一種柱塞泵/馬達的柱塞副油膜特性的測試裝置的製作方法

2023-05-19 03:34:16 1

專利名稱：一種柱塞泵/馬達的柱塞副油膜特性的測試裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種柱塞泵/馬達的柱塞副油膜特性的測試裝置。
背景技術：
軸向柱塞泵/馬達是液壓領域中最為重要的動力元件之一，其柱塞副是柱塞 往復運動產生吸油和壓油的工作區，因此柱塞副是柱塞泵/馬達最重要的摩擦副 之一，其中的油膜特性的檢測也十分重要。柱塞副相對柱塞泵/馬達殼體是高速 旋轉的，而且柱塞泵/馬達內部空間十分狹小，這使得測試油膜的壓力、溫度、 摩擦力等眾多傳感器的信號和電源線的傳輸和布置十分困難，因此傳統的實驗 方法主要是以下幾種方法
1、 靜態單柱塞結構。就是單獨加工一個單個柱塞腔體，靜態的安裝在實驗 臺架上，柱塞在柱塞腔內某一狀態下油液通過的狀態可以檢測出來進行研究。 浙江工業大學和美國的密蘇裡哥倫比亞大學都建設這樣的實驗裝置。這樣的裝 置和實際的柱塞泵/馬達內的結構相差很大，基本上不能實現柱塞泵/馬達的功 能，只是對單個部件進行定性的研究。局限性比較大。
2、 半動態單柱塞結構。仍然單獨加工一個柱塞腔體固定在機架上，通過曲 柄連杆等機構帶動柱塞可以在柱塞腔體內滑動，從而實現柱塞的往復運動來模 擬柱塞工作時的情況。德國的亞琛工業大學開發過這樣的一種實驗裝置。但是 由於只是單個柱塞的工作，而且沒有柱塞的轉動效應，因此和實際柱塞泵/馬達 的工作還是有一定的差距。
3、 近似動態的單柱塞結構，基於模型泵的思想，採用單個柱塞，單個柱塞 固定，斜盤旋轉從而帶動柱塞在柱塞腔體中滑動，而且通過斜盤的摩擦力把柱 塞的轉動效應加入，因此工況更加接近現實。美國的普渡大學開發了這樣的實 驗臺。但是該實驗裝置仍然由於沒能考慮柱塞之間的相互擾動以及配流結構而 存在一定的局限性。
隨著微型傳感器技術的發展，基於模型泵的思想，在基本不改變柱塞泵/馬 達結構的情況下對柱塞泵/馬達的柱塞副油膜特性進行性能測試對於柱塞泵/馬 達的研究十分重要，這就要求開發一種柱塞副油膜特性測試裝置，能夠對於柱 塞副油膜的全方位進行性能測試。 發明內容本發明的目的在於提供一種柱塞副油膜特性測試裝置，能夠在不改變泵/馬 達基體結構的基礎上，採用無線遙測的手段，實現對其內部高速旋轉的柱塞副 的油膜特性進行測試。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是
本裝置包括柱塞泵/馬達基體、聯軸器、延長空心軸、定子固定板、定子連 接支架無線接收定子裝置、無線發射轉子裝置、儲線倉支架、輔助泵、缸體、 斜盤角度傳感器、固定架、角度傳感器感應觸杆和主軸；斜盤角度傳感器和感 應觸杆通過固定架固定在柱塞泵/馬達基體上，感應觸杆斜盤相連接，在柱塞泵/ 馬達基體內的缸體一個柱塞腔多點安裝傳感器，傳感器的信號線纜通過缸體、 延長空心軸、主軸的線槽走出，主軸和延長空心軸採用聯軸器相連並一起轉動， 線纜連接到無線發射轉子裝置上，無線發射轉子裝置通過螺釘固定在儲線倉支 架上，儲線倉支架通過花鍵與延長空心軸連接，無線發射轉子裝置將信號無線 傳輸給無線接收定子裝置，無線發射定子裝置和定子連接支架通過螺釘固定在 柱塞泵/馬達基體上的定子固定板，定子固定板安裝在輔助泵的後蓋上。
