CN104197879B - 测试滑靴副油膜厚度的位移传感器跟随机构 - Google Patents

Abstract

测试滑靴副油膜厚度的位移传感器跟随机构，包括壳体、壳体端盖，主轴通过轴承设置在所述的壳体内，主轴上设有输入动力的小齿轮、输出动力的左齿轮和右齿轮；缸体的柱塞孔内设置有测试柱塞和复位弹簧；测试柱塞与辅助测试柱塞的轴心线在同一直线上，测试滑靴与辅助测试滑靴分别贴紧在斜盘的两面；所述的斜盘通过半圆轴承安装在壳体上；支撑架可滑动地穿设在可垂直滑动的滑动支架上的滑槽内，所述的支撑架套在所述的斜盘外部；传感器安装板和辅助测试滑靴均与所述的支撑架固结。本发明能在模拟斜盘式轴向柱塞泵滑靴真实的运动状态下，连续测量滑靴副油膜厚度。

Description

测试滑靴副油膜厚度的位移传感器跟随机构

技术领域

本发明涉及一种斜盘式轴向柱塞泵滑靴副油膜厚度连续测量的跟随机构，尤其适用于测试物体具有公转运动的测试机构。

背景技术

由于具备功率密度大等优点，轴向柱塞泵广泛应用于工业机械和行走机械等领域。并且随着社会对节能减排的重视，轴向柱塞泵的效率和寿命成为国内外学者研究的热点。轴向柱塞泵的三大摩擦副是决定其寿命和效率的主要因素之一。研究表明滑靴副的能量损失是三大摩擦副之首，滑靴副油膜厚度是决定其泄漏损失和摩擦损失的关键参数。滑靴的运动状态比较复杂，既有在缸体的驱动下沿斜盘表面做轨迹为椭圆的公转运动，又有绕自身轴线的自旋运动，此外轴向柱塞泵的结构很紧凑，所以在滑靴副的相关参数测试过程中，存在着传感器的安装位置狭小和数据线缠绕两个难题。因此，目前国内外针对滑靴副油膜厚度测试的相关试验台都具有较大的局限性：一部分试验台是采用斜盘转动、缸体固定的模拟结构，与轴向柱塞泵实际运动关系完全相反；另一部分实验台则是通过机械限位限制滑靴自旋的运动。因此虽然这些试验台设计加工较简单、测试方便，这些实验台并不能真实地模拟斜盘式轴向柱塞泵的滑靴副实际动力学状态，因此油膜分布特性测试结果存在较大误差。

发明内容

本发明要克服现有技术的上述缺点，提供一种能够更好地测试滑靴副油膜厚度、在保证实验台能够模拟斜盘式轴向柱塞泵滑靴真实运动的基础上的一种用于斜盘式轴向柱塞泵滑靴副油膜厚度连续测量的跟随测量机构。

测试滑靴副油膜厚度的位移传感器跟随机构，包括壳体、壳体端盖，主轴通过轴承设置在所述的壳体内，主轴上设有输入动力的小齿轮、输出动力的左齿轮和右齿轮；

与左齿轮啮合的左缸体、与右齿轮啮合的右缸体，分别通过滑动轴承安装在壳体上，两个缸体外表面都加工有齿数和模数相同的轮齿，左齿轮与左缸体的传动比等于右齿轮与右缸体的传动比，并且两缸体上各加工有一个柱塞孔和一个腰形槽；

所述的右缸体的柱塞孔内设置有测试柱塞和第一复位弹簧，所述的左缸体的柱塞孔内设置有辅助测试柱塞和第二复位弹簧；所述的测试柱塞与辅助测试柱塞的轴心线在同一直线上；辅助测试柱塞的端部连接辅助测试滑靴，所述的测试柱塞的端部连接测试滑靴，测试滑靴与辅助测试滑靴分别贴紧在斜盘的两面；

