一種配流盤壓力緩衝槽流量壓力特性測試實驗裝置製造方法

2023-10-18 00:33:54 2

一種配流盤壓力緩衝槽流量壓力特性測試實驗裝置製造方法
【專利摘要】一種配流盤壓力緩衝槽流量壓力特性測試實驗裝置，它涉及一種流量壓力特性測試實驗裝置，以解決現有採用經驗值法計算柱塞泵中配流盤壓力緩衝槽流量壓力特性不準確的問題，它包括液壓泵、第一溢流閥、第二溢流閥、第一壓力傳感器、第一溫度傳感器、第二壓力傳感器、第二溫度傳感器、節流裝置、流量傳感器、節流閥、電磁換向閥、地腳和儲液箱；與通道連通的管道上安裝有第一壓力傳感器和第一溫度傳感器，第一溢流閥與液壓泵並聯設置後通過電磁換向閥與第一溫度傳感器連通；與流道連通的管道上安裝有第二壓力傳感器、第二溫度傳感器，第二溢流閥與節流閥並聯設置後與流量傳感器連通。本發明用於軸向柱塞泵配流盤上緩衝槽流量壓力特性測試。
【專利說明】一種配流盤壓力緩衝槽流量壓力特性測試實驗裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種流量壓力特性測試實驗裝置，屬於液壓基礎元件製造領域。
【背景技術】
[0002]液壓系統廣泛的應用於工業領域，其在工程機械、裝備製造、航空航天等領域為設備的自動化、智能化以及性能的提高做出了巨大的貢獻。而液壓泵作為這個液壓系統的能量源發揮著重要的作用。軸向柱塞泵壓力高，容積效率高，容易實現流量調節，且由於其密封效果相對較好，適用於高壓大功率的液壓系統中，在工程實踐中得到廣泛的應用。
[0003]傳統的柱塞泵設計都採用經驗法、近似公式等，並以靜態參數為主。而後期通過多次實驗、修改來完善設計結果。這樣的設計過程成本高、產品研發周期長、效率低下。隨著計算機技術的飛速發展，數值計算、仿真等手段為軸向柱塞泵的優化設計提供了技術支持。可以通過仿真手段獲取軸向柱塞泵內流體的動態參數，其中，柱塞腔內壓力是柱塞泵內的關鍵參數，它直接決定了柱塞與缸體的動態受力以及柱塞副、滑靴副和配流副的油膜形成情況。現有的對柱塞腔內壓力的計算方法多利用流量連續性條件和柱塞腔口的節流公式，而針對柱塞運行到配流盤過渡區時的節流公式中的流量係數等物性參數大多以經驗值代替，配流盤上緩衝槽流量壓力特性參數無法直接測量，導致獲得的柱塞泵中配流盤壓力緩衝槽流量壓力特性不準確。

【發明內容】

[0004]本發明是為解決現有採用經驗值法計算柱塞泵中配流盤壓力緩衝槽流量壓力特性不準確的問題，進而提供一種配流盤壓力緩衝槽流量壓力特性測試實驗裝置。
[0005]本發明為解決上述問題採取的技術方案是:本發明的一種配流盤壓力緩衝槽流量壓力特性測試實驗裝置包括液壓泵、第一溢流閥、第二溢流閥、第一壓力傳感器、第一溫度傳感器、第二壓力傳感器、第二溫度傳感器、節流裝置、流量傳感器、節流閥、電磁換向閥、地腳和儲液箱；
[0006]所述節流裝置包括調整機構、旋緊機構、移動塊、緩衝槽板和底塊，底塊安裝在地腳上；緩衝槽板鑲嵌在底塊的上表面上，移動塊布置在緩衝槽板的上表面上，緩衝槽板的上表面上加工有緩衝槽，底塊上加工有通道，通道穿過緩衝槽板，移動塊上加工有流道；通道通過緩衝槽與流道相連通，移動塊與底塊通過旋緊機構將緩衝槽板夾緊密封，底塊的兩側分別安裝有一個調整機構，調整機構能調整流道與通道在水平方向的距離；與通道連通的管道上安裝有第一壓力傳感器和第一溫度傳感器，第一溢流閥與液壓泵並聯設置後通過電磁換向閥與第一溫度傳感器連通；與流道連通的管道上安裝有第二壓力傳感器和第二溫度傳感器，第二溢流閥與節流閥並聯設置後與流量傳感器連通，流量傳感器通過電磁換向閥與第二溫度傳感器連通；液壓泵、節流閥、第一溢流閥和第二溢流閥均與儲液箱連通。
