CN106015177A - 功率回收摆缸马达耐久性测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种功率回收摆缸马达耐久性测试系统，包括油箱模块(Ⅰ)、油泵电机组模块(Ⅱ)、桥式回路模块(Ⅲ)、主油泵电机组模块(Ⅳ)、油路换向模块(Ⅴ)、摆缸马达测试台架(Ⅵ)、传感器数据传输系统、电控系统和计算机数据采集处理中心；油箱模块(Ⅰ)一端依次通过主油泵电机组模块(Ⅳ)、油路换向模块(Ⅴ)与摆缸马达测试台架(Ⅵ)连接；油箱模块(Ⅰ)另一端依次通过油泵电机组模块(Ⅱ)、桥式回路模块(Ⅲ)与摆缸马达测试台架(Ⅵ)连接。该测试系统操作方便快捷，节能效果明显，大大降低了摆缸马达耐久性测试的成本。

Description

功率回收摆缸马达耐久性测试系统

技术领域

本发明涉及液压测试系统，具体地，涉及功率回收摆缸马达耐久性测试系统。

背景技术

摆缸马达是一种端面配油无连杆式曲轴低速大扭矩马达，其广泛应用于塑料机械、轻工机械、冶金机械、矿山机械、船舶机械等各种机械的液压传动系统中。

而耐久性试验是摆缸马达生产加工中必须进行的测试项目，其包含：1、超载试验：在油温30-60℃时，在最高压力或125％的额定压力及额定转速下，使得摆缸马达平稳的运行100h；2、冲击试验：在额定转速及压力的条件下，每分钟换向10-30次(换向1次为1次冲击)，共需进行40万次冲击。在测试结束后，摆缸马达的容积效率降低不得超过4％，零件不得有异常磨损。

现有的试验台计算机辅助测控系统运通程度低，测试周期长，测试数据无法准确的处理并存储。辅助马达的功率全部浪费，加载马达需高流量高压力运转，加载泵能量消耗大，并且，单个系统无法完成全部耐久性试验测试的所有项目。

因此，急需要提供一种节能效果明显，测试成本低的功率回收摆缸马达耐久性测试系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种功率回收摆缸马达耐久性测试系统，该测试系统操作方便快捷，节能效果明显，大大降低了摆缸马达耐久性测试的成本。

为了实现上述目的，本发明提供了一种功率回收摆缸马达耐久性测试系统，该测试系统包括带温控系统的油箱模块、用于补油的油泵电机组模块、桥式回路模块、主油泵电机组模块、油路换向模块、摆缸马达测试台架、传感器数据传输系统、电控系统和计算机数据采集处理中心；其中，

油箱模块一端依次通过主油泵电机组模块、油路换向模块与摆缸马达测试台架相连接；

油箱模块另一端依次通过油泵电机组模块、桥式回路模块与摆缸马达测试台架相连接；

电控系统分别与油泵电机组模块和主油泵电机组模块相连接以控制油泵电机组模块和主油泵电机组模块的启动或停止；

传感器数据传输系统能够将测试系统的温度、压力、扭矩、转速传递至计算机数据采集处理中心。

优选地，油箱模块包括通过油管依次连接的有液位显示的油箱、温度传感器和温控加热装置以及与油路换向模块相连接的温控冷却装置，温控冷却装置上连接有滤纸过滤网。

优选地，油泵电机组模块包括依次连接的第一截止阀、低压变量泵电机组、第一管式单向阀和第一过滤器，第一截止阀与油箱相连，第一过滤器与桥式回路模块相连接的管路上设有第一压力传感器组件。

优选地，摆缸马达测试台架包括转速扭矩传感器，转速扭矩传感器一端与辅助马达相连接，另一端与被测马达相连接；被测马达上还连接有被测马达外泄漏流量计。

优选地，桥式回路模块包括补油泵溢流阀和首尾依次连接形成环状油道的第一板式单向阀、第二板式单向阀、第三板式单向阀、第四板式单向阀，其中，

第一板式单向阀和第二板式单向阀之间的油道与补油泵溢流阀的一端相连接，补油泵溢流阀的另一端与油路换向模块相连接；

第二板式单向阀和第三板式单向阀之间的油道与辅助马达相连接的管路上设有第三压力传感器组件；

第三板式单向阀和第四板式单向阀之间的油道依次通过第三管式单向阀与油路换向模块相连接；

第四板式单向阀和第一板式单向阀之间的油道与辅助马达相连接的管路上设有第四压力传感器组件。

优选地，主油泵电机组模块包括依次连接的第二截止阀、高压变量泵电机组、第二管式单向阀和第二过滤器，第二截止阀与温控加热装置相连，第二过滤器与油路换向模块相连接的管路上设有第二压力传感器组件。

