CN110878781B - 一种盾构机泵-马达综合试验台 - Google Patents

Abstract

本发明属于液压设备测试技术领域，具体涉及一种盾构机泵‑马达综合试验台。解决了现有技术中的泵‑马达综合试验台不能对盾构机上所有的泵和马达进行检测，检测效率低，检测成本较高的问题。本发明的技术方案是：包括测试回路、补油回路和控制油回路，其特征在于：所述测试回路包括第一被测元件安装部和第二被测元件安装部，所述第一被测元件安装部连接有第一测试回路和第二测试回路，所述第二被测元件安装部连接有第三测试回路。本发明采用一套系统就可以完成盾构机上所有液压泵和马达的检测，更加方便，针对不同类型的元件采用不同的测试方法，系统简单、可靠、成本低，适用于液压泵和马达的检测。

Description

一种盾构机泵-马达综合试验台

技术领域

本发明属于液压设备测试技术领域，具体涉及一种盾构机泵-马达综合试验台。

背景技术

液压泵和液压马达是盾构机液压系统中的关键元件，其性能直接影响盾构机的功能和效率，因此在盾构机调试和检修时对液压泵和液压马达的性能进行检测很有必要。

目前盾构机中的液压泵和液压马达一般分别进行检测，由于其种类和规格较多，会用到不同的设备，因此需要送往专业机构进行检测。在检测时，现有泵-马达综合试验台一般会用到一台马达，测泵时用该马达驱动被测泵，测马达时则作为被测马达的负载，此时该马达处于泵的工作状态。

现有的泵-马达试验台测马达是通过加载方式来检测的，但是盾构机中的螺旋输送机驱动马达的排量高达8800mL/r，通过现有的泵-马达试验台测试时，试验台上用于加载的马达排量远小于被测马达，因此被测马达的压力远小于加载马达的压力，由于试验台系统压力的限制，不能满足被测马达压力的需求，因此现有技术中的泵-马达综合试验台不能对盾构机上所有的泵和马达进行检测，检测效率低，检测成本较高。

发明内容

针对现有技术中的泵-马达综合试验台不能对盾构机上所有的泵和马达进行检测，检测效率低，检测成本较高的问题，本发明提供一种盾构机泵-马达综合试验台，其目的在于：提高检测效率，降低检测成本。

本发明采用的技术方案如下：

一种盾构机泵-马达综合试验台，包括测试回路、补油回路和控制油回路，其特征在于：所述测试回路包括第一被测元件安装部和第二被测元件安装部，所述第一被测元件安装部连接有第一测试回路和第二测试回路，所述第一测试回路包括通过管路依次连接的第一被测元件安装部、桥式回路、加载溢流阀、流量计量装置、第二过滤器、冷却器、泄压装置和油箱，油箱再次与第一被测元件安装部通过管路连接形成开式回路；所述第二测试回路包括通过管路依次连接的第一被测元件安装部、桥式回路、加载溢流阀、流量计量装置、第二过滤器和冷却器，所述冷却器再依次与桥式回路和第一被测元件安装部通过管路连接从而形成闭式回路；所述第二被测元件安装部连接有第三测试回路，所述第三测试回路包括通过管路依次连接的第二被测元件安装部、桥式回路、加载溢流阀、流量计量装置、第二过滤器、冷却器、泄压装置和油箱，油箱再次与第二被测元件安装部通过管路连接形成开式回路；所述第一被测元件安装部连接有变频电机，第二被测元件安装部连接有驱动泵，所述驱动泵与变频电机连接，所述第一被测元件安装部用于安装中高速马达、开式泵或闭式泵中的一种，所述第二被测元件安装部用于安装低速马达。

采用该技术方案后，第一测试回路能够对能够对开式泵进行测试，第二测试回路能够对闭式泵和中高速马达进行测试，第三测试回路采用空载测试方法，能够对低速马达进行测试。运用本试验台可参考相关标准完成排量试验、容积效率试验、超速试验、超载试验等。本发明能够对盾构机上所有的泵和马达进行检测，更加方便，提高了检测效率，降低了检测成本。针对不同类型的被测元件采用不同的测试方法，系统简单、可靠、成本低。