所述的柱塞泵/馬達基為通軸式液壓柱塞泵或通軸式液壓馬達。所述的缸體 含有的柱塞腔數目為1 11個。所述的多點安裝傳感器分別是壓力、位移或溫 度傳感器；或者以上三種傳感器的組合。
本發明具有的有益的效果是
通過本測試裝置，在基本不改變柱塞泵/馬達結構的情況下對柱塞泵/馬達的 柱塞腔油膜特性進行全方位性能測試。本發明是隨著人們對柱塞泵/馬達的研究 的深入而產生的，使人們對柱塞泵/馬達柱塞副油膜的研究能夠更進一步。本發 明實現了在任何通軸式柱塞泵/馬達的柱塞副上進行油膜特性測試，實現了柱塞 副圓周360度壓力、溫度、油膜厚度、摩擦力等參數的可測，使得在柱塞泵/馬 達可以模擬實際工況條件進行柱塞腔的性能測試。本發明全部採用機械原理設 計，性能可靠；整體機械結構的巧妙設計與應用，使得結構緊湊，體積縮小。


圖1是本發明測試裝置結構原理剖視圖。 圖2是本發明測試裝置測試迴路圖。
圖中l.柱塞泵馮達基體，2.聯軸器，3.延長空心軸，4.定子固定板，5.定 子連接支架，6.無線接收定子裝置，7.無線發射轉子裝置，8.儲線倉支架，9.輔 助泵，IO.缸體，ll.斜盤角度傳感器，12.固定架，13.觸杆，14.主軸。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明作進一步說明。
如圖l、圖2所示，本發明包括柱塞泵/馬達基體l、聯軸器2、延長空心軸 3、定子固定板4、定子連接支架5、無線接收定子裝置6、無線發射轉子裝置7、 儲線倉支架8、輔助泵9、缸體IO、斜盤角度傳感器ll、固定架12、角度傳感 器感應觸杆13和主軸14;斜盤角度傳感器11和感應觸杆13通過固定架12固 定在柱塞泵/馬達基體1上，感應觸杆13斜盤相連接，在柱塞泵/馬達基體1內 的缸體10—個柱塞腔多點安裝傳感器，傳感器的信號線纜通過缸體10、延長空 心軸3、主軸14的線槽走出，主軸14和延長空心軸3採用聯軸器2相連並一起 轉動，線纜連接到無線發射轉子裝置7上，無線發射轉子裝置7通過螺釘固定 在儲線倉支架8上，儲線倉支架8通過花鍵與延長空心軸3連接，無線發射轉 子裝置7將信號無線傳輸給無線接收定子裝置6，無線發射定子裝置7和定子連 接支架5通過螺釘固定在柱塞泵/馬達基體1上的定子固定板4，定子固定板4 安裝在輔助泵9的後蓋上。'
所述的柱塞泵/馬達基體1為通軸式液壓柱塞泵或通軸式液壓馬達。所述的 缸體10含有的柱塞腔數目為1 11個。所述的多點安裝傳感器分別是壓力、位 移或溫度傳感器；或者以上三種傳感器的組合。
通過延長主軸上安裝無線傳輸裝置的轉子來實現對傳感器進行供電和信號 傳輸，另外和柱塞泵/馬達基體相連的無線接收裝置的定子能夠接收到信號並提 供電源。這樣就實現了轉子和定子之間的電源和信號傳輸，可以把高速轉動的 柱塞副油膜特性的測試數據方便的傳輸到定子上，定子再把數據傳輸到上位機 進行儲存和處理，從而實現柱塞副油膜特性的數據採集和處理。。
