复直线运动。当柱塞6吸油时，在
真空吸油作用下经过第一单向
阀7-1和
过滤器10从油箱15吸入油液；当柱塞6排油时，经过第二
单向阀7-2排出油液，排出的油液经过溢流阀8排出到油箱，调节溢流阀8可实现排油压力的调节，压力表12用来采集柱塞6回油时的油液压力，流量表11采集柱塞6回油时排出的油液流量。
[0049] 具体实施方式三：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式为对实施方式一或二的进一步说明，本实施方式还包括第一单向阀7-1，液压缸体5的进油口与油箱15的出油口之间的连通管路上设置有第一单向阀7-1。
[0050] 具体实施方式四：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式为对实施方式三的进一步说明，本实施方式还包括过滤器10，油箱15的出油口与第一单向阀7-1之间的连通管路上设置有过滤器10。
[0051] 过滤器10能够防止油液中的脏物及污染物损坏滑靴1的工作性能。
[0052] 具体实施方式五：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式为对实施方式一、二、三或四的进一步说明，本实施方式还包括第二单向阀7-2，压力表12和液压缸体5的出油口之间的连通管路上设置有第二单向阀7-2。
[0053] 具体实施方式六：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式为对实施方式五的进一步说明，本实施方式还包括溢流阀8，所述压力表12和流量表11之间的连通管路上设置溢流阀8。
[0054] 溢流阀8能够实现模拟背压，调节实现对油液压力的控制，以获得滑靴1在不同压力下的泄漏量、摩擦磨损情况及油膜润滑情况，得到滑靴1在不同压力下的工作性能参数。
[0055] 具体实施方式七：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式为对实施方式六的进一步说明，本实施方式还包括
蓄能器9，所述压力表12和第二单向阀7-2之间的连通管路上设置蓄能器9。
[0056] 蓄能器9能够抑制油液的流量脉动，增加对滑靴1性能测量的准确性。
