CN103527563A - 一种液压马达起动性能的测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压马达起动性能的测试装置，包括摆动液压缸、液压系统和安装平台，安装平台上设有测试架、第一传动支架、第二传动支架和限位支架，其中，测试架上设有扭矩转速传感器；第一传动支架和第二传动支架分别位于测试架的两侧，均通过联轴器与扭矩转速传感器的传动轴连接；第一传动支架与被测试液压马达的输出轴连接，第二传动支架与摆动液压缸的输出轴连接，摆动液压缸为外伸出活塞杆式的齿轮齿条摆动液压缸，其一侧的活塞杆伸出端端部连接有长度可调的加长部件，在加长部件的伸出端前方设有限位挡块，限位挡块固接在限位支架上。本发明还公开一种液压马达起动性能的测试方法。本发明系统结构简单，操作方便，造价低廉，可推广使用。

Description

一种液压马达起动性能的测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及一种马达起动性能的测试装置及测试方法，特别涉及液压马达起动性能的测试装置及测试方法。

背景技术

目前，液压马达是将液压能转换为机械能的元件，起动性指马达在规定载荷下的起动能力，是液压马达一项重要特性。

液压马达起动性试验是测量在液压马达恒拖动负载状态下，从静止状态到马达内部摩擦副的摩擦特性充分建立后，输出轴产生微转角时,液压马达所输出扭矩、进出口压差和相位角。

常规液压马达起动性恒转矩试验有加载梁、电力测功机和液压泵三种恒扭矩加载方式。其中，加载梁加载是通过配重块、支撑轴承和杠杆等组成的加载装置，通过杠杆原理向被试马达提供扭矩载荷。此方法测试不同相位角扭矩时,需要法码加载、卸载和加载梁调平，效率低；直流测功机作为液压马达的负载进行加载时，可作为直流发电机运行,由于调速范围大，调节方便，运行稳定，能量可以回收等优点，被广泛的应用，但该系统必须有增速装置才能满足试验要求，而且系统复杂，投资很大。此外加载装置本身就带有很大的转动惯量，很难实现真正的静扭矩为主的起动性加载试验；而液压泵加载是将双向液压泵作为被试马达的负载，不同的加载值通过调节电磁比例溢流阀(或节流阀)的压力实现。这种系统结构简单,调节方便,但是这种系统的关键在于低速状态下通过阀的最小稳定流量和双向液压泵排量脉动影响,所以用来测定液压马达的起动扭矩时需要增加增速装置，而且效果还是不太理想。上述的常规液压马达起动性试验所用的恒转矩加载装置，其存在结构复杂，操作繁琐问题。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种结构简单、操作方便的液压马达起动性能的测试装置及测试方法。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种液压马达起动性能的测试装置，包括摆动液压缸、液压系统和安装平台，所述安装平台上设有测试架、第一传动支架、第二传动支架和限位支架，其中，所述测试架上设有扭矩转速传感器；所述第一传动支架和所述第二传动支架分别位于所述测试架的两侧，均通过联轴器与所述扭矩转速传感器的传动轴连接；所述第一传动支架与被测试液压马达的输出轴连接，所述第二传动支架与所述摆动液压缸的输出轴连接，所述摆动液压缸为外伸出活塞杆式的齿轮齿条摆动液压缸，其一侧的活塞杆伸出端端部连接有长度可调的加长部件，在所述加长部件的伸出端前方设有限位挡块，所述限位挡块固接在所述限位支架上，所述液压系统设有两个油压调节装置，所述两个油压调节装置分别与被测试液压马达和所述摆动液压缸相连。

所述加长部件为螺栓，所述螺栓与所述活塞杆端部螺纹连接。

所述液压系统包括驱动被测试液压马达的第一液压回路和驱动所述摆动液压缸的第二液压回路，所述第一液压回路和所述第二液压回路相互独立。

所述第一液压回路包括控制驱动被测试液压马达正反转的第一换向阀，所述第一液压回路的油压调节装置包括第一比例溢流阀。

所述第二液压回路包括控制驱动所述摆动液压缸正反转的第二换向阀，所述第二液压回路的油压调节装置包括第二比例溢流阀。

对应上述液压马达起动性能的测试装置，本发明还提供了一种液压马达起动性能的测试方法，其采用摆动液压缸作为静转矩负载，所述摆动液压缸为外伸出活塞杆式的齿轮齿条摆动液压缸；通过两个油压调节装置分别控制所述摆动液压缸和被测试液压马达的输出转矩，对被测试液压马达定量施加负载；通过在活塞杆伸出端端部连接有长度可调的加长部件及在加长部件的伸出端前方设有限位挡块，使限定所述摆动液压缸的外伸出活塞杆的伸出长度，来准确调整被测试液压马达的起动相位角位置；采用扭矩转速传感器检测被测试液压马达的输出轴在加载起动过程中的角位移量和输出转矩；由计算机采集来自所述扭矩转速传感器的信号，并输出信号控制所述摆动液压缸和被测试液压马达的运转以及输出转矩。

