CN111458124A - 一种可控油膜间隙的柱塞泵滑靴副油膜润滑特性试验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可控油膜间隙的柱塞泵滑靴副油膜润滑特性试验台，包括伺服电机、扭矩传感器、传动轴、斜盘、滑靴柱塞组、三角星形夹具、缸体、拉杆、拉压传感器和步进电机；伺服电机通过联轴器连接传动轴，传动轴上设置扭矩传感器，斜盘设置于传动外壳内，传动轴伸入传动外壳内与斜盘的一端连接，斜盘的另一端与滑靴柱塞组相抵，滑靴由三角星形夹具夹紧，缸体为滑靴柱塞组提供高压油；三角星形夹具上设置有电涡流位移传感器，三角星形夹具上还连接有拉杆，拉杆连接步进电机，步进电机通过拉杆使三角星形夹具带动滑靴移动；本发明的试验台可以控制滑靴与斜盘处产生的油膜的厚度及姿态，并且可以测量任意油膜厚度及姿态下，不同工况时的油膜特性。

Description

一种可控油膜间隙的柱塞泵滑靴副油膜润滑特性试验台

技术领域

本发明涉及柱塞泵滑靴副油膜润滑特性试验技术领域，特别是涉及一种可控油膜间隙的柱塞泵滑靴副油膜润滑特性试验台。

背景技术

如今柱塞泵已成为工程机械中不可缺的一部分，其效率主要由柱塞泵内部的摩擦副决定。滑靴副作为柱塞泵三大摩擦副之一，其油膜成形主要有两部分引起。其一是由从油缸中的高压油通过柱塞和滑靴的阻尼孔引入；其二是由滑靴和斜盘相对的高速运动形成。在高速运动中，滑靴受到扭矩的影响，与斜盘会从平行状态转为倾斜状态。并且滑靴在绕斜盘中心线旋转的同时，其在不同角度会与斜盘形成不同的倾斜姿态，产生的楔形油膜会有不同的厚度，方位角和倾斜角。

近年来，国内外对柱塞泵滑靴副油膜测试的研究比较重视，但大部分测试试验台的测试重点是在不同工况下的油膜特性，无法对油膜厚度及姿态进行调整。

发明内容

本发明的目的是提供一种可控油膜间隙的柱塞泵滑靴副油膜润滑特性试验台，以解决上述现有技术存在的问题，本试验台根据三点成面的原理，控制滑靴上圆周等分的三个位置，来调节滑靴与斜盘的油膜厚度，楔形油膜的方位角和倾斜角，从而测得在不同工况下，不同厚膜厚度，不同油膜姿态下的润滑特性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种可控油膜间隙的柱塞泵滑靴副油膜润滑特性试验台，包括支撑座、伺服电机、扭矩传感器、传动轴、斜盘、滑靴柱塞组、三角星形夹具、缸体、拉杆、拉压传感器和步进电机；所述伺服电机和所述步进电机由所述支撑座支撑，所述伺服电机通过联轴器连接所述传动轴，所述传动轴上设置所述扭矩传感器，所述斜盘转动安装于一传动外壳内，所述传动轴伸入所述传动外壳内与所述斜盘的一端连接并能够带动所述斜盘转动，所述斜盘的另一端与所述滑靴柱塞组的滑靴相抵，所述滑靴由所述三角星形夹具夹紧，所述缸体设置于所述滑靴柱塞组另一端为所述滑靴柱塞组提供高压油；所述三角星形夹具的三个支杆上分别设置有一电涡流位移传感器，三个所述支杆上还分别固定有一拉杆，每个所述拉杆连接一所述步进电机，所述步进电机与所述拉杆之间还设置有所述拉压传感器，所述步进电机通过所述拉杆使所述三角星形夹具带动滑靴移动。

