CN108317075B - 一种先导手柄液压泵测试工装 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种先导手柄液压泵测试工装，包括一个X轴移动机架、一个Y轴移动机架、一个Z轴移动机架。所述X轴移动机架包括一个X轴滚珠丝杠和X轴滑轨定位横向位置，所述Y轴移动机架包括一个Y轴滚珠丝杠和Y轴滑轨定位纵向位置，所述Z轴移动机架包括一个气缸和一个Z轴滑轨定位垂向位置，一个步进电机和行星减速器控制先导手柄转动。该测试工装解决了先导手柄液压泵出厂性能测试自动化程度低、测试精度低、工作效率低、工人劳动强度大等缺点，提高企业的生产效益。

Description

一种先导手柄液压泵测试工装

技术领域

本发明涉及一种工程机械的先导手柄液压泵测试工装，属于机械制造领域。

背景技术

随着液压技术的发展，工程机械在许多工程领域得到了广泛应用。液压泵是行走机械特别是大功率行走机械液压系统中重要的元件之一。其手动排量控制原理为：通过液压泵先导手柄输入手动机械信号，进而转换为液压控制信号并通过此液压控制信号推动伺服活塞运动带动斜盘倾角变化进而调节泵排量在正最大排量与负最大排量之间无级变化。外部控制手柄对于调节至最大排量所需控制力矩、保持在排量位置所需的保持力矩、全速前进切换至全速后退时所需要的最大控制力矩以及作用于手柄的最大控制力矩都有着严格的要求。国内工程机械厂家已深刻认识到产品的出厂质量已经成为竞争中取胜的重要因素，同时操作人员也对整机的舒适性提出了越来越高的要求。因此对先导手柄液压泵出厂前进行全面的试验检验是相当重要的环节。

目前，针对先导手柄液压泵出厂性能的测试，许多厂家都是通过工人手动扳动先导手柄，然后再进行相应的性能测试，这种测试方式存在自动化程度低、测试精度低、工作效率低、工人劳动强度大等缺点。

先导手柄液压泵出厂性能测试的自动化程度、测试精度、工作效率，严重影响了企业的生产效益。因此要发明一种新型的先导手柄液压泵测试工装，可以使先导手柄液压泵的先导手柄装夹及转位方便，自动化程度高，测试精度高、工作效率高并且能够大大提高企业的生产效益。

发明内容

本发明的目的在于针对目前先导手柄液压泵出厂性能测试工装存在的缺点，提供了一种先导手柄液压泵测试工装，解决先导手柄液压泵出厂性能测试自动化程度低、测试精度低、工作效率低、工人劳动强度大等缺点，能自动卡位及松开先导手柄，用于行走机械的先导手柄液压泵测试，提高企业的生产效益。

为达到上述目的，本发明的构思是：

一种基于X轴、Y轴、Z轴移动机架的先导手柄液压泵性能测试工装，包括X轴滚珠丝杠、Y轴滚珠丝杠、气动换向阀、气缸、一个步进电机、一个行星减速器、一个爪盘；

所述X轴滚珠丝杠用于调节横向位置，所述Y轴丝杠用于调节纵向位置，X轴移动机架固定在测试机架上，Y轴移动机架固定在X轴移动机架上，以实现X轴、Y轴复合运动，旋转X轴滚珠丝杠和Y轴滚珠丝杠旋转手柄，调定X轴Y轴位置后，用紧定锁紧，即可水平方向的定位安装。

所述气缸安装在Z轴第一固定安装块上，通过气动换向阀的换向实现气缸杆的伸缩从而带动爪盘的升降运动，进而实现手柄的卡位与松开，只需PLC（可编程逻辑控制器）编程控制气动换向阀的得电还是失电即可实现控制爪盘的卡位手柄还是松开手柄；所述步进电机用于控制实现爪盘的旋转，其左右旋转的角度由PLC发出的脉冲数控制，其运动的快慢程度由PLC发出的脉冲频率来控制，通过编程控制PLC发出的脉冲数和脉冲频率来改变整个测试的精度和效率；所述行星减速器与步进电机轴相连，用于降低步进电机速度提升扭矩。

