CN104865060B

CN104865060B - 一种多功能柱塞泵滑靴副油膜场参数测试试验台

Info

Publication number: CN104865060B
Application number: CN201510261628.1A
Authority: CN
Inventors: 徐兵; 孙营辉; 张军辉; 王倩囡; 葛耀峥; 周万仁
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2015-05-21
Filing date: 2015-05-21
Publication date: 2017-04-12
Anticipated expiration: 2035-05-21
Also published as: CN104865060A

Abstract

本发明公开了一种多功能柱塞泵滑靴副油膜场参数测试试验台，包括手柄，小圆螺母，手轮，第一深沟球轴承，转轴，六角螺母，曲柄，滑杆，连接轴等；该试验台通过旋转第一倾角顶杆和第二倾角顶杆，改变斜盘座相对于壳体的角度，通过摇动手柄驱动转动斜盘转动，实现了轴线夹角可变轴系之间的传动，进而实现了转动斜盘在不同倾角下的转动，同时安装在转动斜盘内的传感器在滑靴椭圆轨迹内的相对位置发生改变，这样就可以用安装在转动斜盘上固定位置处的少量传感器（压力传感器和电涡流位移传感器），测量滑靴椭圆运动轨迹上多个位置处的油膜场参数。

Description

一种多功能柱塞泵滑靴副油膜场参数测试试验台

技术领域

本发明涉及一种连续测量斜盘式轴向柱塞泵滑靴副油膜厚度场参数、压力场参数与自旋转速的试验台，尤其适用于包含有轴线夹角可变轴系的传动机构。

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等领域。其中，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。研究表明滑靴副的能量损失是三大摩擦副之首，但是滑靴的运动状态比较复杂，同时轴向柱塞泵的结构又很紧凑，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，为方便得到测试参数，目前国内外针对滑靴副油膜场参数测试的相关试验台都具有较大的局限性：首先，测试目标单一。其次是一部分试验台采用斜盘转动、缸体固定的结构，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。所以这些实验台并不能真实地和全面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。

除此之外，目前测试滑靴副油膜参数的实验台均采取传感器安装在斜盘表面的方式，该安装方式只能测试到滑靴椭圆轨迹内某一点的油膜参数。而柱塞泵斜盘倾角的变化将导致斜盘支撑轴与传动轴的轴线夹角发生变化，也为测试带来较大的难度。

发明内容

本发明要克服现有技术上的上述缺点，提出一种用于轴线夹角可变轴系的传动机构，进而提供一种能够更好地测量斜盘式轴向柱塞泵滑靴副油膜厚度场、压力场和滑靴自旋转速的测试试验台。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：包括手柄，小圆螺母，手轮，第一深沟球轴承，转轴，六角螺母，曲柄，滑杆，连接轴，转动斜盘，中心轴，回程盘，第一角接触球轴承，圆柱销，第二深沟球轴承，传动轴，第二内六角螺钉，泵体，中间体，压力传感器，壳体，第一倾角顶杆，壳体端盖，第二倾角顶杆，推板，斜盘座，辅助滑靴，柱塞，测试滑靴，第二角接触球轴承，第三角接触球轴承，第三深沟球轴承，第六内六角螺钉，滑槽，锁紧螺母，位移传感器，螺母，滑环等；

壳体端盖安装在壳体的一端，中间体安装在壳体的另一端；泵体通过圆柱销和第二内六角螺钉与中间体固定；壳体端盖开有中心通孔，转轴通过第一深沟球轴承安装在中心通孔内，转轴左端通过小圆螺母与手轮中心处连接并且固定，手轮边缘安装有手柄；转轴右端安装有可旋转的曲柄，曲柄远离转轴的一端通过六角螺母与滑杆相连；

斜盘座通过半圆轴承安装在壳体上，并通过螺钉与推板连接在一起；第一倾角顶杆和第二倾角顶杆分别通过螺纹安装在壳体端盖的上下两个打通的螺纹孔内，外端通过锁紧螺母锁紧，另一端穿过壳体和壳体端盖，与所述推板的左端面点接触；转动斜盘通过第三角接触球轴承安装在斜盘座内，压力传感器和电涡流位移传感器安装在转动斜盘上；连接轴通过螺钉与滑环和转动斜盘连接，并通过第三深沟球轴承安装在斜盘座上；所述的滑槽通过第六内六角螺钉固定在连接轴上，所述的滑杆与滑槽活动连接，滑杆头端在滑槽的槽内做径向和轴向的平移运动；

中心轴通过第二角接触球轴承安装在斜盘座内，滑环与中心轴通过销连接在一起；回程盘通过螺母与中心轴固定；位移传感器安装在回程盘内；双柱塞泵通过第一角接触球轴承安装在中间体内，双柱塞泵的两个柱塞的滑靴（包括辅助滑靴和测试滑靴）嵌入于回程盘内。泵体开有中心通孔，传动轴通过第二深沟球轴承安装在中心通孔内，一端通过花键与双柱塞泵相连，另一端与动力源相连。