优选的，所述第一被测元件安装部、第二被测元件安装部均通过管路连接有泄油路，所述泄油路中设置有流量计量装置。

采用该优选方案后，能够对被测元件的泄油量进行测量。

优选的，所述测试回路和泄油路中设置有多种规格的接头。

采用该优选方案后，方便对不同被测元件进行拆装。

优选的，所述变频电机的输出轴上设置有转速传感器。

采用该优选方案后，通过转速传感器能够精确测量变频电机的转速，便于控制变频电机的转速。

优选的，所述第二被测元件安装部与驱动泵之间设置有第一电磁换向阀。

采用该优选方案后，第一电磁换向阀能够改变低速马达的旋转方向，使第三测试回路能够对低速马达的正转和反转两个方向的性能进行检测。

优选的，所述泄压装置包括第五电动球阀，与第五电动球阀并联有第三溢流阀。

采用该优选方案后，第五电动球阀在闭式回路测试时关闭，第三溢流阀能够作为闭式回路的安全阀，保证闭式回路中低压侧的压力在安全范围内；第五电动球阀在开式回路测试时开启，使回油路的液压油能直接回到油箱。

优选的，所述泄压装置为带泄压的溢流阀。

采用该优选方案后，闭式回路时溢流阀作为安全阀，保证闭式回路中低压侧的压力在安全范围内；开式回路时溢流阀处于泄压状态，使回油路的液压油能直接回到油箱。

优选的，所述流量计量装置由数个不同量程的流量计并联组成，每个流量计连接有电动球阀。

采用该优选方案后，能够根据不同的测试元件选择不同量程的计量计，保证测量精度。

优选的，所述补油回路包括第一电机和补油泵，所述补油泵连接有第一单向阀，第一单向阀连接有第二过滤器，所述第二过滤器与桥式回路连接。

采用该优选方案后，补油回路能够为测试回路补油，第二过滤器能够过滤液压油中的杂质，防止杂质进入测试回路中。

优选的，所述第一单向阀与第二过滤器之间设置有第一溢流阀。

采用该优选方案后，第一溢流阀能够限制补油回路中的补油压力，防止补油压力过大对回路造成损坏。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.第一测试回路能够对能够对开式泵进行测试，第二测试回路能够对闭式泵和中高速马达进行测试，第三测试回路采用空载测试方法，能够对低速马达进行测试。运用本试验台可参考相关标准完成排量试验、容积效率试验、超速试验、超载试验等。本发明能够对盾构机上所有的泵和马达进行检测，更加方便，提高了检测效率，降低了检测成本。针对不同类型的被测元件采用不同的测试方法，系统简单、可靠、成本低。

2.能够对被测元件的泄油量进行测量。

3.测试回路和泄油路中设置有多种规格的接头，方便对不同被测元件进行拆装.

4.通过转速传感器能够精确测量变频电机的转速，便于控制变频电机的转速。

5.第一电磁换向阀能够改变低速马达的旋转方向，使第三测试回路能够对低速马达的正转和反转两个方向的性能进行检测。

6.第五电动球阀在闭式回路测试时关闭，第三溢流阀能够作为闭式回路的安全阀，保证闭式回路中低压侧的压力在安全范围内；第五电动球阀在开式回路测试时开启，使回油路的液压油能直接回到油箱。

7. 闭式回路时溢流阀作为安全阀，保证闭式回路中低压侧的压力在安全范围内；开式回路时溢流阀处于泄压状态，使回油路的液压油能直接回到油箱。

8.流量计量装置由数个不同量程的流量计并联组成，能够根据不同的测试元件选择不同量程的计量计，保证测量精度。

9.补油回路能够为测试回路补油，第二过滤器能够过滤液压油中的杂质，防止杂质进入测试回路中。

10.第一单向阀与第二过滤器之间设置有第一溢流阀，能够限制补油回路中的补油压力，防止补油压力过大对回路造成损坏。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明的测试原理示意图。