优选地，所述支撑座包括底板、第一支撑座、第二支撑座和第三支撑座，所述第一支撑座、所述第二支撑座和所述第三支撑座设置于所述底板的顶部，所述伺服电机和所述扭矩传感器设置于所述第一支撑座的顶部；所述第二支撑座的顶部相对设置有两个支撑板，所述传动外壳由一支撑板支撑，所述缸体由另一支撑板支撑，所述三角星形夹具设置于两个所述支撑板之间，所述拉杆穿过所述支撑板与所述三角星形夹具连接；所述步进电机设置于所述第三支撑座上。

优选地，安装有所述传动外壳的所述支撑板上还设置有一传感器支架，所述传感器支架上设置有一激光温度传感器，所述激光温度传感器用于测量靠近滑靴底面的滑靴侧面温度。

优选地，所述传动外壳的首端设置有圆锥滚子轴承，所述传动轴通过所述圆锥滚子轴承与所述传动外壳连接，所述传动轴与所述斜盘通过键和键槽配合连接，所述传动外壳的末端设置有平面推力轴承，所述斜盘通过所述平面推力轴承与所述传动外壳连接。

优选地，所述圆锥滚子轴承的首端的所述传动轴与所述传动外壳之间设置有唇形密封圈。

优选地，所述三角星形支架包括设置于中部的圆形夹持板，和周向分布于所述夹持板外周的三个所述支杆，所述夹持板的中心处设置用于夹持所述滑靴的夹持孔，三个所述支杆上分别设置有一用于固定所述拉杆的安装孔，所述电涡流位移传感器与所述支杆螺纹连接。

优选地，所述拉杆一端与所述三角星形支架连接，所述拉杆另一端连接一万向节，所述万向节另一端通过连杆连接所述拉压传感器，所述拉压传感器通过连接块连接所述步进电机。

优选地，所述连杆上还安装有L型支架，所述L型支架的底部设置有滑块，所述第三支撑座上设置有与所述滑块配合的导轨。

优选地，所述拉压传感器为S型拉压传感器。

本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：

本发明提供的可控油膜间隙的柱塞泵滑靴副油膜润滑特性试验台，本试验台根据三点成面的原理，控制滑靴上圆周等分的三个位置，来调节滑靴与斜盘的油膜厚度，楔形油膜的方位角和倾斜角，从而测得在不同工况下，不同厚膜厚度，不同油膜姿态下的润滑特性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中可控油膜间隙的柱塞泵滑靴副油膜润滑特性试验台的立体结构示意图；

图2为本发明中传动外壳处的剖面图；

图3为本发明中三角星形夹具的结构示意图；

图中：1-伺服电机、2-联轴器、3-扭矩传感器、4-传动外壳、5-温度传感器支架、6-激光温度传感器、7-拉杆、8-万向节、9-L型支架、10-导轨、11-拉压力传感器、12-连接块、13-步进电机、14-唇形密封圈、15-传动轴、16-圆锥滚子轴承、17-斜盘、18-平面推力轴承、19-三角星形夹具、20-电涡流位移传感器、21-滑靴柱塞组、22-缸体、23-底板、24-第一支撑座、25-第二支撑座、26-第三支撑座、27-支撑板、28-夹持板、29-支杆、30-夹持孔、31-安装孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种可控油膜间隙的柱塞泵滑靴副油膜润滑特性试验台，以解决现有技术存在的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本实施例中的可控油膜间隙的柱塞泵滑靴副油膜润滑特性试验台，如图1所示，包括支撑座、伺服电机1、扭矩传感器3、传动轴15、斜盘17、滑靴柱塞组21、三角星形夹具19、缸体22、拉杆7、拉压传感器11和步进电机13；伺服电机1和步进电机13由支撑座支撑，伺服电机1通过联轴器2连接传动轴15，传动轴15上设置扭矩传感器3，斜盘17转动安装于一传动外壳4内，传动轴15伸入传动外壳4内与斜盘17的一端连接并能够带动斜盘17转动，斜盘17的另一端与滑靴柱塞组21的滑靴相抵，滑靴由三角星形夹具19夹紧，缸体22设置于滑靴柱塞组21另一端为滑靴柱塞组21提供高压油；三角星形夹具19的三个支杆29上分别设置有一电涡流位移传感器20，三个支杆29上还分别固定有一拉杆7，每个拉杆7连接一步进电机13，步进电机13与拉杆7之间还设置有拉压传感器11，步进电机13通过拉杆7使三角星形夹具19带动滑靴移动，滑靴和三角星形夹具19被三根拉杆7带动，根据三点成面的定理，三根拉杆7通过轴向移动可以使滑靴与斜盘17间形成不同厚度和姿态的油膜。