[0007]本發明的有益效果是:對具有多種結構形式的緩衝槽而言，其並非銳邊節流孔或長阻尼孔等常用節流形狀，其流量係數取經驗值將會造成緩衝槽流量壓力計算的誤差，最終造成柱塞腔內壓力等參數的計算誤差。為了獲得配流盤緩衝槽的準確流量壓力特性，本發明所提出的配流盤壓力緩衝槽流量壓力特性測試實驗裝置，為緩衝槽的流量特性提供實驗條件。本發明裝置能模擬配流盤上過渡區時的柱塞腔與配流盤高低壓液口之間的流體流動，並通過調整緩衝槽兩側的壓力來獲得緩衝槽的流量壓力特性曲線，獲得較為精確的流量係數，從而對流量公式進行修正。通過本裝置可以真實地反應減震槽的流量壓力特性，我們可以通過實驗數據反算流量壓力公式裡面的一個係數，一般情況下，該係數都是經驗值，但是實際上計算出來的結果與實際情況相差較大，通過流量壓力特性曲線，我們可以摒棄經驗的流量係數，獲得較為精確的流量係數，從而得到修正的流量公式，減小設計誤差，設計誤差降低了 5%-15%。
[0008]另外，利用本發明的實驗裝置，通過對其兩側口的壓力加載，測定通過緩衝槽的流量，通過更換緩衝槽板可實現三角槽、U型槽、半圓槽、阻尼孔等多種緩衝槽的流量特性實驗，可實現流量特性測試壓力和流體連通長度的無級加載，且可完成不同流體、多工況、多結構和多介質的流量壓力特性實驗，具有廣泛的通用性。
[0009]本發明還具有結構緊湊，實驗參數獲取容易，製造成本低等優點，製造成本降低了25%-35%。本發明為柱塞泵設計過程中的流量壓力參數精確計算提供實驗保障，為多種介質多種工作溫度的柱塞泵配流盤的優化設計奠定基礎。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發明的實驗裝置的連接關係示意圖，圖2是本發明的節流裝置的主視結構示意圖，圖3是圖2的側視圖，圖4是三角緩衝槽的緩衝槽板結構示意圖，圖5是U型緩衝槽的緩衝槽板結構示意圖，圖6是半圓緩衝槽的緩衝槽板結構示意圖，圖7是帶有阻尼孔的緩衝槽板結構示意圖，圖8是三角槽連通長度S為Imm到IOmm時不同壓差作用下的流量壓力特性曲線圖，圖9是三角槽連通長度S為Imm到IOmm時的流量係數修正值和經驗值對比圖，圖10是預卸壓區內柱塞腔動態壓力變化圖，圖11是圖10的A處放大圖，圖12是圖10的B處放大圖，圖13是預升壓區內柱塞腔動態壓力變化圖，圖14是圖13的C處放大圖，圖15是圖13的D處放大圖。
【具體實施方式】
[0011]【具體實施方式】一:結合圖1-圖7說明，本實施方式的一種配流盤壓力緩衝槽流量壓力特性測試實驗裝置包括液壓泵11、第一溢流閥12-1、第二溢流閥12-2、第一壓力傳感器13-1、第一溫度傳感器14-1、第二壓力傳感器13-2、第二溫度傳感器14-2、節流裝置15、流量傳感器16、節流閥17、電磁換向閥19、地腳I和儲液箱18 ；