所述的斜盘通过半圆轴承安装在壳体上；

壳体上设有水平方向的第一导轨，设置在第一导轨上的第一滑动支架上开有与所述的第一导轨垂直的第二导轨，设置在第二导轨上的第二滑动支架上设有滑槽，支撑架可滑动地穿设在所述的滑槽内，所述的支撑架套在所述的斜盘外部；

传感器安装板和辅助测试滑靴均与所述的支撑架固结，所述的测试滑靴的颈部穿过传感器安装板上的安装孔，位置传感器设置在传感器安装板上。

进一步，所述的传感器安装板上有大于所述的测试滑靴的颈部直径的安装孔以及三个在同一分度圆上间隔120°的位置传感器安装孔。

本发明的机理如下：

通过两组相同传动比的齿轮组合保证辅助测试缸体与测试缸体的同步转动，从而保证辅助测试滑靴与测试滑靴的运动轨迹完全一致，只在垂直于斜盘方向有个偏移量。

通过支撑架和两个滑动导向架的组合，将传感器安装版的椭圆运动轨迹转化为两个滑动导向架的平面运动。

通过另外一个与测试机构同步的缸体、柱塞和滑靴来驱动传感器安装板，使传感器安装的位置相对于测试滑靴保持不变。

测试结构在装配过程中必须保证测试柱塞与辅助测试柱塞在同一轴线上，也就是保证测试滑靴与辅助测试滑靴在斜盘正反面的运动轨迹为相同的椭圆。另外该测试机构壳体内部充满油液，无需其他润滑机构。

本发明的优点是：1、测试结构为缸体旋转斜盘固定的结构，能够模拟斜盘式轴向柱塞泵滑靴真实的运动状态。2、传感器安装板与测试滑靴并没有接触，不影响滑靴的真实运动状态。3、运动过程中，在辅助测试滑靴的帮助下，位移传感器相对于滑靴的位置保持不变，能够连续测量滑靴在任意位置的油膜厚度。4、将传感器安装板的转动转化为导向块的平动，解决了传感器数据线缠绕的问题。

附图说明

图1是该位移传感器跟随机构的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明，参照附图：

图1中，1轴承端盖，2是壳体端盖，3是毛毡圈，4是套筒，5是油封，6是辅助测试柱塞，7是辅助测试缸体，8是辅助测试滑靴9是第一滑动支架，10是第二滑动支架，11是支撑架，12是传感器安装板，13是测试滑靴，14是测试滑靴，15是斜盘，16是传动轴，17是小齿轮，18是轴承，19壳体。

测试滑靴副油膜厚度的位移传感器跟随机构，包括壳体19、壳体端盖2，主轴通过轴承设置在所述的壳体19内，主轴上设有输入动力的小齿轮17、输出动力的左齿轮和右齿轮；

与左齿轮啮合的左缸体7、与右齿轮啮合的右缸体，分别通过滑动轴承安装在壳体19上，两个缸体外表面都加工有齿数和模数相同的轮齿，左齿轮7与左缸体的传动比等于右齿轮与右缸体的传动比，并且两缸体上各加工有一个柱塞孔和一个腰形槽；

所述的右缸体的柱塞孔内设置有测试柱塞14和第一复位弹簧，所述的左缸体的柱塞孔内设置有辅助测试柱塞6和第二复位弹簧；所述的测试柱塞14与辅助测试柱塞6的轴心线在同一直线上；辅助测试柱塞6的端部连接辅助测试滑靴8，所述的测试柱塞14的端部连接测试滑靴13，测试滑靴13与辅助测试滑靴8分别贴紧在斜盘15的两面；

所述的斜盘15通过半圆轴承安装在壳体1上；

壳体19上设有水平方向的第一导轨，设置在第一导轨上的第一滑动支架9上开有与所述的第一导轨垂直的第二导轨，设置在第二导轨上的第二滑动支架10上设有滑槽，支撑架11可滑动地穿设在所述的滑槽内，所述的支撑架11套在所述的斜盘15外部；较佳的安排是第一导轨与第二导轨位于同一水平面上。

