聯體液壓泵馬達自動循環試驗氣動操縱機構的製作方法
2023-04-30 08:43:31
本發明屬於液壓泵、液壓馬達技術領域，具體涉及一種聯體液壓泵馬達自動循環試驗氣動操縱機構，其可自動控制泵馬達拉臂，間接控制泵或馬達排量，開展自動循環試驗，亦可手動控制泵馬達拉臂，間接控制泵或馬達排量，進行手動控制試驗，對於液壓泵、液壓馬達具有普遍適用性。
背景技術：
目前，液壓泵馬達自動循環試驗操縱機構，普遍採用手動通過軟軸連接直接拉動泵馬達拉臂，或者採用電動缸、液壓缸通過軟軸加控制系統自動控制泵馬達拉臂的方法。手動通過軟軸直接拉動泵馬達拉臂結構，只能實現短時循環試驗和手動試驗，不能實現長時自動化試驗過程。採用電動缸通過軟軸及控制系統自動控制泵馬達拉臂方法，控制系統複雜，成本較高。採用液壓缸通過軟軸及控制系統自動控制泵馬達拉臂方法，液壓系統較複雜，體積較大，成本較高。
技術實現要素：
(一)要解決的技術問題
本發明要解決的技術問題是：如何提供一種聯體液壓泵馬達自動循環試驗操縱機構，解決聯體泵馬達自動循環試驗的操縱問題，使得試驗可以通過編制自動程序控制氣動系統的電磁閥，自動控制氣缸，拉動聯體泵馬達拉臂，完成自動試驗；解決自動與手動操縱的轉換，可以手動控制聯體泵馬達拉臂，完成手動試驗；解決拉臂強制回中問題，通過彈簧自動調中機構，使得自動或者手動操縱強制回到中位。
(二)技術方案
為解決上述技術問題，本發明提供一種聯體液壓泵馬達自動循環試驗氣動操縱機構，所述機構包括：支撐板1、彈簧回中器2、聯結接頭3、平衡杆6、第一螺栓銷軸組、第二螺栓銷軸8、第三螺栓銷軸組、彈性圓柱銷11、旋轉接頭12、聯結杆13、氣缸14；所述第一螺栓銷軸組中包括兩個第一螺栓銷軸7，所述第三螺栓銷軸組中包括兩個第三螺栓銷軸9；
所述氣缸14尾端通過一個第三螺栓銷軸9連接在支撐板1上，氣缸14前端通過另一個第三螺栓銷軸9與平衡杆6下部聯結，設置為可在尾端和前端分別繞第三螺栓銷軸9自由轉動；
所述彈簧回中器2尾端通過一個第一螺栓銷軸7連接在支撐板1上，彈簧回中器2前端通過另一個第一螺栓銷軸7與平衡杆6上部聯結，設置為可在尾端和前端分別繞第一螺栓銷軸7自由轉動；
所述氣缸14與彈簧回中器2的施力方向相互平行，並在初始狀態下均與所述平衡杆6呈垂直關係；
所述平衡杆6中部通過第二螺栓銷軸8連接在支撐板1上，設置為可繞第二螺栓銷軸8自由轉動；
所述平衡杆6上部的末端通過聯結接頭3與軟軸聯結，用於進行手動控制；
所述平衡杆6下部的末端通過彈性圓柱銷11固定旋轉接頭12，旋轉接頭12設置為可自由轉動，且不會脫落；
所述聯結杆13一端通過聯接接頭和旋轉接頭12聯結，另一端通過聯接接頭和聯體泵馬達的拉臂聯結。
其中，所述支撐板1上設有三個凸臺，分為第一凸臺22、第二凸臺23和第三凸臺24；
所述第一凸臺22用於支撐平衡杆6的中部，通過第二螺栓銷軸8將平衡杆6中部連接於支撐板1上；
所述第二凸臺23用於支撐彈簧回中器2尾端，通過一個第一螺栓銷軸7將彈簧回中器2尾端連接於支撐板1上；
所述第三凸臺24用於支撐氣缸14的尾端，通過一個第三螺栓銷軸9將氣缸14尾端連接於支撐板1上。