根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：

一种先导手柄液压泵测试工装，通过一个X轴移动机架、一个Y轴移动机架、一个Z轴移动机架分别定位一个方向，其中，

1）所述X轴移动机架是由一个X轴固定安装板、一个X轴LM导轨、一个X轴滚珠丝杠构成的横移构架，X轴LM导轨安装在X轴固定安装板上，X轴LM导轨滑块、X轴滚珠丝杠衬套、第二连接板通过第一连接块自下而上连接，通过旋转X轴丝杠手柄，实现带动Y轴移动机架横向运动；

2）所述Y轴移动机架是由一个X轴Y轴连接块、一个Y轴固定安装板、一个Y轴LM导轨、一个Y轴滚珠丝杠、一个Y轴顶部水平安装板构成的纵移构架，所述Y轴固定安装板安装在X轴Y轴连接块上，Y轴LM导轨安装在Y轴固定安装板上，Y轴LM导轨滑块、Y轴滚珠丝杠衬套、第三连接板通过第二连接块自下而上连接，所述Y轴顶部水平安装板通过螺钉固定在第四连接板上，所述第三连接板通过螺钉固定在第四连接板上，所述第四连接板通过螺钉固定在第二连接块上，通过旋转Y轴丝杠手柄，实现带动Z轴移动机架纵向运动；

3）所述Z轴移动机架是由一个L形安装块、一个竖直安装板、一个竖直活动安装板、一个Z轴LM导轨、三个固定安装块、一个气动换向阀、一个气缸、一个万向联轴器、一个步进电机、一个行星减速器、一个爪盘构成的一个垂移构架；所述L形安装块通过螺纹孔固定在Y轴顶部水平安装板上，所述竖直安装板通过螺纹孔与L形安装块紧固， Z轴LM导轨安装在竖直安装板上，Z轴LM导轨的滑块固定在竖直活动安装板上，从而实现X轴和Y轴移动基础之上的Z轴移动，所述气动换向阀换向实现气缸杆的伸缩，带动爪盘的上下移动，步进电机轴的转动带动爪盘的转动；

测试时，通过螺栓标准件将固定脚板固定在测试台架上，旋动X轴丝杠手柄和Y轴丝杠手柄，调节好水平位置，拧紧紧定螺钉，控制气动换向阀的方向使爪盘降落，卡住液压泵先导变量手柄，控制步进电机，实现液压泵先导手柄转位。

所述X轴LM导轨通过螺栓标准件固定在X轴固定安装板上，所述X轴滚珠丝杠固定端通过螺钉标准件安装在第一固定框上，所述X轴LM导轨滑动块、X轴滚珠丝杠衬套、第二连接板自下而上通过第一连接块用螺钉标准件连接，第一连接板与第二连接板通过螺钉标准件连接，Y轴移动机架通过螺钉标准件与第一连接板固定。

所述Y轴LM导轨通过螺栓标准件固定在Y轴固定安装板上，所述Y轴滚珠丝杠固定端通过螺钉标准件安装在第二固定框上，所述Y轴LM导轨滑动块、Y轴滚珠丝杠衬套、第三连接板自下而上通过第二连接块用螺钉标准件连接，第三连接板与第四连接板通过螺钉标准件连接，Z轴移动机架通过螺钉标准件与第四连接板固定。

所述气动换向阀安装在竖直安装板上，气动换向阀进气口通过PU管连接气源，气动换向阀出气口通过PU管分别与气缸的无杆腔口和有杆腔口相连，通过气动换向阀的换向，实现气缸杆的伸缩，所述气缸固定在上固定安装块上，Z轴移动部件通过联轴器相连，自上而下分别为气缸、机械联轴器、万向连轴器、丝杠、联轴器、步进电机、行星减速器、爪盘，所述联轴器、步进电机、行星减速器通过固定安装块固定，所述气缸杆的伸缩带动爪盘的上下移动，步进电机通过步进电机驱动器发送脉冲命令实现步进电机轴转过一个角度，通过行星减速器减速后，实现与行星减速器轴相连的爪盘转过一个角度。

