CN101413812A - 一种柱塞泵/马达的柱塞副油膜特性的测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柱塞泵/马达柱塞副油膜特性在线测试装置。它主要由柱塞泵/马达基体部分、延长空心轴、动密封、储线仓、无线发射转子部分、无线接收定子部分、定子固定支架和角度测量装置等部件组成。在保证柱塞泵/马达的基体结构和关键零部件不变的条件下，通过在转动的缸体上开设线槽来铺设传感器的连接电缆，和电缆相连的微型传感器可以安装在转动的缸体上面对柱塞副的油膜特性进行测量。这种结构在不改变泵的基本结构的条件下解决了高速旋转柱塞副的油膜特性测试的测量空间狭小和电源、信号传输问题。结构设计紧凑，和柱塞泵/马达标准结构匹配性强。本发明通过实现了采用模型泵思想的测量高速运动的柱塞副油膜特性测试。

Description

一种柱塞泵/马达的柱塞副油膜特性的测试装置

技术领域

本发明涉及一种柱塞泵/马达的柱塞副油膜特性的测试装置。

背景技术

轴向柱塞泵/马达是液压领域中最为重要的动力元件之一，其柱塞副是柱塞往复运动产生吸油和压油的工作区，因此柱塞副是柱塞泵/马达最重要的摩擦副之一，其中的油膜特性的检测也十分重要。柱塞副相对柱塞泵/马达壳体是高速旋转的，而且柱塞泵/马达内部空间十分狭小，这使得测试油膜的压力、温度、摩擦力等众多传感器的信号和电源线的传输和布置十分困难，因此传统的实验方法主要是以下几种方法：

1、静态单柱塞结构。就是单独加工一个单个柱塞腔体，静态的安装在实验台架上，柱塞在柱塞腔内某一状态下油液通过的状态可以检测出来进行研究。浙江工业大学和美国的密苏里哥伦比亚大学都建设这样的实验装置。这样的装置和实际的柱塞泵/马达内的结构相差很大，基本上不能实现柱塞泵/马达的功能，只是对单个部件进行定性的研究。局限性比较大。

2、半动态单柱塞结构。仍然单独加工一个柱塞腔体固定在机架上，通过曲柄连杆等机构带动柱塞可以在柱塞腔体内滑动，从而实现柱塞的往复运动来模拟柱塞工作时的情况。德国的亚琛工业大学开发过这样的一种实验装置。但是由于只是单个柱塞的工作，而且没有柱塞的转动效应，因此和实际柱塞泵/马达的工作还是有一定的差距。

3、近似动态的单柱塞结构，基于模型泵的思想，采用单个柱塞，单个柱塞固定，斜盘旋转从而带动柱塞在柱塞腔体中滑动，而且通过斜盘的摩擦力把柱塞的转动效应加入，因此工况更加接近现实。美国的普渡大学开发了这样的实验台。但是该实验装置仍然由于没能考虑柱塞之间的相互扰动以及配流结构而存在一定的局限性。

随着微型传感器技术的发展，基于模型泵的思想，在基本不改变柱塞泵/马达结构的情况下对柱塞泵/马达的柱塞副油膜特性进行性能测试对于柱塞泵/马达的研究十分重要，这就要求开发一种柱塞副油膜特性测试装置，能够对于柱塞副油膜的全方位进行性能测试。

发明内容

本发明的目的在于提供一种柱塞副油膜特性测试装置，能够在不改变泵/马达基体结构的基础上，采用无线遥测的手段，实现对其内部高速旋转的柱塞副的油膜特性进行测试。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本装置包括柱塞泵/马达基体、联轴器、延长空心轴、定子固定板、定子连接支架无线接收定子装置、无线发射转子装置、储线仓支架、辅助泵、缸体、斜盘角度传感器、固定架、角度传感器感应触杆和主轴；斜盘角度传感器和感应触杆通过固定架固定在柱塞泵/马达基体上，感应触杆斜盘相连接，在柱塞泵/马达基体内的缸体一个柱塞腔多点安装传感器，传感器的信号线缆通过缸体、延长空心轴、主轴的线槽走出，主轴和延长空心轴采用联轴器相连并一起转动，线缆连接到无线发射转子装置上，无线发射转子装置通过螺钉固定在储线仓支架上，储线仓支架通过花键与延长空心轴连接，无线发射转子装置将信号无线传输给无线接收定子装置，无线发射定子装置和定子连接支架通过螺钉固定在柱塞泵/马达基体上的定子固定板，定子固定板安装在辅助泵的后盖上。

所述的柱塞泵/马达基为通轴式液压柱塞泵或通轴式液压马达。所述的缸体含有的柱塞腔数目为1～11个。所述的多点安装传感器分别是压力、位移或温度传感器；或者以上三种传感器的组合。

本发明具有的有益的效果是：

通过本测试装置，在基本不改变柱塞泵/马达结构的情况下对柱塞泵/马达的柱塞腔油膜特性进行全方位性能测试。本发明是随着人们对柱塞泵/马达的研究的深入而产生的，使人们对柱塞泵/马达柱塞副油膜的研究能够更进一步。本发明实现了在任何通轴式柱塞泵/马达的柱塞副上进行油膜特性测试，实现了柱塞副圆周360度压力、温度、油膜厚度、摩擦力等参数的可测，使得在柱塞泵/马达可以模拟实际工况条件进行柱塞腔的性能测试。本发明全部采用机械原理设计，性能可靠；整体机械结构的巧妙设计与应用，使得结构紧凑，体积缩小。

