CN109058230A - 一种大功率摆缸马达测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大功率摆缸马达测试系统，包括油箱模块、油泵电机组模块、换向及背压加载模块、测试台架、传输模块和电控单元，所述油箱模块包括油箱、液位显示器、放油阀、液位报警器、温控设备、油温加热器和冷却器，所述液位显示器位于所述油箱的外壁，并固定连接于所述油箱；换向及背压加载模块中的背压阀可实现摆缸马达背压模拟测试；电控单元可单独的启停油泵电机组，实现不同排量的马达测试，油箱模块通过油温加热器和冷却器可控制油温；温控设备和压力传感器以及转矩转速传感器可将测试温度、压力、扭矩、转速传递至计算机终端中，并经过计算机数据采集处理通过labview软件编辑的人机交互界面显示自动判别产品性能。

Description

一种大功率摆缸马达测试系统

技术领域

本发明属于摆缸马达技术领域，尤其涉及一种大功率摆缸马达测试系统。

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。它的适用范围广，可以在注塑机、轻工机械、工程机械、冶金设备、石油、煤矿、地质勘探、铁路、船舶、环保、机床、农机等各种机械的液压传动系统中应用。出厂试验是摆缸马达重要测试项目，测试项目包含：

1.空载排量验证试验：在额定转速，空载压力情况下，测量排量值；

2.容积效率试验：在额定转速，额定压力下，测算容积效率；

3.总效率试验：在额定转速，额定压力下，测算测量马达的输出扭矩，实际转速，输入流量，输入压力，泄露量，计算总效率；

4.超载试验：在额定转速，以最高压力运行1min；

5.密封性试验：在测试过程中，摆缸马达各部位无泄露。

之前的测试系统自动化程度低，无法自动完成测试过程，换向需要更换管路接口，操作人员工作强度大，测试效率低，测试数据无法准确的处理并存储，由于马达排量种类多，测试所需功率跨度大，当测试小排量摆缸马达时测试系统功率浪费严重。

发明内容

本发明提供一种大功率摆缸马达测试系统，旨在解决之前的测试系统自动化程度低，无法自动完成测试过程，换向需要更换管路接口，操作人员工作强度大，测试效率低，测试数据无法准确的处理并存储，由于马达排量种类多，测试所需功率跨度大，当测试小排量摆缸马达时测试系统功率浪费严重问题。

本发明是这样实现的，一种大功率摆缸马达测试系统，包括油箱模块、油泵电机组模块、换向及背压加载模块、测试台架、传输模块和电控单元，所述油箱模块包括油箱、液位显示器、放油阀、液位报警器、温控设备、油温加热器和冷却器，所述液位显示器位于所述油箱的外壁，并固定连接于所述油箱，所述液位显示器与所述液位报警器相连接，用于对液体液位的显示和监测，所述放油阀开设于所述油箱内，用于液体的流出，所述温控设备位于所述油箱的上表面，用于对油温的检测，所述油温加热器和冷却器均与所述温控设备连接，用于对油温的加热和冷却；

所述油泵电机组模块包括截止阀、柔性接头和油泵电机组，所述截止阀安装于所述油泵电机组上，用于控制切断油泵电机组的输出，所述柔性接头固定连接于所述油泵电机组，并位于所述油泵电机组的输出端；

所述换向及背压加载模块包括溢流阀、流量计、背压阀和换向阀，所述流量计用于检测摆缸马达的流量，所述溢流阀用于测试摆缸马达的峰值，所述背压阀用于控制液体的流动，所述换向阀用于实现液压油流的沟通；

所述测试台架包括快速接头、测试马达、联轴器、转矩转速传感器和磁粉制动器，所述溢流阀、流量计、背压阀和换向阀均与所述测试马达连接，用于对测试马达的控制和数据采集，所述快速接头安装于所述测试马达的输出端，所述转矩转速传感器于所述测试马达连接，用于检测所述测试马达的转矩转速，所述磁粉制动器与测试马达连接，用于测试马达的背压模拟测试；