进一步地，通过扭矩转速传感器检测出被测试液压马达的输出轴角位移变化量，根据角位移变化量控制被测试液压马达的启停，自动实现被测试液压马达输出轴相位角精确等分。

上述液压马达起动性能的测试方法，具体包括如下测试步骤：

1）设定摆动液压缸初始位置：将摆动液压缸的外伸出活塞杆调整到全伸出位置，即被测试液压马达测试初始相位角α1对应摆动液压缸的旋转角度为360°，调整并限定加长部件的伸出长度；

2）摆动液压缸定量输出负载进行加载：所述摆动液压缸的输出轴旋向为逆时针方向，调整对应所述摆动液压缸的油压调节装置，使所述摆动液压缸的工作压力定量上调，从而使所述摆动液压缸的输出转矩达到设定值；

3）在当前测试相位角对被测试液压马达进行带负载性能测试：使被测试液压马达的输出轴旋向为逆时针方向，调整对应被测试液压马达的油压调节装置，使被测试液压马达的工作压力定量上调，直到扭矩转速传感器检测出被测试液压马达的输出轴发生转角变化，采集此时被测试液压马达的进油口压力、出油口的压力和输出转矩的瞬时值，完成目前相位角的性能测试；

4）下一个测试相位角调整定位：继续定量调整对应被测试液压马达的油压调节装置，使被测试液压马达低速旋转，当扭矩转速传感器发出脉冲数对应为相邻两个测试相位角差值的六分之一时，停止驱动被测试液压马达和所述摆动液压缸，调整所述加长部件使所述摆动液压缸的外伸出活塞杆的伸出长度与下一个测试相位角的位置相对应；

5）重复步骤2）至步骤4），直至完成被测试液压马达在所有测试相位角的测试。

进一步地，所述步骤4）中，在停止驱动被测试液压马达和所述摆动液压缸后，还包括通过测量所述摆动液压缸活塞杆伸出长度校验被测试液压马达相位角位置准确性的步骤。

进一步地，在步骤2）中，所述摆动液压缸的工作压力定量上调值为每次上调0.1MPa；在步骤3）中被测试液压马达的工作压力定量上调值为每次上调0.1MPa。

本发明具有的优点和积极效果是：采用摆动液压缸作为作为静转矩负载，可为试验提供稳定可靠的静转矩负载；摆动缸设计成外伸出活塞杆形式，以便进行加载时用活塞杆机械限位，同时根据活塞杆的位置可以准确调整被试液压马达的起动相位角位置；摆动液压缸可在0-360°范围内旋转，这样可快速完成被测试液压马达测试相位角的调整；液压马达在加载起动过程中的角位移变化由扭矩转速传感器中检测，试验时根据扭矩转速传感器的输出脉冲数来控制液压马达的起动，并在下一测量相位角位置停止，自动实现被试液压马达相位角精确分等；液压马达起动性的测试过程由计算机自动完成，可保证测量数据的准确性；计算机采集扭矩转速仪的输出信号，通过运行相应的计算机软件，控制回路压力的自动调节，实现了液压马达起动性的自动测试，本发明系统结构简单，操作方便，造价低廉，可推广使用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是本发明的的液压系统工作原理图；