本发明的优点是：1、测试结构为缸体旋转斜盘固定的结构，并且没有限制滑靴的自旋运动，能够模拟斜盘式轴向柱塞泵滑靴真实的运动状态。2、该试验台通过旋转第一倾角顶杆和第二倾角顶杆，改变斜盘座相对于壳体的角度，通过摇动手柄驱动转动斜盘转动，从而实现了转动斜盘在不同倾角下的转动，即实现了轴线夹角可变轴系的传动。3、通过旋转手柄转动斜盘，可以用安装在转动斜盘上固定位置的较少数量的传感器测量滑靴椭圆运动轨迹上多个位置处的油膜场参数。

附图说明

图1为试验台的结构示意图；

图2为旋转倾角顶杆使得斜盘座倾斜后的结构示意图；

图中，手柄1，小圆螺母2，普通平键3，手轮4，第七内六角圆螺钉5，带孔压盖6，第一深沟球轴承7，转轴8，六角螺母9，曲柄10，滑杆11，连接轴12，转动斜盘13，中心轴14，回程盘15，第一角接触球轴承16，圆柱销17，缸体18，配油盘19，第一内六角螺钉20，第二深沟球轴承21，密封端盖22，传动轴23，第二内六角螺钉24，泵体25，中间体26，中间体压盖27，压力传感器28，壳体29，第一倾角顶杆30，壳体端盖31，第一O型密封圈32，第二O型密封圈33，插销34，第二倾角顶杆35，第三O型密封圈36，推板37，斜盘座38，辅助滑靴39，第三内六角螺钉40，第四内六角螺钉41，柱塞42，第四O型密封圈43，外套44，隔圈45，高速油封46，预紧弹簧47，内套48，钢球49，轴瓦50，测试滑靴51，第二角接触球轴承52，第三角接触球轴承53，第一O型橡胶密封圈54，第三深沟球轴承55，内压盖56，第五内六角螺钉57，第六内六角螺钉58，滑槽59，第二O型橡胶密封圈60，锁紧螺母61，滑环62，螺母65。

具体实施方式

如图1所示，一种多功能柱塞泵滑靴副油膜场参数测试试验台，包括手柄1，小圆螺母2，手轮4，第一深沟球轴承7，转轴8，六角螺母9，曲柄10，滑杆11，连接轴12，转动斜盘13，中心轴14，回程盘15，第一角接触球轴承16，圆柱销17，第二深沟球轴承21，传动轴23，第二内六角螺钉24，泵体25，中间体26，压力传感器28，壳体29，第一倾角顶杆30，壳体端盖31，第二倾角顶杆35，推板37，斜盘座38，辅助滑靴39，柱塞42，测试滑靴51，第二角接触球轴承52，第三角接触球轴承53，第三深沟球轴承55，第六内六角螺钉58，滑槽59，锁紧螺母61，位移传感器，螺母65，滑环62；

壳体端盖31安装在壳体29的一端，中间体26安装在壳体29的另一端；泵体25通过圆柱销17和第二内六角螺钉24与中间体26固定。

壳体端盖31开有中心通孔，转轴8通过第一深沟球轴承7安装在中心通孔内，转轴8左端通过小圆螺母2与手轮4中心处连接并且固定，手轮4边缘安装有手柄1；转轴8右端安装有可旋转的曲柄10，曲柄10远离转轴8的一端通过六角螺母9与滑杆11相连；

斜盘座38通过半圆轴承安装在壳体29上，并通过螺钉与推板37连接在一起；第一倾角顶杆30和第二倾角顶杆35分别通过螺纹安装在壳体端盖31的上下两个打通的螺纹孔内，外端通过锁紧螺母61锁紧，另一端穿过壳体29和壳体端盖31，与所述推板37的左端面点接触；转动斜盘13通过第三角接触球轴承53安装在斜盘座38内，压力传感器28和电涡流位移传感器安装在转动斜盘13上；连接轴12通过螺钉与滑环62和转动斜盘13连接，并通过第三深沟球轴承55安装在斜盘座38上；所述的滑槽59通过第六内六角螺钉58固定在连接轴12上，所述的滑杆11与滑槽59活动连接，滑杆11头端在滑槽59的槽内做径向和轴向的平移运动；

中心轴14通过第二角接触球轴承52安装在斜盘座38内，滑环62与中心轴14通过销连接在一起；回程盘15通过螺母65与中心轴14固定；位移传感器安装在回程盘15内；

双柱塞泵通过第一角接触球轴承16安装在中间体26内，双柱塞泵的两个柱塞42的滑靴（包括辅助滑靴39和测试滑靴51）嵌入于回程盘15内。泵体25开有中心通孔，传动轴23通过第二深沟球轴承21安装在中心通孔内，一端通过花键与双柱塞泵相连，另一端与动力源相连。