所述传输模块包括压力表和压力传感器，所述压力传感器与溢流阀连接用于压力的检测，所述压力表与要传感器连接，用于对检测数值的对比；

电控单元分别与油泵电机组、换向阀和背压阀和磁粉制动器连接，用于启停油泵电机组、控制换向阀改变测试马达旋转方向、背压阀模拟不同背压、控制磁粉制动器模拟测试马达负载。

优选的，所述温控设备可为温度传感器，用于温度的检测，且该温度传感器的型号可为atlas。

优选的，所述温度传感器的检测端贯穿所述油箱的外表面，并与油箱内的液体相接触。

优选的，所述温控设备具有一定的阀值范围，该阀值为50±4℃。

优选的，所述油箱模块还包括空气滤清器，所述空气滤清器安装于所述油箱的上表面，用于过滤进入油箱中的空气。

优选的，所述油泵电机组设有多个，每个所述油泵电机之间相互独立工作。

优选的，其中一个所述油泵电机组为高压变量泵，并根据不同摆缸马达大小对高压变量泵选择。

优选的，通过Labview软件建立的人机交互的界面进行显示，并根据压力传感器数据判定测试马达性能是否合格。

优选的，所述压力传感器、温控设备和转矩转速传感器的内部均设有数据采集卡，所述压力传感器、温控设备和转矩转速传感器通过数据采集卡将电流信号转化为数字信号，并发送到计算机终端。

优选的，所述液位报警器有报警器和检测器组成，所述用于对液位过高或过低进行报警，所述检测器用于对液位的检测。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的一种大功率摆缸马达测试系统，通过大功率磁粉制动器实现摆缸马达负载模拟；换向及背压加载模块中的背压阀可实现摆缸马达背压模拟测试；电控单元可单独的启停油泵电机组，实现不同排量的马达测试，油箱模块通过油温加热器和冷却器可控制油温；温控设备和压力传感器以及转矩转速传感器可将测试温度、压力、扭矩、转速传递至计算机终端中，并经过计算机数据采集处理通过labview软件编辑的人机交互界面显示自动判别产品性能。

应当理解的是，以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图；

图2为本发明的又一系统示意图；

图3为本发明的油箱示意图；

图4为本发明的再一系统示意图；

图5为本发明的油泵电机组示意图；

图6为本发明的另一示意图；

图7为本发明的测试台架系统示意图；

图8为本发明的传输模块系统示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1-8明提供一种方案：一种大功率摆缸马达测试系统，包括油箱模块10、油泵电机组模块20、换向及背压加载模块30、测试台架40、传输模块50和电控单元60，油箱模块10包括油箱11、液位显示器12、放油阀13、液位报警器14、温控设备16、油温加热器15和冷却器18，液位显示器12位于油箱11的外壁，并固定连接于油箱11，液位显示器12与液位报警器14相连接，用于对液体液位的显示和监测，放油阀13开设于油箱11内，用于液体的流出，温控设备16位于油箱11的上表面，用于对油温的检测，油温加热器15和冷却器18均与温控设备16连接，用于对油温的加热和冷却；

油泵电机组模块20包括截止阀21、柔性接头22和油泵电机组23，截止阀21安装于油泵电机组23上，用于控制切断油泵电机组23的输出，柔性接头22固定连接于油泵电机组23，并位于油泵电机组23的输出端；

换向及背压加载模块30包括溢流阀31、流量计32、背压阀33和换向阀34，流量计32用于检测摆缸马达的流量，溢流阀31用于测试摆缸马达的峰值，背压阀33用于控制液体的流动，换向阀34用于实现液压油流的沟通；

测试台架40包括快速接头42、测试马达43、联轴器44、转矩转速传感器45和磁粉制动器41，溢流阀31、流量计32、背压阀33和换向阀34均与测试马达43连接，用于对测试马达43的控制和数据采集，快速接头42安装于测试马达43的输出端，转矩转速传感器45于测试马达43连接，用于检测测试马达43的转矩转速，磁粉制动器41与测试马达43连接，用于测试马达43的背压模拟测试；