其中，1-油箱，2-第一球阀，3-第一电机，4-补油泵，5-第一单向阀，6-第一溢流阀，7-第一压力表，8-第一过滤器，9-第一蝶阀，10-第二蝶阀，11-第三蝶阀，12-变频电机，13-转速传感器，14-驱动泵，15-第二溢流阀，16-第二单向阀，17-第一电磁换向阀，18-被测马达，19-第一电动球阀，20-第二电动球阀，21-第一流量计，22-第二流量计，23-被测泵，24-第二压力表，25-桥式回路，26-第三压力表，27-第四压力表，28-加载溢流阀，29-第三电动球阀，30-第四电动球阀，31-第三流量计，32-第四流量计，33-第五压力表，34-温度计，35-第二过滤器，36-冷却器，37-温度计，38-第三单向阀，39-第三溢流阀，40-第五电动球阀，41-第二球阀，42-调速阀，43-第三过滤器，44-第六压力表，45-第四蝶阀，46-第二电机，47-控制泵，48-第四过滤器，49-第四单向阀，50-第四溢流阀，51-第二电磁换向阀，52-减压阀，53-三通减压阀，54-第七压力表，55-第八压力表，56-第九压力表，57-梭阀，58-第十压力表，59-第三球阀，60-第四球阀，a-第一接口，b-第二接口，c-第三接口，d-第四接口，181-低速马达，182-中高速马达，231-闭式泵，232-开式泵。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

下面结合图1对本发明作详细说明。

一种盾构机泵-马达综合试验台，包括测试回路、补油回路和控制油回路，测试回路用于对被测元件进行测试，补油回路用于为测试回路补油，控制油回路用于输出液压油对被测元件排量、旋向、集成阀等进行控制。

所述测试回路包括第一被测元件安装部和第二被测元件安装部，所述第一被测元件安装部连接有第一测试回路和第二测试回路，所述第一被测元件安装部连接有变频电机12，第二被测元件安装部连接有驱动泵14，所述驱动泵14与变频电机12连接，所述第一被测元件安装部用于安装中高速马达182、开式泵232或闭式泵231中的一种，所述第二被测元件安装部用于安装低速马达181。

需要说明的是，为了说明本发明的工作原理，图1中将高速马达182、开式泵232和闭式泵231设置在不同的位置，但是在实际使用过程中，高速马达182、开式泵232和闭式泵231均设置在相同的位置（即第一被测元件安装部）。图1中显示有多个变频电机12，这样设置只是为了便于说明本发明的工作原理，在实际的结构中，只设置了一个变频电机12。

所述第一测试回路用于测试开式泵232，所述第二测试回路用于测试中高速马达182和闭式泵231，所述第三测试回路用于测试低速马达181。

所述第一测试回路包括通过管路依次连接的第一被测元件安装部、桥式回路25、加载溢流阀28、流量计量装置、第二过滤器35、冷却器36、泄压装置和油箱1，油箱1再次与第一被测元件安装部通过管路连接形成开式回路。

测量开式泵232时，将开式泵232安装在第一被测元件安装部上，开式泵232的进油口与油箱1连接，开式泵232的出油口通过管路依次连接桥式回路25、加载溢流阀28、流量计量装置、第二过滤器35、冷却器36、泄压装置和油箱1形成开式回路。本实施例中，所述流量计量装置为第三流量计31或第四流量计32，泄压装置包括第五电动球阀40，与第五电动球阀40并联有第三溢流阀39，所述桥式回路25设置有第一接口a、第二接口b、第三接口c和第四接口d。

开式泵232由变频电机12驱动，可根据测试需求调节变频电机12的转速。开式泵232的进油口从油箱1吸油，输出的液压油只能经桥式回路25的第一接口a到第四接口d，然后经过加载溢流阀28，开式泵出口压力由加载溢流阀28的调定压力决定，因此通过调节加载溢流阀28对开式泵232进行加载；加载溢流阀28出口流量经过第三流量计31或第四流量计32进行测量，第三流量计31和第四流量计32并联连接且量程不同，第三流量计31连接有第三电动球阀29，第四流量计32连接有第四电动球阀30。根据开式泵232的流量范围选择合适的量程，控制第三电动球阀29和第四电动球阀30的开闭进行选择。第三流量计31和第四流量计32出口流量经过滤器35过滤，经冷却器36降温。