其中，所述第一螺栓銷軸7、第二螺栓銷軸8、第三螺栓銷軸9各自的單體結構上均沿軸向依次分為六方頭、旋轉段和螺紋段；其中，六方頭用於通過臺階結構穩定對應件，螺紋段用於將對應件設置於支撐板1上，旋轉段的長度略大於對應件的厚度，由此通過螺栓銷軸安裝對應件後，對應件可以自由轉動。
其中，在聯體泵馬達試驗過程中，通過控制氣缸14的配套產品電磁閥、磁性開關來控制氣缸14的運動位置和速度，使得氣缸14的芯軸推動平衡杆6，平衡杆6以第二螺栓銷軸8為旋轉中心、首尾端雙向旋轉一設計角度，此角度根據聯結杆13需要移動的距離確定；
當氣缸14的芯軸推動到最大角度、試驗需要平衡杆6回中位時，通過彈簧回中器2對平衡杆6施力，間接控制泵馬達拉臂回中位，如此重複控制，可實現泵馬達的長時自動可靠性試驗。
其中，當需要遠程手動控制時，脫開氣缸14，聯結手動控制的軟軸到平衡杆6，當遠程控制拉動軟軸時，拉動聯結接頭3，推動平衡杆6以第二螺栓銷軸8為旋轉中心、首尾端雙向旋轉一設計角度，平衡杆6旋轉角度可手動確定；
當需要平衡杆6回中位時，通過彈簧回中器2對平衡杆6施力，輔助手動回中位，實現遠程手動控制。
其中，所述彈簧回中器2包括：腔體15、自製螺釘16、彈簧座17、彈簧18、螺釘19、導向蓋20和導向杆21；
所述腔體15內部設有臺階結構的中空內腔；
所述彈簧座17設有兩個，均為圓柱形柱體結合支耳座構成，兩個彈簧座17對向同軸設置，兩個彈簧座17的圓柱形柱體外表面與腔體15內壁之間形成彈簧安裝空間，該彈簧安裝空間內，彈簧安裝於彈簧座17圓柱形柱體外表面上，兩個支耳座分別對彈簧兩端限位；
所述導向杆21從彈簧座17中心穿過，導向杆21前端抵至兩個彈簧座17中靠裡的一個彈簧座17底部端面齊平，導向杆21前端安裝自製螺釘16，自製螺釘16的螺釘帽徑向尺寸設置為大於導向杆21直徑且小於彈簧座17徑向尺寸，由此通過自製螺釘16使得導向杆21與兩個彈簧座17中靠裡的一個彈簧座17相互固定為一體；固定為一體的導向杆21與彈簧座17相互齊平的端面通過所述腔體15內部的臺階結構進行限位；
所述導向蓋20通過螺釘19固定於腔體15開口部位處，其內部中空，用於包裹導向杆21，從而將導向杆21穩定在腔體15內並同時起到導向作用；
所述腔體15尾端作為彈簧回中器2的尾端通過一個第一螺栓銷軸7連接在支撐板1上，所述導向杆21尾部末端作為彈簧回中器2的前端通過另一個第一螺栓銷軸7與平衡杆6上部聯結。
其中，所述彈簧座17的最大直徑比腔體15對應的內徑設計略小，彈簧座17在腔體15中運動時存在導向作用；
所述導向杆21的直徑比導向蓋20和彈簧座17對應的內徑設計略小，導向杆21在導向蓋20和彈簧座17中運動時存在導向作用。
其中，在把彈簧座17和彈簧18套設上導向杆21後，通過自製螺釘16擰緊；其中，自製螺釘16設置為：螺釘頭尺寸大於標準螺釘，且不是標準的外六方，為雙側平面可緊固的結構，起到同時推動彈簧座17和導向杆21的作用。
其中，所述聯結接頭3和平衡杆6通過銷軸4與開口銷5聯結。
其中，所採用的平衡杆6根據距離比例布置氣缸14、彈簧回中器2；聯結接頭3為手動接入點，旋轉接頭12為氣動接入點，設置為可分別實現手動功能和氣動功能，根據平衡杆6接入點距離比例，合理設計氣缸14與彈簧回中器2的作用力。