[0012]所述節流裝置15包括調整機構2、旋緊機構5，移動塊6、緩衝槽板9和底塊10，底塊10安裝在地腳I上；緩衝槽板9鑲嵌在底塊10的上表面上，移動塊6布置在緩衝槽板9的上表面上，緩衝槽板9的上表面上加工有緩衝槽9-1，底塊10上加工有通道10-1，通道10-1穿過緩衝槽板9，移動塊6上加工有流道6-1 ;通道10-1通過緩衝槽與流道6-1相連通，移動塊6與底塊10通過旋緊機構5將緩衝槽板9夾緊密封，底塊10的兩側分別安裝有一個調整機構2，調整機構2能調整流道6-1與通道10-1在水平方向的距離；與通道10-1連通的管道上安裝有第一壓力傳感器13-1和第一溫度傳感器14-1，第一溢流閥12-1與液壓泵11並聯設置後通過電磁換向閥19與第一溫度傳感器14-1連通；與流道6-1連通的管道上安裝有第二壓力傳感器13-2和第二溫度傳感器14-2，第二溢流閥12-2與節流閥17並聯設置後與流量傳感器16連通，流量傳感器16通過電磁換向閥19與第二溫度傳感器14-2連通；液壓泵11、節流閥17、第一溢流閥12-1和第二溢流閥12-2均與儲液箱18連通。
[0013]本實施方式使用時液壓泵11向整個系統提供液壓能，通過節流裝置15前的第一溢流閥12-1調整緩衝槽一側的壓力，並利用第一壓力傳感器13-1和第一溫度傳感器14-1測量緩衝槽一側的壓力值和溫度值，緩衝槽後串聯可變的節流閥17，用第二溢流閥12-2調整緩衝槽另一側的壓力，利用第二壓力傳感器13-2和第二溫度傳感器14-2測量緩衝槽另一側的壓力值和溫度值。
[0014]旋緊機構5保證了移動塊6和緩衝槽板9、緩衝槽板9和底塊10之間的靜密封，消除各個間隙洩漏的同時降低流量測量的誤差。
[0015]本發明的儲液箱中還可增設流體溫度控制系統，為多種介質多種工作溫度的柱塞泵配流盤設計提供實驗保障。
[0016]本實施方式使用時，液壓泵11的出口處加裝第一壓力表21-1，用於監測液壓泵的壓力；流量傳感器16與節流閥17連通的管道上安裝第二壓力表21-2，用於監測節流閥調節流量時的壓力。本實施方式的緩衝槽板上設置有通液孔9-2，通液孔9-2與通道10-1連通，通液孔9-2外圓周處加工有緩衝槽9-1。
[0017]【具體實施方式】二:結合圖4-圖7說明，本實施方式所述緩衝槽為三角槽、U型槽、半圓槽或阻尼孔。如此設置，通過多種結構形式和尺寸參數的緩衝槽來完成不同緩衝槽的流量壓力特性試驗，為柱塞泵設計過程中的流量壓力參數精確計算提供實驗保障。所述阻尼孔為盲孔，本實施方式的緩衝槽板上設置有通液孔9-2，通液孔9-2與通道10-1連通，通液孔9-2外圓周處加工有緩衝槽9-1。其它與【具體實施方式】一相同。
[0018]【具體實施方式】三:結合圖1說明，本實施方式所述儲液箱18內的液體介質為液壓油、煤油或水。如此設置，能為多種介質多種工作溫度的柱塞泵配流盤設計提供實驗保障。其它與【具體實施方式】一或二相同。
[0019]【具體實施方式】四:結合圖1說明，本實施方式所述旋緊機構5包括四個螺杆5-1、八個螺母5-2和八個墊板5-3 ;四個螺杆5-1豎直穿過移動塊6和底塊10，每個螺杆5_1的兩端分別安裝有墊板5-3和螺母5-2。如此設置，結構簡單，設計合理，拆裝使用方便，保證了移動塊6和緩衝槽板9、緩衝槽板9和底塊10之間的靜密封，消除各個間隙洩漏的同時降低流量測量的誤差。其它與【具體實施方式】三相同。
[0020]【具體實施方式】五:結合圖1說明，本實施方式的每個所述調整結構2包括調整側板2-1和螺釘2-2 ;底塊10的兩側分別安裝有豎直設置的一個調整側板2-1，每個調整側板2-1上水平旋擰有一個螺釘2-2，螺釘2-2頂靠在移動塊6的側面上。如此設置，實現了緩衝槽連通長度(通道和流道水平方向上的距離)的調整，可完成不同工況下的流量壓力特性測試。其它與【具體實施方式】一、二或四相同。