优选地，油路换向模块包括加载泵溢流阀、背压阀和电液换向阀，其中，

补油泵溢流阀的另一端分别与加载泵溢流阀、背压阀的一端相连接；

加载泵溢流阀的另一端通过流量计与电液换向阀相连接；

背压阀的另一端与电液换向阀相连接；

第三管式单向阀和第二压力传感器组件均与流量计相连接；

电液换向阀与被测马达相连接的两条油路上分别设有第五压力传感器组件和第六压力传感器组件。

根据上述技术方案，本发明通过油路换向模块可实现马达的正反转，电控系统可稳定的控制油泵电机组模块和的启停，传感器可将测试温度、压力、扭矩、转速传递至数据采集卡，并经过计算机数据采集处理精准地判别产品性能。同时，液压系统的优化，可以将辅助马达的功率回收给被测马达使用，节能效果明显，降低了测试的成本。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明提供的一种功率回收摆缸马达耐久性测试系统的模块图；

图2是根据本发明提供的一种功率回收摆缸马达耐久性测试系统的原理图。

附图标记说明

Ⅰ-油箱模块 Ⅱ-油泵电机组模块

Ⅲ-桥式回路模块 Ⅳ-主油泵电机组模块

Ⅴ-油路换向模块 Ⅵ-摆缸马达测试台架

1-油箱 2-温度传感器

31-温控加热装置 32-温控冷却装置

41-第一截止阀 42-第二截止阀

51-低压变量泵电机组 52-高压变量泵电机组

61-第一管式单向阀 62-第二管式单向阀

63-第三管式单向阀 71-第一过滤器

72-第二过滤器 73-滤纸过滤网

81-第一压力传感器组件 82-第二压力传感器组件

83-第三压力传感器组件 84-第四压力传感器组件

85-第五压力传感器组件 86-第六压力传感器组件

91-补油泵溢流阀 92-加载泵溢流阀

93-背压阀 101-流量计

102-被测马达外泄漏流量计 11-电液换向阀

121-第一板式单向阀 122-第二板式单向阀

123-第三板式单向阀 124-第四板式单向阀

125-辅助马达 126-被测马达

127-转速扭矩传感器

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

1、测试油温控制：当油温低于30℃时，温控加热装置31通电，当温度达到30℃时，温控加热装置关闭，摆缸马达测试开始，测试过程温度逐渐上升，当超过60℃时，温控冷却装置32开启。将测试油温恒定在测试条件需要的30℃至60℃之间。此过程由计算机辅助测控系统完成，通过温度传感器2，搭载在Labview软件商的测试平台获得数据，将反馈作用于PLC，控制温控加热装置31和温控冷却装置32，实现油温的自动控制。

2、补油功能的油泵电机组采用低压大流量变量泵，保证不同排量的马达都可以达到额定转速，加载功能的油泵电机组采用小流量高压力变量泵，由于功率回收的功能，辅助马达出油通过第三管式单向阀63回收到被测马达126，加载油泵只需小流量高压力即可使被测马达126达到额定转速和压力，实现了节能效果。

3、补油泵溢流阀91、加载泵溢流阀92、背压阀93采用远程控制，第一压力传感器组件81(压力传感器和压力表组件)、第二压力传感器组件82、第三压力传感器组件83、第四压力传感器组件84、第五压力传感器组件85、第六压力传感器组件86安装在测控台上，在电气试验台上即可调节压力获得测试条件。

4、通过上述1、2、3的操作，就可以获得试验所需要的温度、流量、压力等条件，首先打开低压变量泵电机组51的开关使油泵电机组模块工作补油，液压油通过第三板式单向阀123、第四板式单向阀124两端，被测马达126两端压力均衡，辅助马达125不转动。液压油分为两路，一路通到补油泵溢流阀91，此时补油泵溢流阀91设定压力为0，溢流阀开启，液压油通过回油箱。一路通过第三板式单向阀123、第四板式单向阀124，再通过第三管式单向阀63，至加载泵溢流阀92，此时加载泵溢流阀92设定压力为0，溢流阀开启，液压油通过回油箱。