附图说明

图1是本发明测试装置结构原理剖视图。

图2是本发明测试装置测试回路图。

图中：1.柱塞泵/马达基体，2.联轴器，3.延长空心轴，4.定子固定板，5.定子连接支架，6.无线接收定子装置，7.无线发射转子装置，8.储线仓支架，9.辅助泵，10.缸体，11.斜盘角度传感器，12.固定架，13.触杆，14.主轴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1、图2所示，本发明包括柱塞泵/马达基体1、联轴器2、延长空心轴3、定子固定板4、定子连接支架5、无线接收定子装置6、无线发射转子装置7、储线仓支架8、辅助泵9、缸体10、斜盘角度传感器11、固定架12、角度传感器感应触杆13和主轴14；斜盘角度传感器11和感应触杆13通过固定架12固定在柱塞泵/马达基体1上，感应触杆13斜盘相连接，在柱塞泵/马达基体1内的缸体10一个柱塞腔多点安装传感器，传感器的信号线缆通过缸体10、延长空心轴3、主轴14的线槽走出，主轴14和延长空心轴3采用联轴器2相连并一起转动，线缆连接到无线发射转子装置7上，无线发射转子装置7通过螺钉固定在储线仓支架8上，储线仓支架8通过花键与延长空心轴3连接，无线发射转子装置7将信号无线传输给无线接收定子装置6，无线发射定子装置7和定子连接支架5通过螺钉固定在柱塞泵/马达基体1上的定子固定板4，定子固定板4安装在辅助泵9的后盖上。

所述的柱塞泵/马达基体1为通轴式液压柱塞泵或通轴式液压马达。所述的缸体10含有的柱塞腔数目为1～11个。所述的多点安装传感器分别是压力、位移或温度传感器；或者以上三种传感器的组合。

通过延长主轴上安装无线传输装置的转子来实现对传感器进行供电和信号传输，另外和柱塞泵/马达基体相连的无线接收装置的定子能够接收到信号并提供电源。这样就实现了转子和定子之间的电源和信号传输，可以把高速转动的柱塞副油膜特性的测试数据方便的传输到定子上，定子再把数据传输到上位机进行储存和处理，从而实现柱塞副油膜特性的数据采集和处理。。

如图1和图2所示，在不改变柱塞泵/马达基体结构和功能的前提下，在缸体上设置传感器和相应的导线槽，在空心的主轴和延长主轴中把传感器的信号线缆传出，从而实现了在柱塞泵/马达高速转动的转子组件内进行传感器安装和走线，传感器、线缆和转子组件一起高速运转而互不干涉，因此保证测试的稳定性和可靠性。也保证了传感设备安装空间和走线空间。此外通过无线发射转子装置和无线接收定子装置使得测试的转动部分的信号传输到了定子信号接收器上，从而实现高速旋转柱塞副测试数据进入静态传输介质，使得实时测试柱塞副数据并实时传输成为了可能。而且斜盘角度传感器可以对被测柱塞油膜特性数据的相位进行跟踪记录，其数据线在柱塞泵马达基体外从斜盘角度传感器直接与数据采集系统相连，从而使得被测数据的结果被严格定位，因此可以准确的分析油膜特性的测试结果的发生位置和工作状态。

Claims (4)

1、一种柱塞泵/马达柱塞副油膜特性在线测试装置，其特征在于：包括柱塞泵/马达基体(1)、联轴器(2)、延长空心轴(3)、定子固定板(4)、定子连接支架(5)无线接收定子装置(6)、无线发射转子装置(7)、储线仓支架(8)、辅助泵(9)、缸体(10)、斜盘角度传感器(11)、固定架(12)、角度传感器感应触杆(13)和主轴(14)；斜盘角度传感器(11)和感应触杆(13)通过固定架(12)固定在柱塞泵/马达基体(1)上，感应触杆(13)斜盘相连接，在柱塞泵/马达基体(1)内的缸体(10)一个柱塞腔多点安装传感器，传感器的信号线缆通过缸体(10)、延长空心轴(3)、主轴(14)的线槽走出，主轴(14)和延长空心轴(3)采用联轴器(2)相连并一起转动，线缆连接到无线发射转子装置(7)上，无线发射转子装置(7)通过螺钉固定在储线仓支架(8)上，储线仓支架(8)通过花键与延长空心轴(3)连接，无线发射转子装置(7)将信号无线传输给无线接收定子装置(6)，无线发射定子装置(7)和定子连接支架(5)通过螺钉固定在柱塞泵/马达基体(1)上的定子固定板(4)，定子固定板(4)安装在辅助泵(9)的后盖上。

2、根据权利要求1所述的一种柱塞泵/马达柱塞副油膜特性在线测试装置，其特征在于：所述的柱塞泵/马达基体(1)为通轴式液压柱塞泵或通轴式液压马达。

3、根据权利要求1所述的一种柱塞泵/马达柱塞副油膜特性在线测试装置，其特征在于：所述的缸体(10)含有的柱塞腔数目为1～11个。

4、根据权利要求1所述的一种柱塞泵/马达柱塞副油膜特性在线测试装置，其特征在于：所述的多点安装传感器分别是压力、位移或温度传感器；或者以上三种传感器的组合。

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