测开式泵232时，桥式回路25的第三接口c不接油路且处于封闭状态，第一接口a端和第二接口b之间的单向阀被第一接口a的高压油关闭，第二球阀41关闭，第五电动球阀40开启，因此冷却后的液压油经第三单向阀38和第五电动球阀40回到油箱1。

开式泵的泄油量由第一流量计21或第二流量计22进行测量，第一流量计21和第二流量计22并联连接且量程不同，第一流量计21连接有第一电动球阀19,第二流量计22连接有第二电动球阀20，通过第一电动球阀19和第二电动球阀20的开启和关闭实现不同量程的选择。

所述第二测试回路包括通过管路依次连接的第一被测元件安装部、桥式回路25、加载溢流阀28、流量计量装置、第二过滤器35和冷却器36，所述冷却器36再依次与桥式回路25和第一被测元件安装部通过管路连接从而形成闭式回路；

需要检测闭式泵231时，将闭式泵231安装在第一被测元件安装部上，闭式泵231的进油口和出油口通过第一被测元件安装部的管路依次连接桥式回路25、加载溢流阀28、第三流量计31或第四流量计32、第二过滤器35和冷却器36，所述冷却器36再依次与桥式回路25、闭式泵安装部231另一侧的管路、闭式泵进油口连接从而形成闭式回路。闭式泵由变频电机12驱动，可根据需求调节变频电机12的转速和方向。

正转时：

闭式泵231输出的液压油只能经桥式回路25的第一接口a到第四接口d，然后经过加载溢流阀28，闭式泵231出口压力由加载溢流阀28的调定压力决定，因此通过调节加载溢流阀28对闭式泵231进行加载。加载溢流阀28出口流量经过第三流量计31或第四流量计32进行测量，第三流量计31和第四流量计32的量程不同，根据闭式泵231的流量范围选择合适的量程，控制第三电动球阀29和第四电动球阀30的开闭进行选择。第三流量计31或第四流量计32出口流量经过滤器35过滤，经冷却器36降温。

测闭式泵231时，第二球阀41开启，第五电动球阀40关闭，桥式回路25的第一接口a和第二接口b之间的单向阀被第一接口a高压油关闭，第三接口c和第四接口d之间的单向阀被第四接口d的高压油关闭，补油泵4输出的液压油经第二球阀41与冷却后的液压油汇合，一起经桥式回路25的第二接口b到第三接口c，最后回到闭式泵231的进油口。

闭式泵231的泄油量由第一流量计21或第二流量计22进行测量，第一流量计21和第二流量计22并联连接且量程不同，第一流量计21连接有第一电动球阀19,第二流量计22连接有第二电动球阀20，通过第一电动球阀19和第二电动球阀20的开启和关闭实现不同量程的选择。

反转时：

闭式泵231输出的液压油只能经桥式回路25的第三接口c到第四接口d，然后经过加载溢流阀28，闭式泵231出油口压力由加载溢流阀28的调定压力决定，因此通过调节加载溢流阀28对闭式泵进行加载。加载溢流阀28出口流量经过第三流量计31或第四流量计32进行测量，第三流量计31和第四流量计32的量程不同，根据闭式泵231的流量范围选择合适的量程，控制第三电动球阀29和第四电动球阀30的开闭进行选择。第三流量计31或第四流量计32出口流量经过滤器35过滤，经冷却器36降温。

测闭式泵231时，第二球阀41开启，第五电动球阀40关闭，桥式回路25的第三接口c第二接口b之间的单向阀被第三接口c高压油关闭，第四接口d与第一接口a之间的单向阀被第四接口d的高压油关闭，补油泵4输出的液压油经第二球阀41与冷却后的液压油汇合，一起经桥式回路25的第二接口b到第一接口a，最后回到闭式泵231的进油口。

闭式泵231的泄油量由第一流量计21或第二流量计22进行测量，第一流量计21和第二流量计22并联连接且量程不同，第一流量计21连接有第一电动球阀19,第二流量计22连接有第二电动球阀20，通过第一电动球阀19和第二电动球阀20的开启和关闭实现不同量程的选择。