图4是本发明的的测试工作流程图。

图中：1、被测试液压马达；2、第一传动支架；3、第一联轴器；4、测试架；5、第二联轴器；6、第二传动支架；7、摆动液压缸；8、限位支架；9、加长部件；10、安装平台；11、被测试液压马达进口压力传感器；12、被测试液压马达出口压力传感器；13、第一换向阀；14、第二换向阀；15、第一比例溢流阀；16、第二比例溢流阀；17、第一液压回路油泵；18、第二液压回路油泵；19、摆动液压缸的进口压力传感器；20、扭矩转速传感器。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参见图1～图4，一种液压马达起动性能的测试装置，包括摆动液压缸7、液压系统和安装平台10，所述安装平台上设有测试架4、第一传动支架2、第二传动支架6和限位支架8，其中，所述测试架4上设有扭矩转速传感器20；所述第一传动支架2和所述第二传动支架6分别位于所述测试架4的两侧，均通过联轴器与所述扭矩转速传感器20的传动轴连接；所述第一传动支架与被测试液压马达1的输出轴连接，所述第二传动支架与所述摆动液压缸7的输出轴连接，如图1所示，所述第一传动支架2可设有输出轴，其输出轴通过第一联轴器3与所述扭矩转速传感器20的传动轴连接；所述第二传动支架6可设有输出轴，其输出轴通过第二联轴器5与所述扭矩转速传感器20的传动轴连接；所述第一传动支架2还可设有与被测试液压马达1的输出轴和安装法兰对应固接的输入轴和安装法兰；所述第二传动支架6还可设有与所述摆动液压缸7的输出轴和安装法兰对应固接的输入轴和安装法兰；所述第一传动支架2、所述第二传动支架6的输入轴和输出轴可为一体结构；所述摆动液压缸7为外伸出活塞杆式的齿轮齿条摆动液压缸，其一侧的活塞杆伸出端端部连接有长度可调的加长部件9，在所述加长部件9的伸出端前方设有限位挡块，所述限位挡块固接在所述限位支架8上，通过调整所述加长部件9的伸出长度，使与所述限位支架8的限位挡块接触，从而对所述摆动液压缸7的外伸出活塞杆的伸出长度进行机械限位，所述液压系统设有两个油压调节装置，所述两个油压调节装置分别与被测试液压马达和所述摆动液压缸相连，油压调节装置可采用比例溢流阀或电液调压阀。

所述加长部件9可为螺栓，所述螺栓与所述活塞杆端部螺纹连接，通过调整螺栓旋入深度调节螺栓的伸出长度，所述加长部件9还可以采用其他定位伸缩装置，如带定位的齿式伸缩装置等。

所述液压系统可包括驱动被测试液压马达的第一液压回路和驱动所述摆动液压缸的第二液压回路，所述第一液压回路和所述第二液压回路相互独立。其中第一液压回路由第一液压回路油泵17供油，第二液压回路由第二液压回路油泵18供油。

所述第一液压回路可包括控制驱动被测试液压马达正反转的第一换向阀13，所述第一液压回路的油压调节装置包括第一比例溢流阀15。

所述第二液压回路可包括控制驱动所述摆动液压缸正反转的第二换向阀14，所述第二液压回路的油压调节装置包括第二比例溢流阀16。

对应上述一种液压马达起动性能试验装置的实施例，本发明还提供了一种液压马达起动性能的测试方法实施例，其采用摆动液压缸7作为静转矩负载，所述摆动液压缸为外伸出活塞杆式的齿轮齿条摆动液压缸；通过两个油压调节装置分别控制所述摆动液压缸和被测试液压马达的输出转矩，油压调节装置可采用比例溢流阀或电液调压阀，对被测试液压马达定量施加负载；所述摆动液压缸7一侧的伸出活塞杆的端部设有伸出长度可调的加长部件9，所述加长部件9的伸出长度由所述限位支架8限定，通过调整所述加长部件9的伸出长度，使与所述限位支架8的挡块接触，从而对所述摆动液压缸7的外伸出活塞杆的伸出长度进行机械限位，通过在活塞杆伸出端端部连接有长度可调的加长部件9及在加长部件的伸出端前方设有限位挡块，使限定所述摆动液压缸7的外伸出活塞杆的伸出长度，来准确调整被测试液压马达的起动相位角位置；采用扭矩转速传感器20检测被测试液压马达的输出轴在加载起动过程中的角位移量和输出转矩；由计算机采集来自所述扭矩转速传感器20的信号，并输出信号控制所述摆动液压缸和7被测试液压马达1的运转以及输出转矩。

进一步地，可通过扭矩转速传感器检测出被测试液压马达1的输出轴角位移变化量，根据角位移变化量控制被测试液压马达1的启停，自动实现被测试液压马达1输出轴相位角精确等分。

上述液压马达起动性能的测试方法，具体包括如下测试步骤：

1）设定摆动液压缸7初始位置：将摆动液压缸7的外伸出活塞杆调整到全伸出位置，即被测试液压马达1测试初始相位角α1对应摆动液压缸7的旋转角度为360°，调整并限定加长部件9的伸出长度；所述摆动液压缸7一侧的伸出活塞杆的端部设有伸出长度可调的加长部件9，所述加长部件9的伸出长度由所述限位支架8限定，通过调整所述加长部件9的伸出长度，使与所述限位支架8的挡块接触，从而对所述摆动液压缸7的外伸出活塞杆的伸出长度进行机械限位，从而通过加长部件控制所述摆动液压缸7的外伸出活塞杆的伸出长度，来准确调整被测试液压马达1的起动相位角位置；