于本具体实施例中，支撑座包括底板23、第一支撑座24、第二支撑座25和第三支撑座26，第一支撑座24、第二支撑座25和第三支撑座26设置于底板23的顶部，伺服电机1和扭矩传感器3设置于第一支撑座24的顶部；第二支撑座25的顶部相对设置有两个支撑板27，传动外壳4由一支撑板27支撑，缸体22由另一支撑板27支撑，三角星形夹具19设置于两个支撑板27之间，拉杆7穿过支撑板27与三角星形夹具19连接；步进电机13设置于第三支撑座26上。

于本具体实施例中，安装有传动外壳4的支撑板27上还设置有一传感器支架5，传感器支架5上设置有一激光温度传感器6，激光温度传感器6用于测量靠近滑靴底面的滑靴侧面温度，安装时保证其激光射线可以探测到接近滑靴底面的滑靴侧面温度。

如图2所示，传动外壳4的首端设置有圆锥滚子轴承16，传动轴15通过圆锥滚子轴承16与传动外壳4连接，圆锥滚子轴承16的首端的传动轴15与传动外壳4之间设置有唇形密封圈14；传动轴15与斜盘17通过键和键槽配合连接，传动外壳4的末端设置有平面推力轴承18，斜盘17通过平面推力轴承18与传动外壳4连接。

如图3所示，三角星形支架19包括设置于中部的圆形夹持板28，和周向分布于夹持板28外周的三个支杆29，三个支杆29与夹持板28为一体成型结构，夹持板28的中心处设置用于夹持滑靴的夹持孔30，三个支杆29上分别设置有一用于固定拉杆7的安装孔31，电涡流位移传感器20与支杆29螺纹连接，且三个电涡流位移传感器20以夹持孔30的中心为圆点，周向均布；电涡流位移传感器20测量三角星形夹具19的三处位置，确定斜盘17与滑靴柱塞组21间的油膜厚度与姿态。

于本具体实施例中，拉杆7一端与三角星形支架19连接，拉杆7另一端连接一万向节8，万向节8另一端通过连杆连接拉压传感器11，拉压传感器11为S型拉压传感器，拉压传感器11通过连接块12连接步进电机13。连杆上还安装有L型支架9，L型支架9的底部设置有滑块，第三支撑座26上设置有与滑块配合的导轨10。

本发明中，扭矩传感器3记录斜盘17旋转时的扭矩。步进电机13通过连接块12、拉压力传感器11、L型支架9、万向节8和拉杆7改变三角星形夹具19的位置和形态。L型支架9在导轨10上移动。通过三点成面原理和自由度的计算，使得三角星形夹具19可以在轴向移动和径向转动。滑靴柱塞组21由三角星形夹具19夹紧，使得滑靴底面的位置与姿态与三角星形夹具19的位置和姿态相同。高压油从缸体22的右侧引入，通过滑靴柱塞组的阻尼孔流入到滑靴的底面，形成反推力。滑靴柱塞组21会对旋转中的传动轴15和斜盘17产生推力和扭矩。圆锥滚子轴承16可以抵抗滑靴柱塞组对传动轴15和斜盘17产生的扭矩；平面推力轴承18可以抵抗推力。激光温度传感器6测量接近滑靴底面的滑靴侧面温度，从而估计出油膜的温度。拉压力传感器测量滑靴柱塞组底面的反推力与柱塞处的负载力之差。电涡流位移传感器20测量三角星形夹具19的三处位置，确定斜盘17与滑靴柱塞组21间的油膜厚度与姿态。