本发明与现有技术相比，有以下显而易见的突出实质性的特点和显著的优势：

本装置结构简单，装夹方便，通过对气动换向阀和步进电机编程控制可实现爪盘对先导手柄的自动卡位、转动定位、松开，再结合性能自动测试程序即可实现一次定位可以全自动测试所有被测泵。

附图说明

图1是先导手柄液压泵测试工装斜视图。

图2是先导手柄液压泵测试工装正视图。

图3是先导手柄液压泵测试工装左视图。

图4是先导手柄液压泵测试工装右视图。

具体实施方式

本发明的优选实施例结合附图详述如下：

参见图1～图4，本实施例一种先导手柄液压泵测试工装，通过一个X轴移动机架、一个Y轴移动机架、一个Z轴移动机架分别定位一个方向，其中：

1）所述X轴移动机架是由一个X轴固定安装板25、一个X轴LM导轨26、一个X轴滚珠丝杠24构成的横移构架，X轴LM导轨26安装在X轴固定安装板25上，X轴LM导轨26滑块、X轴滚珠丝杠24衬套、第二连接板21通过第一连接块27自下而上连接，通过旋转X轴丝杠手柄23，实现带动Y轴移动机架横向运动；

2）所述Y轴移动机架是由一个X轴Y轴连接块29、一个Y轴固定安装板32、一个Y轴LM导轨30、一个Y轴滚珠丝杠31、一个Y轴顶部水平安装板17构成的纵移构架，所述Y轴固定安装板32安装在X轴Y轴连接块29上，Y轴LM导轨30安装在Y轴固定安装板32上，Y轴LM导轨30滑块、Y轴滚珠丝杠31衬套、第三连接板36通过第二连接块28自下而上连接，所述Y轴顶部水平安装板17通过螺钉固定在第四连接板37上，所述第三连接板36通过螺钉固定在第四连接板37上，所述第四连接板37通过螺钉固定在第二连接块28上，通过旋转Y轴丝杠手柄33，实现带动Z轴移动机架纵向运动；

3）所述Z轴移动机架是由一个L形安装块18、一个竖直安装板19、一个竖直活动安装板16、一个Z轴LM导轨39、三个固定安装块1、6、1、一个气动换向阀38、一个气缸2、一个万向联轴器4、一个步进电机8、一个行星减速器9、一个爪盘11构成的一个垂移构架；所述L形安装块18通过螺纹孔固定在Y轴顶部水平安装板17上，所述竖直安装板19通过螺纹孔与L形安装块18紧固，Z轴LM导轨39安装在竖直安装板19上，Z轴LM导轨39的滑块固定在竖直活动安装板16上，从而实现X轴和Y轴移动基础之上的Z轴移动，所述气动换向阀38换向实现气缸2杆的伸缩，带动爪盘11的上下移动，步进电机8轴的转动带动爪盘11的转动；

测试时，通过螺栓标准件12、13将固定脚板14、15固定在测试台架上，旋动X轴丝杠手柄23和Y轴丝杠手柄33，调节好水平位置，拧紧紧定螺钉45、35，控制气动换向阀38的方向使爪盘11降落，卡住液压泵先导变量手柄，控制步进电机8，实现液压泵先导手柄转位。

所述X轴LM导轨26通过螺栓标准件固定在X轴固定安装板25上，所述X轴滚珠丝杠24固定端通过螺钉标准件安装在第一固定框22上，所述X轴LM导轨26滑动块、X轴滚珠丝杠24衬套、第二连接板21自下而上通过第一连接块27用螺钉标准件连接，第一连接板20与第二连接板21通过螺钉标准件连接，Y轴移动机架通过螺钉标准件与第一连接板20固定。

所述Y轴LM导轨30通过螺栓标准件固定在Y轴固定安装板32上，所述Y轴滚珠丝杠31固定端通过螺钉标准件安装在第二固定框34上，所述Y轴LM导轨30滑动块、Y轴滚珠丝杠31衬套、第三连接板36自下而上通过第二连接块28用螺钉标准件连接，第三连接板36与第四连接板37通过螺钉标准件连接，Z轴移动机架通过螺钉标准件与第四连接板37固定。