2）摆动液压缸定量输出负载进行加载：所述摆动液压缸7的输出轴旋向为逆时针方向，调整对应所述摆动液压缸7的油压调节装置，使所述摆动液压缸7的工作压力定量上调，从而使所述摆动液压缸7的输出转矩达到设定值；根据被测试液压马达1的额定转矩T，可通过逐级定量上调第一比例溢流阀16的控制电流，从而逐级调整摆动液压缸7的工作压力P1，使摆动液压缸7的工作压力P1为T/226+1.4，其中1.4为背压值；摆动液压缸的进口压力传感器19检测并显示摆动液压缸7的工作压力P1。

3）在当前测试相位角对被测试液压马达进行带负载性能测试：使被测试液压马达1的输出轴旋向为逆时针方向，调整对应被测试液压马达的油压调节装置，使被测试液压马达的工作压力定量上调，直到扭矩转速传感器20检测出被测试液压马达1的输出轴发生转角变化，采集此时被测试液压马达1的进油口压力、出油口的压力和输出转矩的瞬时值，完成目前相位角的性能测试；其中，被测试液压马达进口压力传感器11检测被测试液压马达的进油口压力，被测试液压马达出口压力传感器12检测被测试液压马达的出油口压力，扭矩转速传感器20检测被测试液压马达的输出转矩和旋转相位角；可通过逐级定量上调第二比例溢流阀15的控制电流，从而逐级调整被测试液压马达1的工作压力，直到被测试液压马达1发生转角变化，记录此时被测试液压马达进出油口的压力和扭矩的瞬时值，此时被试液压马达在当前相位角的起动性测试结束；

4）下一个测试相位角调整定位：继续定量调整对应被测试液压马达1的油压调节装置，使被测试液压马达1低速旋转，当扭矩转速传感器20发出脉冲数对应为相邻两个测试相位角差值的六分之一时，停止驱动被测试液压马达1和摆动液压缸7，调整所述加长部件使所述摆动液压缸7的外伸出活塞杆的伸出长度与下一个测试相位角的位置相对应；

5）重复步骤2）至步骤4），直至完成被测试液压马达1在所有测试相位角的测试。

进一步地，所述步骤4）中，在停止驱动被测试液压马达和摆动液压缸后，还包括通过测量所述摆动液压缸7的活塞杆伸出长度校验被测试液压马达1相位角位置准确性的步骤；摆动缸活塞杆伸出长度为L=50+2×αmm，其中L为活塞杆伸出长度，α为被测试液压马达对应相位角，测量所述摆动液压缸7的活塞杆伸出长度，即可求出被测试液压马达对应相位角α值，从而效验被测试液压马达对应相位角的位置准确性，然后，调整所述摆动液压缸7的活塞杆端部安装的螺栓使其与限位支架接触，对活塞杆机械限位。

进一步地，在步骤2）中，所述摆动液压缸的工作压力定量上调值为每次上调0.1MPa；在步骤3）中被测试液压马达的工作压力定量上调值为每次上调0.1MPa。

图4所示的控制工艺流程如下：

1、通过计算机的测试软件选择测试项目，设定测试参数；

2、控制第二换向阀使摆动液压缸的旋转方向为逆时针方向，调整第二比例溢流阀的电流，逐级增加摆动液压缸的工作压力P1，每次增加0.1Mpa；直至P1达到设定值时；

3、当P1达到设定值时，控制第一换向阀使被测试液压马达的旋转方向为逆时针方向，调整第一比例溢流阀的电流，逐级增加被测试液压马达的工作压力P2，每次增加0.1Mpa；采集被测试液压马达的进出油口的压力、输出转矩（扭矩）和转动角速度信号，直至转动角速度信号达到设定值

4、当转动角速度信号达到设定值时，进行下一组相位角测量

5、所有相位角测试完毕，生成测试报告。

Claims (10)

1.一种液压马达起动性能的测试装置，其特征在于，包括摆动液压缸、液压系统和安装平台，所述安装平台上设有测试架、第一传动支架、第二传动支架和限位支架，其中，所述测试架上设有扭矩转速传感器；所述第一传动支架和所述第二传动支架分别位于所述测试架的两侧，均通过联轴器与所述扭矩转速传感器的传动轴连接；所述第一传动支架与被测试液压马达的输出轴连接，所述第二传动支架与所述摆动液压缸的输出轴连接，所述摆动液压缸为外伸出活塞杆式的齿轮齿条摆动液压缸，其一侧的活塞杆伸出端端部连接有长度可调的加长部件，在所述加长部件的伸出端前方设有限位挡块，所述限位挡块固接在所述限位支架上，所述液压系统设有两个油压调节装置，所述两个油压调节装置分别与被测试液压马达和所述摆动液压缸相连。