(三)有益效果
與現有技術相比較，本發明具備如下有益效果：
(1)本發明採用了氣缸與彈簧回中器組合在支撐板上的結構，可通過氣缸上的磁性開關實現氣缸的限位，當電磁閥控制氣缸洩氣時，通過彈簧回中器回覆中位；
(2)本發明採用的平衡杆根據距離比例布置氣缸、彈簧回中器、聯結接頭(手動接入點)和旋轉接頭，可分別實現手動功能和氣動功能，可根據平衡杆接入點距離比例，合理設計氣缸與彈簧回中器的作用力；
(3)本發明採用的旋轉接頭與平衡杆的聯結結構，可實現聯結泵馬達拉臂的聯結杆的垂直自由度的自由旋轉，採用的旋轉接頭與聯結接頭的聯結方式，可實現聯結泵馬達拉臂的聯結杆的水平自由度的自由旋轉。
附圖說明
圖1為本發明的聯體液壓泵馬達自動循環試驗氣動操縱機構示意圖；
圖2為圖1的a-a剖面圖；
圖3為圖1的b-b剖視圖；
圖4為圖1的c-c剖視圖；
圖5為圖1的d-d剖面圖；
圖6為本發明一種聯體液壓泵馬達自動循環試驗氣動操縱機構中支撐板示意圖；
圖7為本發明一種聯體液壓泵馬達自動循環試驗氣動操縱機構中旋轉接頭示意圖；
圖8為本發明一種聯體液壓泵馬達自動循環試驗氣動操縱機構中自製螺釘示意圖；
圖9為本發明一種聯體液壓泵馬達自動循環試驗氣動操縱機構中腔體示意圖；
圖10為本發明一種聯體液壓泵馬達自動循環試驗氣動操縱機構中導向杆示意圖；
圖中：1.支撐板；2.彈簧回中器；3.聯結接頭；4.銷軸；5.開口銷；6.平衡杆；7.第一螺栓銷軸；8.第二螺栓銷軸；9.第三螺栓銷軸；10.螺栓；11.彈性圓柱銷；12.旋轉接頭；13.聯結杆；14.氣缸；15.腔體；16.自製螺釘；17.彈簧座；18.彈簧；19.螺釘；20.導向蓋；21.導向杆；22.第一凸臺；23.第二凸臺；24.第三凸臺。
具體實施方式
為使本發明的目的、內容、和優點更加清楚，下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式作進一步詳細描述。
為解決現有技術的問題，本發明提供一種聯體液壓泵馬達自動循環試驗氣動操縱機構，如圖1所示，所述機構包括：支撐板1、彈簧回中器2、聯結接頭3、平衡杆6、第一螺栓銷軸組、第二螺栓銷軸8、第三螺栓銷軸組、彈性圓柱銷11、旋轉接頭12、聯結杆13、氣缸14和螺栓10；所述第一螺栓銷軸組中包括兩個第一螺栓銷軸7，所述第三螺栓銷軸組中包括兩個第三螺栓銷軸9；
所述氣缸14尾端通過一個第三螺栓銷軸9連接在支撐板1上，氣缸14前端通過另一個第三螺栓銷軸9與平衡杆6下部聯結，設置為可在尾端和前端分別繞第三螺栓銷軸9自由轉動；
所述彈簧回中器2尾端通過一個第一螺栓銷軸7連接在支撐板1上，彈簧回中器2前端通過另一個第一螺栓銷軸7與平衡杆6上部聯結，設置為可在尾端和前端分別繞第一螺栓銷軸7自由轉動；
所述氣缸14與彈簧回中器2的施力方向相互平行，並在初始狀態下均與所述平衡杆6呈垂直關係；
所述平衡杆6中部通過第二螺栓銷軸8連接在支撐板1上，設置為可繞第二螺栓銷軸8自由轉動；
所述平衡杆6上部的末端通過聯結接頭3與軟軸聯結，用於進行手動控制；