所述气动换向阀38安装在竖直安装板19上，气动换向阀进气口40通过PU管连接气源，气动换向阀出气口41、42通过PU管分别与气缸的无杆腔口43和有杆腔口44相连，通过气动换向阀38的换向，实现气缸2杆的伸缩，所述气缸2固定在上固定安装块1上，Z轴移动部件通过联轴器相连，自上而下分别为气缸2、机械联轴器3、万向连轴器4、丝杠5、联轴器7、步进电机8、行星减速器9、爪盘11，所述联轴器7、步进电机8、行星减速器9通过固定安装块6、10固定，所述气缸2杆的伸缩带动爪盘11的上下移动，步进电机8通过步进电机驱动器发送脉冲命令实现步进电机8轴转过一个角度，通过行星减速器9减速后，实现与行星减速器9轴相连的爪盘11转过一个角度。

本发明测试工装的工作过程为：

测试前，左右固定脚板通过固定螺栓置于测试台架上，旋动X轴丝杠手柄23调节好爪盘11的横向位置，用紧定螺钉拧紧定位；旋动Y轴丝杠手柄33调节好爪盘11的纵向位置，用紧定螺钉拧紧定位；气动换向阀38进气口连接气源，PLC控制气动换向阀38得电，气缸2杆伸出，带动爪盘11向下移动，卡住液压泵先导手柄。PLC高速脉冲口Y0给步进电机8发送脉冲，步进电机8顺时针转动并通过行星减速器9带动爪盘11顺时针转动，配合全自动性能测试程序。性能测试程序结束后，PLC高速脉冲口Y0给步进电机8发送脉冲，步进电机8逆时针转动并通过行星减速器9带动爪盘11逆时针转动回到原位，PLC控制气动换向阀38失电，气缸2杆缩回，带动爪盘11向上移动，松开液压泵先导手柄，整个测试结束。换上下一个待测泵，配合全自动性能测试程序，只需点击开始测试即可完成被试泵的测试。

另外，在步进电机8转动的过程中，可控制PLC高速脉冲口发出的脉冲频率来改变先导液压泵调节手柄的速度，有效的提供测试精度和测试效率。

Claims (4)

1.一种先导手柄液压泵测试工装，通过一个X轴移动机架、一个Y轴移动机架、一个Z轴移动机架分别定位一个方向，其特征在于：

1）所述X轴移动机架是由一个X轴固定安装板（25）、一个X轴LM导轨（26）、一个X轴滚珠丝杠（24）构成的横移构架，X轴LM导轨（26）安装在X轴固定安装板（25）上，X轴LM导轨（26）滑块、X轴滚珠丝杠（24）衬套、第二连接板（21）通过第一连接块（27）自下而上连接，通过旋转X轴丝杠手柄（23），实现带动Y轴移动机架横向运动；

2）所述Y轴移动机架是由一个X轴Y轴连接块（29）、一个Y轴固定安装板（32）、一个Y轴LM导轨（30）、一个Y轴滚珠丝杠（31）、一个Y轴顶部水平安装板（17）构成的纵移构架，所述Y轴固定安装板（32）安装在X轴Y轴连接块（29）上，Y轴LM导轨（30）安装在Y轴固定安装板（32）上，Y轴LM导轨（30）滑块、Y轴滚珠丝杠（31）衬套、第三连接板（36）通过第二连接块（28）自下而上连接，所述Y轴顶部水平安装板（17）通过螺钉固定在第四连接板（37）上，所述第三连接板（36）通过螺钉固定在第四连接板（37）上，所述第四连接板（37）通过螺钉固定在第二连接块（28）上，通过旋转Y轴丝杠手柄（33），实现带动Z轴移动机架纵向运动；

3）所述Z轴移动机架是由一个L形安装块（18）、一个竖直安装板（19）、一个竖直活动安装板（16）、一个Z轴LM导轨（39）、三个固定安装块（1、6、10）、一个气动换向阀（38）、一个气缸（2）、一个万向联轴器（4）、一个步进电机（8）、一个行星减速器（9）、一个爪盘（11）构成的一个垂移构架；所述L形安装块（18）通过螺纹孔固定在Y轴顶部水平安装板（17）上，所述竖直安装板（19）通过螺纹孔与L形安装块（18）紧固，所述 Z轴LM导轨（39）安装在竖直安装板（19）上，Z轴LM导轨（39）的滑块固定在竖直活动安装板（16）上，从而实现X轴和Y轴移动基础之上的Z轴移动，所述气动换向阀（38）换向实现气缸（2）杆的伸缩，带动爪盘（11）的上下移动，步进电机（8）轴的转动带动爪盘（11）的转动；