2.根据权利要求1所述的液压马达起动性能的测试装置，其特征在于，所述加长部件为螺栓，所述螺栓与所述活塞杆端部螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的液压马达起动性能的测试装置，其特征在于，所述液压系统包括驱动被测试液压马达的第一液压回路和驱动所述摆动液压缸的第二液压回路，所述第一液压回路和所述第二液压回路相互独立。

4.根据权利要求3所述的液压马达起动性能的测试装置，其特征在于，所述第一液压回路包括控制驱动被测试液压马达正反转的第一换向阀，所述第一液压回路的油压调节装置包括第一比例溢流阀。

5.根据权利要求3所述的液压马达起动性能的测试装置，其特征在于，所述第二液压回路包括控制驱动所述摆动液压缸正反转的第二换向阀，所述第二液压回路的油压调节装置包括第二比例溢流阀。

6.一种液压马达起动性能的测试方法，其特征在于，采用摆动液压缸作为静转矩负载，所述摆动液压缸为外伸出活塞杆式的齿轮齿条摆动液压缸；通过两个油压调节装置分别控制所述摆动液压缸和被测试液压马达的输出转矩，对被测试液压马达定量施加负载；通过在活塞杆伸出端端部连接有长度可调的加长部件及在加长部件的伸出端前方设有限位挡块，使限定所述摆动液压缸的外伸出活塞杆的伸出长度，来准确调整被测试液压马达的起动相位角位置；采用扭矩转速传感器检测被测试液压马达的输出轴在加载起动过程中的角位移量和输出转矩；由计算机采集来自所述扭矩转速传感器的信号，并输出信号控制所述摆动液压缸和被测试液压马达的运转以及输出转矩。

7.根据权利要求6所述的液压马达起动性能的测试方法，其特征在于，通过扭矩转速传感器检测出被测试液压马达的输出轴角位移变化量，根据角位移变化量控制被测试液压马达的启停，自动实现被测试液压马达输出轴相位角精确等分。

8.根据权利要求6或7所述的液压马达起动性能的测试方法，其特征在于，包括如下测试步骤：

1）设定摆动液压缸初始位置：将摆动液压缸的外伸出活塞杆调整到全伸出位置，即被测试液压马达测试初始相位角α1对应摆动液压缸的旋转角度为360°，调整并限定加长部件的伸出长度；

2）摆动液压缸定量输出负载进行加载：所述摆动液压缸的输出轴旋向为逆时针方向，调整对应所述摆动液压缸的油压调节装置，使所述摆动液压缸的工作压力定量上调，从而使所述摆动液压缸的输出转矩达到设定值；

3）在当前测试相位角对被测试液压马达进行带负载性能测试：使被测试液压马达的输出轴旋向为逆时针方向，调整对应被测试液压马达的油压调节装置，使被测试液压马达的工作压力定量上调，直到扭矩转速传感器检测出被测试液压马达的输出轴发生转角变化，采集此时被测试液压马达的进油口压力、出油口的压力和输出转矩的瞬时值，完成目前相位角的性能测试；

4）下一个测试相位角调整定位：继续定量调整对应被测试液压马达的油压调节装置，使被测试液压马达低速旋转，当扭矩转速传感器发出脉冲数对应为相邻两个测试相位角差值的六分之一时，停止驱动被测试液压马达和所述摆动液压缸，调整所述加长部件使所述摆动液压缸的外伸出活塞杆的伸出长度与下一个测试相位角的位置相对应；

5）重复步骤2）至步骤4），直至完成被测试液压马达在所有测试相位角的测试。

9.根据权利要求8所述的液压马达起动性能的测试方法，其特征在于，所述步骤4）在停止驱动被测试液压马达和所述摆动液压缸后，还包括通过测量所述摆动液压缸活塞杆伸出长度校验被测试液压马达相位角位置准确性的步骤。

10.根据权利要求8所述的液压马达起动性能的测试方法，其特征在于，在步骤2）中，所述摆动液压缸的工作压力定量上调值为每次上调0.1MPa；在步骤3）中被测试液压马达的工作压力定量上调值为每次上调0.1MPa。

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