打开电液换向阀11至A口进油，增大补油泵溢流阀91和加载泵溢流阀92的压力关闭这两路油路，至马达正常转动。此时补油功能的油泵电机组输出的液压油通过第三板式单向阀123、第四板式单向阀124两端，被测马达126两端压力均衡，辅助马达125不转动，液压油通过第三板式单向阀123、第四板式单向阀124，再通过第三管式单向阀63经流量计101至摆缸马达A口，由于马达B口连接的背压溢流阀设定压力为0，所以液压油进A口从B口出回油箱，此时被测马达126转动，辅助马达125同步转动，辅助马达125作泵的功能，此时液压回路通路发生变化，第一板式单向阀121和第三板式单向阀123由于压差的作用关闭，补油功能的油泵电机组输出的液压油经第二板式单向阀122，被辅助马达125吸入，排出后由第四板式单向阀124进第三管式单向阀63，经过流量计101至被测马达126的A口到B口回油箱，完成液压回路的循环。调节补油功能的油泵电机组的流量，使被测马达126的转速达到额定转速，被测马达126的转速通过转矩转速传感器127显示在操作台仪表上。此时在Labview软件搭载的平台上确认此时的流量为空载时流量，系统会记录此数据为空载时流量，并用此数据自动计算不同压力下的容积效率。

开启加载功能的油泵电机模块，油泵开始供油，回路液压油多出马达转速所需液压油，加载泵溢流阀92开启，增大加载泵溢流阀92压力，被测马达126的A口压力升高，马达继续运转则辅助马达125出口压力必须升高开启第三管式单向阀63，使油路循环畅通。辅助马达125作泵功能，出口压力升高，则被测马达126供给的扭矩升高，被测马达126带动辅助马达125实现了加载功能，加载泵溢流阀92设定压力越高则被测马达126扭矩越大，将被测马达126的压力设定在额定压力，此时即完成了被测马达126正转耐久性测试的所有条件。

此时的流量计101显示的流量即为负载时的容积效率，此时转矩转速传感器127的扭矩为实际输出扭矩。此时计算机测控系统的软件会根据公式计算容积效率和总效率。

容积效率：(其中，Vi为加载时流量，Ve为空载时流量)

机械效率：(其中，T为输出扭矩，P为马达AB口压差，V为马达排量)

软件平台可以根据采集到的数据及已输入的公式自动计算出马达的容积效率总效率，并显示在人机交互的界面上，同时通过数据库技术将得到的参数存储以便统一打印查看测试前后的数据变化情况。

当控制电液换向阀11向右换向至被测马达126的B口进油，此时油路发生变化，马达反向旋转，第二板式单向阀122和第四板式单向阀124由于压差的作用关闭，补油功能的油泵电机组输出的液压油经第一板式单向阀121，被辅助马达125吸入，排出后由第三板式单向阀123进第三管式单向阀63，经过流量计101至被测马达126的B口到A口回油箱，完成液压回路的循环。通过Labview软件搭载的平台，设定每分钟换向次数，计算机平台向PLC发送指令定时换向，完成摆缸马达的冲击试验。

试验系统的背压阀93可以给被测马达126提供背压测试，被测马达126的外泄口流量计能满足不同工况的模拟测试；被测马达外泄漏流量计102可以准确的记录外泄情况，并存储进计算机的数据库，以便分析零件的磨损情况；回路中的过滤器的使用，能够明显的提高油液清洁度，避免油液污染对试验造成影响。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (7)

1.一种功率回收摆缸马达耐久性测试系统，其特征在于，所述测试系统包括带温控系统的油箱模块(Ⅰ)、用于补油的油泵电机组模块(Ⅱ)、桥式回路模块(Ⅲ)、主油泵电机组模块(Ⅳ)、油路换向模块(Ⅴ)、摆缸马达测试台架(Ⅵ)、传感器数据传输系统、电控系统和计算机数据采集处理中心；其中，