需要测试中高速马达182时，将中高速马达182安装在第一被测元件安装部上，中高速马达182的连接方式以及测试原理和测试过程与闭式泵231的测试完全相同。

所述第二被测元件安装部连接有第三测试回路，所述第三测试回路包括通过管路依次连接的第二被测元件安装部、桥式回路25、加载溢流阀28、流量计量装置、第二过滤器35、冷却器36、泄压装置和油箱1，油箱1再次与第二被测元件安装部通过管路连接形成开式回路。第二被测元件安装部连接有驱动泵14，所述驱动泵14与变频电机12连接。

需要检测低速马达181时，将低速马达181安装在第二被测元件安装部上，低速马达181的一端与驱动泵14连接，低速马达181的另一端通过第二被测元件安装部的管路依次连接桥式回路25、加载溢流阀28、第三流量计31或第四流量计32、第二过滤器35、冷却器36、第五电动球阀40和油箱1。

变频电机12驱动驱动泵14，可根据需求调节变频电机12的转速。驱动泵14从油箱1吸油，输出的液压油经过第二单向阀16、第一电磁换向阀17驱动低速马达181，通过切换第一电磁换向阀17的工作位置可以交换低速马达181的进油口和出油口，以此切换低速马达181的旋转方向。低速马达181的回油经第一电磁换向阀17只能经桥式回路25的第一接口a第四接口d，然后经过加载溢流阀28，低速马达181的出口压力由加载溢流阀28的调定压力决定，因此通过调节加载溢流阀28能够对测试系统进行加载。加载溢流阀28出口流量经过第三流量计31或第四流量计32进行测量，第三流量计31和第四流量计32的量程不同，根据低速马达的流量范围选择合适的量程，控制第三电动球阀29和第四电动球阀30的开闭进行选择。第三流量计31或第四流量计32出口流量经过滤器35过滤，经冷却器36降温。

测低速马达181时，桥式回路25的第三接口c不接油路且处于封闭状态，第一接口a与第二接口b之间的单向阀被第一接口a高压油关闭，第二球阀41关闭，第五电动球阀40开启，因此冷却后的液压油经第三单向阀38和第五电动球阀40回到油箱1中。

低速马达181的泄油量由第一流量计21或第二流量计22进行测量，第一流量计21和第二流量计22并联连接且量程不同，第一流量计21连接有第一电动球阀19,第二流量计22连接有第二电动球阀20，通过第一电动球阀19和第二电动球阀20的开启和关闭实现不同量程的选择。

加载溢流阀28可在检测开式泵233、闭式泵231和中高速马达182时对被测元件加载，在测低速马达181时加载溢流阀28可调节系统压力。第五电动球阀40在开式回路测试时打开，闭式回路测试时关闭，第五电动球阀40关闭时与其并联的第三溢流阀39作为闭式回路的安全阀。

控制油回路包括第二电机46，第二电机46连接有控制泵47，控制泵47输出两路液压油，其中一路液压油经减压阀52和三通减压阀53后与油路Y1、Y2、a1或a2连接，用于被测元件的排量或方向控制，另一路液压油通过油路Pi1和Pi2用于其他需要控制油路的地方。

所述变频电机12的输出轴上设置有转速传感器13，用于检测变频电机12的转速。

第一电磁换向阀17位于低速马达安装部181与驱动泵14之间，第一电磁换向阀17可改变低速马达的旋转方向。

所述桥式回路25的第一接口a分别与开式泵232的出油口、闭式泵231的进油口或出油口、中高速马达182的进油口或出油口以及第一电磁换向阀17的回油口连接，第二接口b与与冷却器36出油口和第二球阀41出口连接，第三接口c分别与闭式泵231的出油口或进油口以及中高速马达182的出油口或进油口连接，第四接口d与加载溢流阀28进油口连接。