所述平衡杆6下部的末端通過彈性圓柱銷11固定旋轉接頭12，旋轉接頭12設置為可自由轉動，且不會脫落；
所述聯結杆13一端通過聯接接頭和旋轉接頭12聯結，另一端通過聯接接頭和聯體泵馬達的拉臂聯結。
其中，所述支撐板1上設有三個凸臺，分為第一凸臺22、第二凸臺23和第三凸臺24；
結合圖1、圖3、圖7可看到，所述第一凸臺22用於支撐平衡杆6的中部，通過第二螺栓銷軸8將平衡杆6中部連接於支撐板1上；
所述第二凸臺23用於支撐彈簧回中器2尾端，通過一個第一螺栓銷軸7將彈簧回中器2尾端連接於支撐板1上；
所述第三凸臺24用於支撐氣缸14的尾端，通過一個第三螺栓銷軸9將氣缸14尾端連接於支撐板1上。
其中，所述第一螺栓銷軸7、第二螺栓銷軸8、第三螺栓銷軸9各自的單體結構上均沿軸向依次分為六方頭、旋轉段和螺紋段；其中，六方頭用於通過臺階結構穩定對應件，螺紋段用於將對應件設置於支撐板1上，旋轉段的長度略大於對應件的厚度，由此通過螺栓銷軸安裝對應件後，對應件可以自由轉動。
通過圖2可知彈簧回中器2與第一螺栓銷軸7聯結的臺階孔的設計，從圖9、10可見臺階孔設計，採用中間直徑小兩端直徑大的結構，兩端直徑相等，第一螺栓銷軸7在其中旋轉時，只與中間段摩擦，可減少旋轉摩擦力，利於自由旋轉，不容易旋轉卡死。
其中，在聯體泵馬達試驗過程中，通過控制氣缸14的配套產品電磁閥、磁性開關來控制氣缸14的運動位置和速度，使得氣缸14的芯軸推動平衡杆6，平衡杆6以第二螺栓銷軸8為旋轉中心、首尾端雙向旋轉一設計角度，此角度根據聯結杆13需要移動的距離確定；
當氣缸14的芯軸推動到最大角度、試驗需要平衡杆6回中位時，通過彈簧回中器2對平衡杆6施力，間接控制泵馬達拉臂回中位，如此重複控制，可實現泵馬達的長時自動可靠性試驗。
其中，當需要遠程手動控制時，脫開氣缸14，聯結手動控制的軟軸到平衡杆6，當遠程控制拉動軟軸時，拉動聯結接頭3，推動平衡杆6以第二螺栓銷軸8為旋轉中心、首尾端雙向旋轉一設計角度，平衡杆6旋轉角度可手動確定；
當需要平衡杆6回中位時，通過彈簧回中器2對平衡杆6施力，輔助手動回中位，實現遠程手動控制。
其中，如圖2所示，所述彈簧回中器2包括：腔體15、自製螺釘16、彈簧座17、彈簧18、螺釘19、導向蓋20和導向杆21；
所述腔體15內部設有臺階結構的中空內腔；
所述彈簧座17設有兩個，均為圓柱形柱體結合支耳座構成，兩個彈簧座17對向同軸設置，兩個彈簧座17的圓柱形柱體外表面與腔體15內壁之間形成彈簧安裝空間，該彈簧安裝空間內，彈簧安裝於彈簧座17圓柱形柱體外表面上，兩個支耳座分別對彈簧兩端限位；
所述導向杆21從彈簧座17中心穿過，導向杆21前端抵至兩個彈簧座17中靠裡的一個彈簧座17底部端面齊平，導向杆21前端安裝自製螺釘16，自製螺釘16的螺釘帽徑向尺寸設置為大於導向杆21直徑且小於彈簧座17徑向尺寸，由此通過自製螺釘16使得導向杆21與兩個彈簧座17中靠裡的一個彈簧座17相互固定為一體；固定為一體的導向杆21與彈簧座17相互齊平的端面通過所述腔體15內部的臺階結構進行限位；