测试时，通过螺栓标准件（12、13）将固定脚板（14、15）固定在测试台架上，旋动X轴丝杠手柄（23）和Y轴丝杠手柄（33），调节好水平位置，拧紧紧定螺钉（45、35），控制气动换向阀（38）的方向使爪盘（11）降落，卡住液压泵先导手柄，控制步进电机（8），实现液压泵先导手柄转位；

测试前，左右固定脚板通过固定螺栓置于测试台架上，旋动X轴丝杠手柄（23）调节好爪盘（11）的横向位置，用紧定螺钉拧紧定位；旋动Y轴丝杠手柄（33）调节好爪盘（11）的纵向位置，用紧定螺钉拧紧定位；气动换向阀（38）进气口连接气源，PLC控制气动换向阀（38）得电，气缸（2）杆伸出，带动爪盘（11）向下移动，卡住液压泵先导手柄；PLC高速脉冲口（Y0）给步进电机（8）发送脉冲，步进电机（8）顺时针转动并通过行星减速器（9）带动爪盘（11）顺时针转动，配合全自动性能测试程序；性能测试程序结束后，PLC高速脉冲口（Y0）给步进电机（8）发送脉冲，步进电机（8）逆时针转动并通过行星减速器（9）带动爪盘（11）逆时针转动回到原位，PLC控制气动换向阀（38）失电，气缸（2）杆缩回，带动爪盘（11）向上移动，松开液压泵先导手柄，整个测试结束；换上下一个待测泵，配合全自动性能测试程序，只需点击开始测试即可完成被试泵的测试。

2.根据权利要求1所述的先导手柄液压泵测试工装，其特征在于：所述X轴LM导轨（26）通过螺栓标准件固定在X轴固定安装板（25）上，所述X轴滚珠丝杠（24）固定端通过螺钉标准件安装在第一固定框（22）上，所述X轴LM导轨（26）滑动块、X轴滚珠丝杠（24）衬套、第二连接板（21）自下而上通过第一连接块（27）用螺钉标准件连接，第一连接板（20）与第二连接板（21）通过螺钉标准件连接，Y轴移动机架通过螺钉标准件与第一连接板（20）固定。

3.根据权利要求1所述的先导手柄液压泵测试工装，其特征在于：所述Y轴LM导轨（30）通过螺栓标准件固定在Y轴固定安装板（32）上，所述Y轴滚珠丝杠（31）固定端通过螺钉标准件安装在第二固定框（34）上，所述Y轴LM导轨（30）滑动块、Y轴滚珠丝杠（31）衬套、第三连接板（36）自下而上通过第二连接块（28）用螺钉标准件连接，第三连接板（36）与第四连接板（37）通过螺钉标准件连接，Z轴移动机架通过螺钉标准件与第四连接板（37）固定。

4.根据权利要求1所述的先导手柄液压泵测试工装，其特征在于：所述气动换向阀（38）安装在竖直安装板（19）上，气动换向阀进气口（40）通过PU管连接气源，气动换向阀出气口（41、42）通过PU管分别与气缸的无杆腔口（43）和有杆腔口（44）相连，通过气动换向阀（38）的换向，实现气缸（2）杆的伸缩，所述气缸（2）固定在上固定安装块（1）上，Z轴移动部件通过联轴器相连，自上而下分别为气缸（2）、机械联轴器（3）、万向连轴器（4）、丝杠（5）、联轴器（7）、步进电机（8）、行星减速器（9）、爪盘（11），所述联轴器（7）、步进电机（8）、行星减速器（9）通过固定安装块（6、10）固定，所述气缸（2）杆的伸缩带动爪盘（11）的上下移动，步进电机（8）通过步进电机驱动器发送脉冲命令实现步进电机（8）轴转过一个角度，通过行星减速器（9）减速后，实现与行星减速器（9）轴相连的爪盘（11）转过一个角度。