如圖1和圖2所示，在不改變柱塞泵/馬達基體結構和功能的前提下，在缸 體上設置傳感器和相應的導線槽，在空心的主軸和延長主軸中把傳感器的信號 線纜傳出，從而實現了在柱塞泵/馬達高速轉動的轉子組件內進行傳感器安裝和 走線，傳感器、線纜和轉子組件一起高速運轉而互不幹涉，因此保證測試的穩 定性和可靠性。也保證了傳感設備安裝空間和走線空間。此外通過無線發射轉 子裝置和無線接收定子裝置使得測試的轉動部分的信號傳輸到了定子信號接收 器上，從而實現高速旋轉柱塞副測試數據進入靜態傳輸介質，使得實時測試柱 塞副數據並實時傳輸成為了可能。而且斜盤角度傳感器可以對被測柱塞油膜特 性數據的相位進行跟蹤記錄，其數據線在柱塞泵馬達基體外從斜盤角度傳感器 直接與數據採集系統相連，從而使得被測數據的結果被嚴格定位，因此可以準 確的分析油膜特性的測試結果的發生位置和工作狀態。
權利要求
1、一種柱塞泵/馬達柱塞副油膜特性在線測試裝置，其特徵在於包括柱塞泵/馬達基體(1)、聯軸器(2)、延長空心軸(3)、定子固定板(4)、定子連接支架(5)無線接收定子裝置(6)、無線發射轉子裝置(7)、儲線倉支架(8)、輔助泵(9)、缸體(10)、斜盤角度傳感器(11)、固定架(12)、角度傳感器感應觸杆(13)和主軸(14)；斜盤角度傳感器(11)和感應觸杆(13)通過固定架(12)固定在柱塞泵/馬達基體(1)上，感應觸杆(13)斜盤相連接，在柱塞泵/馬達基體(1)內的缸體(10)一個柱塞腔多點安裝傳感器，傳感器的信號線纜通過缸體(10)、延長空心軸(3)、主軸(14)的線槽走出，主軸(14)和延長空心軸(3)採用聯軸器(2)相連並一起轉動，線纜連接到無線發射轉子裝置(7)上，無線發射轉子裝置(7)通過螺釘固定在儲線倉支架(8)上，儲線倉支架(8)通過花鍵與延長空心軸(3)連接，無線發射轉子裝置(7)將信號無線傳輸給無線接收定子裝置(6)，無線發射定子裝置(7)和定子連接支架(5)通過螺釘固定在柱塞泵/馬達基體(1)上的定子固定板(4)，定子固定板(4)安裝在輔助泵(9)的後蓋上。
2、 根據權利要求1所述的一種柱塞泵/馬達柱塞副油膜特性在線測試裝置， 其特徵在於所述的柱塞泵/馬達基體(1)為通軸式液壓柱塞泵或通軸式液壓馬 達。
3、 根據權利要求1所述的一種柱塞泵/馬達柱塞副油膜特性在線測試裝置， 其特徵在於所述的缸體(10)含有的柱塞腔數目為1 11個。
4、 根據權利要求1所述的一種柱塞泵/馬達柱塞副油膜特性在線測試裝置， 其特徵在於所述的多點安裝傳感器分別是壓力、位移或溫度傳感器；或者以 上三種傳感器的組合。
全文摘要
本發明公開了一種柱塞泵/馬達柱塞副油膜特性在線測試裝置。它主要由柱塞泵/馬達基體部分、延長空心軸、動密封、儲線倉、無線發射轉子部分、無線接收定子部分、定子固定支架和角度測量裝置等部件組成。在保證柱塞泵/馬達的基體結構和關鍵零部件不變的條件下，通過在轉動的缸體上開設線槽來鋪設傳感器的連接電纜，和電纜相連的微型傳感器可以安裝在轉動的缸體上面對柱塞副的油膜特性進行測量。這種結構在不改變泵的基本結構的條件下解決了高速旋轉柱塞副的油膜特性測試的測量空間狹小和電源、信號傳輸問題。結構設計緊湊，和柱塞泵/馬達標準結構匹配性強。本發明通過實現了採用模型泵思想的測量高速運動的柱塞副油膜特性測試。
文檔編號G01D21/02GK101413812SQ20081016205
公開日2009年4月22日 申請日期2008年11月7日 優先權日2008年11月7日
發明者斌 張, 兵 徐, 楊華勇, 馬吉恩 申請人:浙江大學