[0021]【具體實施方式】六:結合圖1說明，本實施方式所述實驗裝置還包括二位四通電磁閥19，二位四通電磁閥19分別與液壓泵11和第一溫度傳感器14-1連通，二位四通電磁閥19分別與第二溫度傳感器14-2和流量傳感器16連通。如此設置，二位四通電磁換向閥19實現通路交替變換，通過變換進入緩衝槽的液體流向完成對配流盤上緩衝槽預升壓和預卸壓兩種情況的流量壓力特性試驗。其它與【具體實施方式】五相同。
[0022]【具體實施方式】七:結合圖2說明，本實施方式所述實驗裝置還包括管接頭7，通道10-1和流道6-1分別連接有管接頭7。如此設置，組裝拆卸使用方便。其它與【具體實施方式】一、二、四或六相同。
[0023]【具體實施方式】八:結合圖1說明，本實施方式所述實驗裝置還包括濾液器20，液壓泵11與儲液箱18連通的管道上安裝有濾液器20，節流閥17與儲液箱18連通的管到上安裝有濾液器20。如此設置，便於實驗過程中隨時慮除儲液箱內的雜質，保證實驗的順利運行。其它與【具體實施方式】七相同。
[0024]工作過程:結合圖1-圖15說明，液壓泵11在電機的帶動下開始旋轉形成吸液壓力，壓力液經液壓泵11進入管路。當電磁換向閥19不帶電時，左位接入液路，壓力液經電磁換向閥19左位進入節流裝置15，第一壓力傳感器13-1和第一溫度傳感器14-1測量閥前壓力和溫度；回油經電磁換向閥15，第二壓力傳感器13-2和第二溫度傳感器14-2測量閥後壓力和溫度。流經流量傳感器16、第二溢流閥12-2、節流閥17及濾油器20-2回油箱。
[0025]當電磁換向閥19帶電，右位接入液路。壓力液從節流裝置15右側進入，第二壓力傳感器13-2和第二溫度傳感器14-2測量閥前壓力和溫度，第一壓力傳感器13-1和第一溫度傳感器14-1測量閥後壓力和溫度。
[0026]本發明的圖9中虛線表示流量係數的經驗值，帶叉的實線表示流量係數的修正值，圖10為預卸壓區內柱塞腔內壓隨時間的變化曲線(實線表示利用本發明實驗裝置得到的修正值曲線，虛線表示經驗值曲線)，圖11為圖10的A處放大圖，圖12為圖10的B處放個大圖；圖13為預升壓區內柱塞腔內壓隨時間的變化曲線(實線表示利用本發明實驗裝置得到的修正值曲線，虛線表示經驗值曲線)，圖14為圖13的C處放大圖，圖15為圖13的D處放大圖，由圖可知，預卸壓區內相同的時間下，利用本發明實驗裝置得到的柱塞腔內壓修正值比經驗值低，減少設計誤差；預升壓區內相同的時間下，利用本發明實驗裝置得到的柱塞腔內壓修正值比經驗值高，減少設計誤差，本發明的實驗裝置能為多種介質多種工作溫度的柱塞泵配流盤的優化設計奠定基礎和提供保障。
【權利要求】
1.一種配流盤壓力緩衝槽流量壓力特性測試實驗裝置，其特徵在於:它包括液壓泵(11)、第一溢流閥(12-1)、第二溢流閥(12-2)、第一壓力傳感器(13-1)、第一溫度傳感器(14-1)、第二壓力傳感器(13-2)、第二溫度傳感器(14-2)、節流裝置(15)、流量傳感器(16),節流閥(17)、電磁換向閥(19)、地腳(I)和儲液箱(18); 所述節流裝置(15 )包括調整機構(2 )、旋緊機構(5 )、移動塊(6 )、緩衝槽板(9 )和底塊(10 )，底塊(10 )安裝在地腳(I)上；緩衝槽板(9 )鑲嵌在底塊(10 )的上表面上，移動塊(6 )布置在緩衝槽板(9)的上表面上，緩衝槽板(9)的上表面上加工有緩衝槽(9-1)，底塊(10)上加工有通道(10-1 )，移動塊(6)上加工有流道(6-1);通道(10-1)通過緩衝槽(9-1)與流道(6-1)相連通，移動塊(6)與底塊(10)通過旋緊機構(5)將緩衝槽板(9)夾緊密封，底塊(10)的兩側分別安裝有一個調整機構(2)，調整機構(2)能調整流道(6-1)與通道(10-1)在水平方向的距離；與通道(10-1)連通的管道上安裝有第一壓力傳感器(13-1)和第一溫度傳感器(14-1 )，第一溢流閥(12-1)與液壓泵(11)並聯設置後通過電磁換向閥(19 )與第一溫度傳感器(14-1)連通；與流道(6-1)連通的管道上安裝有第二壓力傳感器(13-2)和第二溫度傳感器(14-2)，第二溢流閥(12-2)與節流閥(17)並聯設置後與流量傳感器(16)連通，流量傳感器(16)通過電磁換向閥(19)與第二溫度傳感器(14-2)連通；液壓泵(11)、節流閥(17)、第一溢流閥(12-1)和第二溢流閥(12-2)均與儲液箱(18)連通。
2.根據權利要求1所述的一種配流盤壓力緩衝槽流量壓力特性測試實驗裝置，其特徵在於:所述緩衝槽(9-1)為三角槽、U型槽或半圓槽。
3.根據權利要求1或2所述的一種配流盤壓力緩衝槽流量壓力特性測試實驗裝置，其特徵在於:所述儲液箱(18)內的液體介質為液壓油、煤油或水。
4.根據權利要求3所述的一種配流盤壓力緩衝槽流量壓力特性測試實驗裝置，其特徵在於:所述旋緊機構(5)包括四個螺杆(5-1)、八個螺母(5-2)和八個墊板(5-3);四個螺杆(5-1)豎直穿過移動塊(6)和底塊(10)，每個螺杆(5-1)的兩端分別安裝有墊板(5-3)和螺母(5-2)。
5.根據權利要求1、2或4所述的一種配流盤壓力緩衝槽流量壓力特性測試實驗裝置，其特徵在於:每個所述調整結構(2)包括調整側板(2-1)和螺釘(2-2);底塊(10)的兩側分別安裝有豎直設置的一個調整側板(2-1)，每個調整側板(2-1)上水平旋擰有一個螺釘(2-2),螺釘(2-2)頂靠在移動塊(6)的側面上。
6.根據權利要求5所述的一種配流盤壓力緩衝槽流量壓力特性測試實驗裝置，其特徵在於:所述實驗裝置還包括二位四通電磁閥(19)，二位四通電磁閥(19)分別與液壓泵(11)和第一溫度傳感器(14-1)連通，二位四通電磁閥(19)分別與第二溫度傳感器(14-2)和流量傳感器(16)連通。
7.根據權利要求1、2、4或6所述的一種配流盤壓力緩衝槽流量壓力特性測試實驗裝置，其特徵在於:所述實驗裝置還包括管接頭(7)，通道(10-1)和流道(6-1)分別連接有管接頭Cl)。
8.根據權利要求7所述的一種配流盤壓力緩衝槽流量壓力特性測試實驗裝置，其特徵在於:所述實驗裝置還包括第一濾液器(20-1)和第二濾液器(20-2 )，液壓泵(11)與儲液箱(18)連通的管道上安裝有第一濾液器(20-1)，節流閥(17)與儲液箱(18)連通的管到上安裝有第二濾液器(20-2)。
【文檔編號】F04B51/00GK103883510SQ201410155579
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年4月17日 優先權日:2014年4月17日
【發明者】王克龍, 閆偉鵬, 姜繼海 申請人:哈爾濱工業大學