传感器安装板12和辅助测试滑靴12均与所述的支撑架11固结，所述的测试滑靴13的颈部穿过传感器安装板12上的安装孔，位置传感器设置在传感器安装板12上。

进一步，所述的传感器安装板12上有大于所述的测试滑靴13的颈部直径的安装孔以及三个在同一分度圆上间隔120°的位置传感器安装孔。

右侧旋转组件和左侧旋转组件通过缸体外侧的齿轮与安装在主轴上的小齿轮相连，由于左右两侧齿轮传动比是相同的，所以保证了左缸体和测试缸体的同步转动。安装在左缸体上面的辅助测试柱塞6的运动状态和测试柱塞14的运动状态完全相同。而辅助测试滑靴8则作一个与测试滑靴13轨迹完全相同但位置不同的椭圆运动。所述支撑架11，通过安装孔与第一滑动支架9相连，并且能在安装孔内直线移动。另外第一滑动支架9通过导轨与第二滑动支架10相连接，相对于滑块作一个直线运动。所述滑动支架2通过导轨与壳体相连，并相对于壳体作一个直线运动。在辅助测试滑靴8的驱动下，以及滑块的限制下，支撑架将辅助测试滑靴8的椭圆运动轨迹转化为第一滑动支架9和第二滑动支架10的平面运动。所述传感器安装板12与支撑架11连接，这样传感器安装板运动轨迹与辅助测试滑靴轨迹相同，通过计算相对位置确定支撑架和传感器安装板的结构尺寸，保证在运动过程中传感器安装位置与测试滑靴的相对位置保持不变。传感器安装在安装板上，其信号线和电源线通过支撑架安装到滑动支架2上，这样就可以很好地避免了传感器数据线缠绕的问题。传感器完全跟随了测试滑靴的运动，所以可以连续的测量滑靴上表面到传感器的位置，从而间接得到了滑靴副的油膜厚度，同时根据三点确定一平面的原理，可以得到完整的油膜厚度场这一重要参数，为轴向柱塞泵滑靴副微观特性的研究提供了实验数据支撑。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包涵本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (2)

1.测试滑靴副油膜厚度的位移传感器跟随机构，包括壳体、壳体端盖，主轴通过轴承设置在所述的壳体内，主轴上设有输入动力的小齿轮、输出动力的左齿轮和右齿轮；

与左齿轮啮合的左缸体、与右齿轮啮合的右缸体，分别通过滑动轴承安装在壳体上，缸体外表面加工有的齿轮和与之相啮合的左齿轮或右齿轮具有相同的齿数和模数，左齿轮与左缸体的传动比等于右齿轮与右缸体的传动比，并且两缸体上各加工有一个柱塞孔和一个腰形槽；

所述的右缸体的柱塞孔内设置有测试柱塞和第一复位弹簧，所述的左缸体的柱塞孔内设置有辅助测试柱塞和第二复位弹簧；所述的测试柱塞与辅助测试柱塞的轴心线在同一直线上；辅助测试柱塞的端部连接辅助测试滑靴，所述的测试柱塞的端部连接测试滑靴，测试滑靴与辅助测试滑靴分别贴紧在斜盘的两面；

所述的斜盘通过半圆轴承安装在壳体上；

壳体上设有水平方向的第一导轨，设置在第一导轨上的第一滑动支架上开有与所述的第一导轨垂直的第二导轨，设置在第二导轨上的第二滑动支架上设有滑槽，支撑架可滑动地穿设在所述的滑槽内，所述的支撑架套在所述的斜盘外部；

传感器安装板和辅助测试滑靴均与所述的支撑架固结，所述的测试滑靴的颈部穿过传感器安装板上的安装孔，位置传感器设置在传感器安装板上。

2.如权利要求1所述的跟随机构，其特征在于：所述的传感器安装板上有大于所述的测试滑靴的颈部直径的安装孔以及三个在同一分度圆上间隔120°的位置传感器安装孔。