传输模块50包括压力表51和压力传感器42，压力传感器42与溢流阀31连接用于压力的检测，压力表51与要传感器连接，用于对检测数值的对比；

电控单元60分别与油泵电机组23、换向阀34和背压阀33和磁粉制动器41连接，用于启停油泵电机组23、控制换向阀34改变测试马达43旋转方向、背压阀33模拟不同背压、控制磁粉制动器41模拟测试马达43负载。

在本实施方式中，当测试马达43的峰值压力达到30MPa，因此溢流阀31压力需设定在30MPa，切断带换向阀34的溢流阀31的电磁1DT的供电，溢流阀31卸荷关闭，换向阀34两边的电磁铁2DT、3DT保持失电状态，换向阀34保持中间位置，P口截止；启动高压变量泵的油泵电机组23，液压油由油箱11经过柔性接头22、油泵电机组23和单向阀到达流量计32，调节溢流阀31就可以设定溢流阀31的压力为30MPa，数值通过压力表51压力传感器42得到测试压力，其中压力传感器42数据会传输至计算机经计算分析后，在Labview软件搭载测控平台，将测试数据直观的显示出来。

在本实施方式中，测试马达43装在测试台架40上，接上快速接头42，换向阀34得电，换向阀34切换至左位置，测试马达43循环油路接通，根据测试马达43排量选择启动油泵电机组23，油泵电机组23供油后油液经流量计32至换向阀34、快速接头42，至测试马达43左油口，测试马达43正传，液压油从右侧油口排出，经快速接头42到换向阀34，通过换向阀34回油箱11；测试马达43的内部泄露经过快速接头42至流量计32回油箱11；测试摆缸马达正转后通过联轴器44和转速转矩传感器带动磁粉制动器41的转子转动，摆缸马达处于空载状态。此时计算机可根据计算公式①验证空载排量。

空排量验证：

qi 空载压力时的输入流量 流量计32测得数值

ni 空载压力时的转速 转速转矩传感器测得数值

容积效率和总效率验证：空载排量验证完成后调节磁粉制动电流，在电流作用下磁粉制动器41内部磁粉会抱紧转子，摩擦阻力增大，摆缸马达的入口压力和输出扭矩上升；当入口压力达到摆缸马达额定压力时，摆缸马达处于额定转速和额定压力的工作状态下，此时计算机会根据公式②计算容积效率，根据公式③计算总效率。

容积效率：

qe 额定压力下的输入流量 流量计32测得数值

ne 额定压力下的转速 转矩转速传感器45测得数值

总效率：

T 输出扭矩值 转矩转速传感器45测得数值

p1 入口压力 正转时由压力传感器42测得，反转由压力传感器42测得

p2 出口压力 正转时由压力传感器42测得，反转由压力传感器42测得

qd 额定压力下的泄漏量 流量计32测得数值

继续增大磁粉制动器41电流，摆缸马达的输出扭矩和输入压力继续上升，当压力达到摆缸马达的最高压力，保持此状态运行1min，马达能正常运转。

超载试验完成后，关闭磁粉制动器41电流，磁粉制动力矩消失，马达处于空载状态，此时调节换向阀34的线圈4DT的电流，背压阀33实现加载功能，摆缸马达的出口压力p2上升，入口压力p1也随之上升，当压力达到额定压力时，观察摆缸马达的密封性能。1min后，4DT失电，换向阀34关闭，马达处于空载状态，正传测试完成。

换向阀34左端3DT得电，换向阀34切换至右位置，测试马达43循环油路接通，油液经流量计32至换向阀34、快速接头42，至测试摆缸马达右油口，马达反传，液压油从左侧油口排出，经快速接头42到换向阀34，通过换向阀34回油箱11；摆缸马达的内部泄露经过快速接头42至流量计32回油箱11；达正反转性能都合格，摆缸马达测试合格。