如图2所示，旋转第一倾角顶杆30和第二倾角顶杆35，使与推板37连接的斜盘座38倾斜，改变斜盘座38相对于壳体29的角度，斜盘座38内的连接轴12、转动斜盘13也会旋转一个相同的角度，连接轴12、转动斜盘13与转轴8的轴向夹角就会改变。通过滑杆11头端与滑槽59的活动连接，将连接轴12（转动斜盘13）和转轴8轴向夹角的变化转换成滑杆11头端在滑槽59槽内的直线运动；另一方面，通过摇动手柄1，带动转轴8旋转，进一步驱动滑杆11转动，使之带动滑槽59转动，滑槽59的转动进一步通过连接轴12带动转动斜盘13转动，从而实现了转动斜盘13在不同倾角下的驱动。

同时，试验台能够在转动斜盘13倾角变化的情况下，通过摇动手柄1，使转动斜盘13发生转动，从而使得安装在转动斜盘13内的传感器在滑靴椭圆轨迹内的相对位置发生改变，这样就可以用安装在转动斜盘13上固定位置处的少量传感器（压力传感器28和电涡流位移传感器），测量滑靴椭圆运动轨迹上多个位置处的油膜场参数。

辅助滑靴39拨动回程盘15使其绕中心轴转动，并且转速与滑靴公转转速相同，从而实现了安装在回程盘15上的位移传感器与滑靴公转运动的同步，保证其能够连续测量滑靴的自旋转速。同时，滑环动子通过中心轴与回程盘连接，避免了传感器数据线的缠绕。

图中的多个辅助部件，如第三内六角螺钉40，第四内六角螺钉41，第一O型橡胶密封圈54，第二O型橡胶密封圈60等为常规的固定或密封部件，因此在文中不作进一步说明。此外，双柱塞泵为现有技术，其中的缸体18，配油盘19，密封端盖22，外套44，隔圈45，高速油封46，预紧弹簧47等部件的连接关系不作详细说明。

Claims

1.一种多功能柱塞泵滑靴副油膜场参数测试试验台，其特征在于，试验台包括手柄（1），小圆螺母（2），手轮（4），第一深沟球轴承（7），转轴（8），六角螺母（9），曲柄（10），滑杆（11），连接轴（12），转动斜盘（13），中心轴（14），回程盘（15），第一角接触球轴承（16），圆柱销（17），第二深沟球轴承（21），传动轴（23），第二内六角螺钉（24），泵体（25），中间体（26），压力传感器（28），电涡流位移传感器，壳体（29），第一倾角顶杆（30），壳体端盖（31），第二倾角顶杆（35），推板（37），斜盘座（38），辅助滑靴（39），柱塞（42），测试滑靴（51），第二角接触球轴承（52），第三角接触球轴承（53），第三深沟球轴承（55），第六内六角螺钉（58），滑槽（59），锁紧螺母（61），位移传感器，螺母（65），滑环（62）；

壳体端盖（31）安装在壳体（29）的一端，中间体（26）安装在壳体（29）的另一端；泵体（25）通过圆柱销（17）和第二内六角螺钉（24）与中间体（26）固定；壳体端盖（31）开有中心通孔，转轴（8）通过第一深沟球轴承（7）安装在中心通孔内，转轴（8）左端通过小圆螺母（2）与手轮（4）中心处连接并且固定，手轮（4）边缘安装有手柄（1）；转轴（8）右端安装有可旋转的曲柄（10），曲柄（10）远离转轴（8）的一端通过六角螺母（9）与滑杆（11）相连；

斜盘座（38）通过半圆轴承安装在壳体（29）上，并通过螺钉与推板（37）连接在一起；第一倾角顶杆（30）和第二倾角顶杆（35）分别通过螺纹安装在壳体端盖（31）的上下两个打通的螺纹孔内，外端通过锁紧螺母（61）锁紧，另一端穿过壳体（29）和壳体端盖（31），与所述推板（37）的左端面点接触；转动斜盘（13）通过第三角接触球轴承（53）安装在斜盘座（38）内，压力传感器（28）和电涡流位移传感器安装在转动斜盘（13）上；连接轴（12）通过螺钉与滑环（62）和转动斜盘（13）连接，并通过第三深沟球轴承（55）安装在斜盘座（38）上；所述的滑槽（59）通过第六内六角螺钉（58）固定在连接轴（12）上，所述的滑杆（11）与滑槽（59）活动连接，滑杆（11）头端在滑槽（59）的槽内做径向和轴向的平移运动；

中心轴（14）通过第二角接触球轴承（52）安装在斜盘座（38）内，滑环（62）与中心轴（14）通过销连接在一起；回程盘（15）通过螺母（65）与中心轴（14）固定；位移传感器安装在回程盘（15）内；双柱塞泵通过第一角接触球轴承（16）安装在中间体（26）内，双柱塞泵的两个柱塞（42）的滑靴，包括辅助滑靴（39）和测试滑靴（51），嵌入于回程盘（15）内；泵体（25）开有中心通孔，传动轴（23）通过第二深沟球轴承（21）安装在中心通孔内，一端通过花键与双柱塞泵相连，另一端与动力源相连。