所述油箱模块(Ⅰ)一端依次通过所述主油泵电机组模块(Ⅳ)、油路换向模块(Ⅴ)与所述摆缸马达测试台架(Ⅵ)相连接；

所述油箱模块(Ⅰ)另一端依次通过所述油泵电机组模块(Ⅱ)、桥式回路模块(Ⅲ)与所述摆缸马达测试台架(Ⅵ)相连接；

所述电控系统分别与所述油泵电机组模块(Ⅱ)和主油泵电机组模块(Ⅳ)相连接以控制所述油泵电机组模块(Ⅱ)和主油泵电机组模块(Ⅳ)的启动或停止；

所述传感器数据传输系统能够将测试系统的温度、压力、扭矩、转速传递至所述计算机数据采集处理中心。

2.根据权利要求1所述的功率回收摆缸马达耐久性测试系统，其特征在于，所述油箱模块(Ⅰ)包括通过油管依次连接的有液位显示的油箱(1)、温度传感器(2)和温控加热装置(31)以及与所述油路换向模块(Ⅴ)相连接的温控冷却装置(32)，所述温控冷却装置(32)上连接有滤纸过滤网(73)。

3.根据权利要求2所述的功率回收摆缸马达耐久性测试系统，其特征在于，所述油泵电机组模块(Ⅱ)包括依次连接的第一截止阀(41)、低压变量泵电机组(51)、第一管式单向阀(61)和第一过滤器(71)，所述第一截止阀(41)与所述油箱(1)相连，所述第一过滤器(71)与所述桥式回路模块(Ⅲ)相连接的管路上设有第一压力传感器组件(81)。

4.根据权利要求3所述的功率回收摆缸马达耐久性测试系统，其特征在于，所述摆缸马达测试台架(Ⅵ)包括转速扭矩传感器(127)，所述转速扭矩传感器(127)一端与辅助马达(125)相连接，另一端与被测马达(126)相连接；所述被测马达(126)上还连接有被测马达外泄漏流量计(102)。

5.根据权利要求4所述的功率回收摆缸马达耐久性测试系统，其特征在于，所述桥式回路模块(Ⅲ)包括补油泵溢流阀(91)和首尾依次连接形成环状油道的第一板式单向阀(121)、第二板式单向阀(122)、第三板式单向阀(123)、第四板式单向阀(124)，其中，

所述第一板式单向阀(121)和第二板式单向阀(122)之间的油道与所述补油泵溢流阀(91)的一端相连接，所述补油泵溢流阀(91)的另一端与所述油路换向模块(Ⅴ)相连接；

所述第二板式单向阀(122)和第三板式单向阀(123)之间的油道与所述辅助马达(125)相连接的管路上设有第三压力传感器组件(83)；

所述第三板式单向阀(123)和第四板式单向阀(124)之间的油道依次通过第三管式单向阀(63)与所述油路换向模块(Ⅴ)相连接；

所述第四板式单向阀(124)和第一板式单向阀(121)之间的油道与所述辅助马达(125)相连接的管路上设有第四压力传感器组件(84)。

6.根据权利要求5所述的功率回收摆缸马达耐久性测试系统，其特征在于，所述主油泵电机组模块(Ⅳ)包括依次连接的第二截止阀(42)、高压变量泵电机组(52)、第二管式单向阀(62)和第二过滤器(72)，所述第二截止阀(42)与所述温控加热装置(31)相连，所述第二过滤器(72)与所述油路换向模块(Ⅴ)相连接的管路上设有第二压力传感器组件(82)。

7.根据权利要求6所述的功率回收摆缸马达耐久性测试系统，其特征在于，所述油路换向模块(Ⅴ)包括加载泵溢流阀(92)、背压阀(93)和电液换向阀(11)，其中，

所述所述补油泵溢流阀(91)的另一端分别与所述加载泵溢流阀(92)、背压阀(93)的一端相连接；

所述加载泵溢流阀(92)的另一端通过流量计(101)与所述电液换向阀(11)相连接；

所述背压阀(93)的另一端与所述电液换向阀(11)相连接；

所述第三管式单向阀(63)和第二压力传感器组件(82)均与所述流量计(101)相连接；

所述电液换向阀(11)与所述被测马达(126)相连接的两条油路上分别设有第五压力传感器组件(85)和第六压力传感器组件(86)。