所述導向蓋20通過螺釘19固定於腔體15開口部位處，其內部中空，用於包裹導向杆21，從而將導向杆21穩定在腔體15內並同時起到導向作用；
所述腔體15尾端作為彈簧回中器2的尾端通過一個第一螺栓銷軸7連接在支撐板1上，所述導向杆21尾部末端作為彈簧回中器2的前端通過另一個第一螺栓銷軸7與平衡杆6上部聯結。
其中，所述彈簧座17的最大直徑比腔體15對應的內徑設計略小，腔體的示意圖見圖9所示，彈簧座17在腔體15中運動時存在導向作用；
所述導向杆21的直徑比導向蓋20和彈簧座17對應的內徑設計略小，導向杆21的示意圖見圖10所示，導向杆21在導向蓋20和彈簧座17中運動時存在導向作用。
其中，在把彈簧座17和彈簧18套設上導向杆21後，通過自製螺釘16擰緊；其中，自製螺釘16設置為：螺釘頭尺寸大於標準螺釘，且不是標準的外六方，為雙側平面可緊固的結構，起到同時推動彈簧座17和導向杆21的作用。
因為腔體15、彈簧18、導向蓋20和導向杆21的設計考慮了彈簧18的作用力和伸縮長度。彈簧回中器2在裝配時，彈簧座17、導向蓋20和導向杆21的導向面須塗潤滑脂。
其中，如圖3所示，為圖1的b-b剖視圖。展示平衡杆6上各個連接接頭的聯結方式，所述聯結接頭3和平衡杆6通過銷軸4與開口銷5聯結；彈簧回中器2和平衡杆6通過第一螺栓銷軸組聯結，支撐板1和平衡杆6通過第二螺栓銷軸8聯結，平衡杆6和氣缸14通過第三螺栓銷軸組9聯結，平衡杆6和旋轉接頭12通過彈性圓柱銷11聯結，從圖5可見彈性圓柱銷11的裝配關係，聯結杆13一端通過聯接接頭和旋轉接頭12聯結，聯接接頭和旋轉接頭12通過銷軸與開口銷聯結，其中，在旋轉接頭12表面塗潤滑脂，裝配旋轉接頭12到平衡杆6上，插入彈性圓柱銷11，旋轉接頭12的圓柱端與平衡杆6的圓柱孔採用小間隙配合，裝入後旋轉接頭12可輕鬆轉動。圖5為裝入彈性圓柱銷11的裝配圖。圖6為旋轉接頭12的主視圖與俯視圖。
其中，所採用的平衡杆6根據距離比例布置氣缸14、彈簧回中器2；聯結接頭3為手動接入點，旋轉接頭12為氣動接入點，設置為可分別實現手動功能和氣動功能，根據平衡杆6接入點距離比例，合理設計氣缸14與彈簧回中器2的作用力。
綜上，本發明提供一種新型的自動循環試驗操縱機構，其採用了氣缸14與彈簧回中器2組合在支撐板上1的結構，可通過氣缸14上的磁性開關實現氣缸的限位，用電磁閥控制氣缸進排氣，通過彈簧回中器2回覆中位的結構；
該方案採用的旋轉接頭12與平衡杆6通過彈性圓柱銷11聯結的結構，可實現聯結泵馬達拉臂的聯結杆13的垂直自由度的自由旋轉，採用的旋轉接頭12與聯接接頭的聯結方式，可實現聯結泵馬達拉臂的聯結杆13的水平自由度的自由旋轉，最終實現聯體泵馬達拉臂的垂直和水平的自由動作。
並且，本發明的聯體液壓泵馬達自動循環試驗氣動操縱機構一般用螺栓裝配於試驗箱上，氣缸應包括磁性開關，其一般與空壓機、電磁閥、速度控制閥、管路等配套使用；本發明的聯結杆13通過聯結接頭3通過銷軸4與聯體泵馬達的拉臂聯結。
本發明適用於泵和馬達，特別適用於聯體泵馬達試驗系統。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應視為本發明的保護範圍。