进一步的，温控设备16可为温度传感器，用于温度的检测，且该温度传感器的型号可为atlas；温度传感器的检测端贯穿油箱11的外表面，并与油箱11内的液体相接触。

在本实施方式中，通过温度传感器对油箱11内的油温进行温度的检测，当在检测的过程中，温度传感器的检测端贯穿油箱11，并与油箱11内的液体相接触，同时，通过两者的相互接触，对油箱11内的油温进行温度的检测。

进一步的，温控设备16具有一定的阀值范围，该阀值为50±4℃。

在本实施方式中，油温需控制在50±4℃，例如：当油温低于，当温度低于46℃时，油温加热器15开启，当温度达到46℃时，油温加热器15关闭，摆缸马达测试开始，测试过程中摆缸马达摩擦产生热量温度逐渐上升；当超过54℃时，冷却器18开启，冷却器18将通过的液压油降温，至油温到46℃时关闭；测试油温恒定在测试条件需要的50±4℃范围内；此过程由计算机终端完成，通过油温加热器15和冷却器18自身携带的温控开关将信号输入PLC，控制油温加热器15和冷却器18，实现油温的自动控制。

进一步的，油箱模块10还包括空气滤清器17，空气滤清器17安装于油箱11的上表面，用于过滤进入油箱11中的空气。

在本实施方式中，当外部空气进入油箱11内部时，首先便须经过空气滤清器17，通过空气滤清器17对空气中的灰尘进行吸附，避免带有大量灰尘空气进入油箱11内部，进而污染预想内部的液体。

进一步的，油泵电机组23设有多个，每个油泵电机之间相互独立工作；其中一个油泵电机组23为高压变量泵，并根据不同摆缸马达大小对高压变量泵选择。

在本实施方式中，摆缸马达的排量种类很多，从100mL/r到3000mL/r，跨度大，因此测试的额定流量需满足0-300L变化,如果选用一个油泵电机组23，相应的功率就很大，测试大排量能满足性能要求，但测试小排量时，功率严重浪费，所以设计了3个既可以可独立工作也可以合流的油泵电机组23，其中一个油泵电机组23采用高压变量泵，可获得不同测试流量的需求，当测试马达43为小排量时，所需流量小于100L时，单独开启为高压变量泵的油泵电机组23，使带换向阀34的溢流阀31的电磁1DT通电，溢流阀31完全卸荷，液压油可无压力通过，换向阀34两边的电磁铁2DT、3DT保持失电状态，换向阀34保持中间位置，开启油泵电机组23，液压油由油箱11经过柔性接头22、油泵电机组23和单向阀到达流量计32，并通过溢流阀31回到油箱11中，此时流量计32显示数值即为所供流量，获得准确的测试所需流量；当测摆缸马达排量所需流量在100L至200L之间时，同时开启油泵电机组23合流供油，调节为高压变量泵的油泵电机组23即可获得准确流量；当测试所需流量在200L至300L时，开启油泵电机组23合流供油，调节为高压变量泵的油泵电机组23即可获得准确流量。

进一步的，通过Labview软件建立的人机交互的界面进行显示，并根据压力传感器42数据判定测试马达43性能是否合格；压力传感器42、温控设备16和转矩转速传感器45的内部均设有数据采集卡，压力传感器42、温控设备16和转矩转速传感器45通过数据采集卡将电流信号转化为数字信号，并发送到计算机终端。

在本实施方式中，测试过程多个传感器通过数据采集卡，将电流信号转化为数字信号由计算机运行计算分析，通过Labview软件建立的人机交互的界面显示并能根据传感器数据判定测试马达43性能是否合格，实现自动化检测。