本发明应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种可控油膜间隙的柱塞泵滑靴副油膜润滑特性试验台，其特征在于：包括支撑座、伺服电机、扭矩传感器、传动轴、斜盘、滑靴柱塞组、三角星形夹具、缸体、拉杆、拉压传感器和步进电机；所述伺服电机和所述步进电机由所述支撑座支撑，所述伺服电机通过联轴器连接所述传动轴，所述传动轴上设置所述扭矩传感器，所述斜盘转动安装于一传动外壳内，所述传动轴伸入所述传动外壳内与所述斜盘的一端连接并能够带动所述斜盘转动，所述斜盘的另一端与所述滑靴柱塞组的滑靴相抵，所述滑靴由所述三角星形夹具夹紧，所述缸体设置于所述滑靴柱塞组另一端为所述滑靴柱塞组提供高压油；所述三角星形夹具的三个支杆上分别设置有一电涡流位移传感器，三个所述支杆上还分别固定有一拉杆，每个所述拉杆连接一所述步进电机，所述步进电机与所述拉杆之间还设置有所述拉压传感器，所述步进电机通过所述拉杆使所述三角星形夹具带动滑靴移动。

2.根据权利要求1所述的可控油膜间隙的柱塞泵滑靴副油膜润滑特性试验台，其特征在于：所述支撑座包括底板、第一支撑座、第二支撑座和第三支撑座，所述第一支撑座、所述第二支撑座和所述第三支撑座设置于所述底板的顶部，所述伺服电机和所述扭矩传感器设置于所述第一支撑座的顶部；所述第二支撑座的顶部相对设置有两个支撑板，所述传动外壳由一支撑板支撑，所述缸体由另一支撑板支撑，所述三角星形夹具设置于两个所述支撑板之间，所述拉杆穿过所述支撑板与所述三角星形夹具连接；所述步进电机设置于所述第三支撑座上。

3.根据权利要求2所述的可控油膜间隙的柱塞泵滑靴副油膜润滑特性试验台，其特征在于：安装有所述传动外壳的所述支撑板上还设置有一传感器支架，所述传感器支架上设置有一激光温度传感器，所述激光温度传感器用于测量靠近滑靴底面的滑靴侧面温度。

4.根据权利要求2所述的可控油膜间隙的柱塞泵滑靴副油膜润滑特性试验台，其特征在于：所述传动外壳的首端设置有圆锥滚子轴承，所述传动轴通过所述圆锥滚子轴承与所述传动外壳连接，所述传动轴与所述斜盘通过键和键槽配合连接，所述传动外壳的末端设置有平面推力轴承，所述斜盘通过所述平面推力轴承与所述传动外壳连接。

5.根据权利要求4所述的可控油膜间隙的柱塞泵滑靴副油膜润滑特性试验台，其特征在于：所述圆锥滚子轴承的首端的所述传动轴与所述传动外壳之间设置有唇形密封圈。

6.根据权利要求2所述的可控油膜间隙的柱塞泵滑靴副油膜润滑特性试验台，其特征在于：所述三角星形支架包括设置于中部的圆形夹持板，和周向分布于所述夹持板外周的三个所述支杆，所述夹持板的中心处设置用于夹持所述滑靴的夹持孔，三个所述支杆上分别设置有一用于固定所述拉杆的安装孔，所述电涡流位移传感器与所述支杆螺纹连接。

7.根据权利要求2所述的可控油膜间隙的柱塞泵滑靴副油膜润滑特性试验台，其特征在于：所述拉杆一端与所述三角星形支架连接，所述拉杆另一端连接一万向节，所述万向节另一端通过连杆连接所述拉压传感器，所述拉压传感器通过连接块连接所述步进电机。

8.根据权利要求7所述的可控油膜间隙的柱塞泵滑靴副油膜润滑特性试验台，其特征在于：所述连杆上还安装有L型支架，所述L型支架的底部设置有滑块，所述第三支撑座上设置有与所述滑块配合的导轨。

9.根据权利要求7所述的可控油膜间隙的柱塞泵滑靴副油膜润滑特性试验台，其特征在于：所述拉压传感器为S型拉压传感器。

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