所述补油回路包括第一电机3和补油泵4，所述补油泵4连接有第一单向阀5，第一单向阀5连接有第一过滤器8，所述第一过滤器8与桥式回路25连接。补油回路还连接有油路G1和油路G2，油路G1用于被测元件壳体冲洗，通过调速阀42满足流量要求，油路G2用于带补油接口的被测元件。

所述第一单向阀5与第一过滤器8之间设置有第一溢流阀6。

被测元件安装部连接有泄油路，泄油路上安装有第一流量计21和第二流量计22，第一流量计21与第二流量计22并联且量程不同，第一流量计21连接有第一电动球阀19,第二流量计22连接有第二电动球阀20。根据测试需要选择合适的量程能够确保测量精度。

所述测试回路吸油口、回油口和泄油口中设置有S1～S3、L1～L8、T1～T8多种规格的接头，方便不同被测元件进行拆装。

实施例二

本实施例与实施例一的技术方案基本相同，区别之处在于所述泄压装置为带泄压功能的溢流阀。

以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种盾构机泵-马达综合试验台，包括测试回路、补油回路和控制油回路，其特征在于：所述测试回路包括第一被测元件安装部和第二被测元件安装部，所述第一被测元件安装部连接有第一测试回路和第二测试回路，所述第一测试回路包括通过管路依次连接的第一被测元件安装部、桥式回路（25）、加载溢流阀（28）、流量计量装置、第二过滤器（35）、冷却器（36）、泄压装置和油箱（1），油箱（1）再次与第一被测元件安装部通过管路连接形成开式回路；所述第二测试回路包括通过管路依次连接的第一被测元件安装部、桥式回路（25）、加载溢流阀（28）、流量计量装置、第二过滤器（35）和冷却器（36），所述冷却器（36）再依次与桥式回路（25）和第一被测元件安装部通过管路连接从而形成闭式回路；所述第二被测元件安装部连接有第三测试回路，所述第三测试回路包括通过管路依次连接的第二被测元件安装部、桥式回路（25）、加载溢流阀（28）、流量计量装置、第二过滤器（35）、冷却器（36）、泄压装置和油箱（1），油箱（1）再次与第二被测元件安装部通过管路连接形成开式回路；所述第一被测元件安装部连接有变频电机（12），第二被测元件安装部连接有驱动泵（14），所述驱动泵（14）与变频电机（12）连接，所述第一被测元件安装部用于安装中高速马达、开式泵或闭式泵中的一种，所述第二被测元件安装部用于安装低速马达。

2.如权利要求1所述的一种盾构机泵-马达综合试验台，其特征在于，所述第一被测元件安装部、第二被测元件安装部均通过管路连接有泄油路，所述泄油路中设置有流量计量装置。

3.如权利要求1所述的一种盾构机泵-马达综合试验台，其特征在于，所述测试回路和泄油路中设置有多种规格的接头。

4.如权利要求1所述的一种盾构机泵-马达综合试验台，其特征在于，所述变频电机（12）的输出轴上设置有转速传感器（13）。

5.如权利要求1所述的一种盾构机泵-马达综合试验台，其特征在于，所述第二被测元件安装部与驱动泵（14）之间设置有第一电磁换向阀（17）。

6.如权利要求1所述的一种盾构机泵-马达综合试验台，其特征在于，所述泄压装置包括第五电动球阀（40），与第五电动球阀（40）并联有第三溢流阀（39）。

7.如权利要求1所述的一种盾构机泵-马达综合试验台，其特征在于，所述泄压装置为带泄压的溢流阀。

8.如权利要求1或2所述的一种盾构机泵-马达综合试验台，其特征在于，所述流量计量装置由数个不同量程的流量计并联组成，每个流量计连接有电动球阀。

9.如权利要求1所述的一种盾构机泵-马达综合试验台，其特征在于，所述补油回路包括第一电机（3）和补油泵（4），所述补油泵（4）连接有第一单向阀（5），第一单向阀（5）连接有第一过滤器（8），所述第一过滤器（8）与桥式回路（25）连接。

10.如权利要求9所述的一种盾构机泵-马达综合试验台，其特征在于，所述第一单向阀（5）与第一过滤器（8）之间设置有第一溢流阀（6）。

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