进一步的，液位报警器14有报警器和检测器组成，用于对液位过高或过低进行报警，检测器用于对液位的检测。

本实施方式中，由于液位报警器14的组成，其中，检测器与液位显示器12连接，将检测到的液体液位测量数据传输到液位显示器12中，并通过显示器进行显示，当检测器检测到液位低于或超过内部设定的阀值时，并发送指令到报警器中，通过报警器进行报警信号的发送，用以提示工作人员。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大功率摆缸马达测试系统，其特征在于，包括油箱模块、油泵电机组模块、换向及背压加载模块、测试台架、传输模块和电控单元，所述油箱模块包括油箱、液位显示器、放油阀、液位报警器、温控设备、油温加热器和冷却器，所述液位显示器位于所述油箱的外壁，并固定连接于所述油箱，所述液位显示器与所述液位报警器相连接，用于对液体液位的显示和监测，所述放油阀开设于所述油箱内，用于液体的流出，所述温控设备位于所述油箱的上表面，用于对油温的检测，所述油温加热器和冷却器均与所述温控设备连接，用于对油温的加热和冷却；

所述油泵电机组模块包括截止阀、柔性接头和油泵电机组，所述截止阀安装于所述油泵电机组上，用于控制切断油泵电机组的输出，所述柔性接头固定连接于所述油泵电机组，并位于所述油泵电机组的输出端；

所述换向及背压加载模块包括溢流阀、流量计、背压阀和换向阀，所述流量计用于检测摆缸马达的流量，所述溢流阀用于测试摆缸马达的峰值，所述背压阀用于控制液体的流动，所述换向阀用于实现液压油流的沟通；

所述测试台架包括快速接头、测试马达、联轴器、转矩转速传感器和磁粉制动器，所述溢流阀、流量计、背压阀和换向阀均与所述测试马达连接，用于对测试马达的控制和数据采集，所述快速接头安装于所述测试马达的输出端，所述转矩转速传感器于所述测试马达连接，用于检测所述测试马达的转矩转速，所述磁粉制动器与测试马达连接，用于测试马达的背压模拟测试；

所述传输模块包括压力表和压力传感器，所述压力传感器与溢流阀连接用于压力的检测，所述压力表与要传感器连接，用于对检测数值的对比；

电控单元分别与油泵电机组、换向阀和背压阀和磁粉制动器连接，用于启停油泵电机组、控制换向阀改变测试马达旋转方向、背压阀模拟不同背压、控制磁粉制动器模拟测试马达负载。

2.如权利要求1所述的一种大功率摆缸马达测试系统，其特征在于，所述温控设备可为温度传感器，用于温度的检测，且该温度传感器的型号可为atlas。

3.如权利要求2所述的一种大功率摆缸马达测试系统，其特征在于，所述温度传感器的检测端贯穿所述油箱的外表面，并与油箱内的液体相接触。

4.如权利要求2所述的一种大功率摆缸马达测试系统，其特征在于，所述温控设备具有一定的阀值范围，该阀值为50±4℃。

5.如权利要求1所述的一种大功率摆缸马达测试系统，其特征在于，所述油箱模块还包括空气滤清器，所述空气滤清器安装于所述油箱的上表面，用于过滤进入油箱中的空气。

6.如权利要求1所述的一种大功率摆缸马达测试系统，其特征在于，所述油泵电机组设有多个，每个所述油泵电机之间相互独立工作。

7.如权利要求2所述的一种大功率摆缸马达测试系统，其特征在于，其中一个所述油泵电机组为高压变量泵，并根据不同摆缸马达大小对高压变量泵选择。

8.如权利要求1所述的一种大功率摆缸马达测试系统，其特征在于，通过Labview软件建立的人机交互的界面进行显示，并根据压力传感器数据判定测试马达性能是否合格。

9.如权利要求1所述的一种大功率摆缸马达测试系统，其特征在于，所述压力传感器、温控设备和转矩转速传感器的内部均设有数据采集卡，所述压力传感器、温控设备和转矩转速传感器通过数据采集卡将电流信号转化为数字信号，并发送到计算机终端。

10.如权利要求1所述的一种大功率摆缸马达测试系统，其特征在于，所述液位报警器有报警器和检测器组成，所述用于对液位过高或过低进行报警，所述检测器用于对液位的检测。