CN112161769A - 一种水平两自由度液压泵振动加速寿命试验台 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水平两自由度液压泵振动加速寿命试验台，两自由度振动测试装置、驱动电机、液压泵、台架、第一驱动装置和第二驱动装置；所述两自由度振动测试装置上设有驱动电机和液压泵，所述驱动电机和所述液压泵连接，所述试验台还包括油路系统，所述油路系统用于在对所述液压泵进行加速寿命试验时，把所述液压泵产生的能量转化为第一驱动装置和第二驱动装置的动力，所述油路系统上设有检测组件。本发明能够避免液压泵测试过程中能量直接耗散转化为热能散失到空气中，节约了振动工作台运动所需电能，同时能实现实时监测功能。

Description

一种水平两自由度液压泵振动加速寿命试验台

技术领域

本发明涉及振动台领域，具体涉及一种水平两自由度液压泵振动加速寿命试验台

背景技术

目前，液压泵加速寿命试验常用的加速手段为温度、转速、压力、排量和介质污染度五种方式，液压泵在实际的运行和使用过程中时刻承受着振动激励的影响，特别是航空航天领域采用的液压泵振动现象更为明显，因此采用振动的方式进行液压泵加速寿命实验并未改变其失效机理。通过加速寿命试验，尽快暴露产品的薄弱环节，进而对产品进行改进优化设计，缩短产品开发周期，提高产品性能和可靠性。

目前的液压泵试验台存在以下缺陷：

早期的液压泵试验台大多采用溢流节流的方式实施加载，电动机输出的能量几乎全部转化为了热能，该部分热能需要冷却，又会消耗了一部分电能，因此液压泵消耗巨大的能量，为此后期提出了采用液压马达加载的几种采用功率回收的节能试验方法，但这些方法能量利用率低，能量消耗毅然较大。在做振动加速寿命试验时，振动台也需要消耗巨大的电能，因此急需开发节能性液压泵加速寿命振动试验台。

发明内容

针对上述技术问题，本发明旨在提供一种水平两自由度液压泵振动加速寿命试验台，为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案来实现：

一种水平两自由度液压泵振动加速寿命试验台，包括两自由度振动测试装置、驱动电机、液压泵、台架、第一驱动装置和第二驱动装置；

所述第一驱动装置和所述第二驱动装置设于所述台架上端面，所述第一驱动装置以及所述第二驱动装置均与所述两自由度振动测试装置连接；

所述驱动电机和所述液压泵设于所述两自由度振动测试装置上，所述驱动电机和所述液压泵连接；

所述试验台还包括油路系统，所述油路系统包括第一油液循环系统、第二油液循环系统、第三油液循环系统以及第四油液循环系统，所述第一油液循环系统包括油箱、所述液压泵、所述第一驱动装置以及第一电液比例换向阀，所述第二油液循环系统包括所述油箱、所述液压泵、所述第二驱动装置以及第二电液比例换向阀，所述第三油液循环系统包括所述油箱、所述液压泵以及电液比例溢流阀；

所述第一油液循环系统通过胶管按照以下顺序进行连接：所述油箱、所述液压泵、所述第一电液比例换向阀、所述第一驱动装置、所述第一电液比例换向阀以及所述油箱；

所述第二油液循环系统通过胶管按照以下顺序进行连接：所述油箱、所述液压泵、所述第二电液比例换向阀、所述第二驱动装置、所述第二电液比例换向阀以及所述油箱；

所述第三油液循环系统通过胶管按照以下顺序进行连接：所述油箱、所述液压泵、所述电液比例溢流阀以及所述油箱；

所述第四油液循环系统通过胶管按照以下顺序进行连接：所述油箱、所述液压泵以及所述油箱；

所述油路系统上设有用于检测所述油路系统的检测组件。

有益地，所述检测组件包括多个温度计、多个压力表以及多个流量计，所述液压泵的进油口处设有所述温度计以及所述压力表，所述液压泵的出油口处设有所述压力表、所述温度计以及所述压力表，用于把所述液压泵和所述油箱直接相连的所述胶管处设有所述流量计、所述温度计以及所述压力表。

有益地，所述第一驱动装置包括第一滚珠丝杠副、第一液压马达、第一联轴器、第一液压马达座、第一轴承座以及第一滚珠丝杠副丝母；

所述第一液压马达座以及所述第一轴承座和所述台架上端面连接，所述第一液压马达设于所述第一液压马达座上，所述第一联轴器一端和所述第一液压马达连接，所述第一联轴器另一端和所述第一滚珠丝杠副一端连接，所述第一滚珠丝杠副另一端贯穿所述两自由度振动测试装置后和所述第一轴承座连接，所述第一滚珠丝杠副丝母和所述第一滚珠丝杠副螺接，所述第一滚珠丝杠副丝母一侧壁和所述两自由度振动测试装置连接。

有益地，所述第二驱动装置包括第二滚珠丝杠副、第二液压马达、第二联轴器、第二液压马达座、第二轴承座以及第二滚珠丝杠副丝母；

所述第二液压马达座以及所述第二轴承座和所述台架上端面连接，所述第二液压马达设于所述第二液压马达座上，所述第二联轴器一端和所述第二液压马达连接，所述第二联轴器另一端和所述第二滚珠丝杠副一端连接，所述第二滚珠丝杠副另一端贯穿所述两自由度振动测试装置后和所述第二轴承座连接，所述第二滚珠丝杠副丝母和所述第二滚珠丝杠副螺接，所述第二滚珠丝杠副丝母一侧壁和所述两自由度振动测试装置连接。

有益地，所述两自由度振动测试装置上设有位置传感器和加速度传感器。

有益地，所述两自由度振动测试装置上设有螺纹孔。

有益地，所述驱动电机和所述液压泵之间设有连接钟形罩，所述驱动电机下端面设有固定连接件，所述固定连接件通过螺栓和所述工件连接螺纹孔连接。

本发明具有以下有益效果为：

1、通过位置传感器和加速度传感器，将振动信号传递给控制系统，实现全闭环控制；通过第一油液循环系统和第二油液循环系统，使振动工作台运动的动力部分来源于液压泵振动时产生的液压能，避免液压泵测试过程中能量直接耗散转化为热能散失到空气中，节约了振动工作台运动所需的电能，经济环保，同时胶管的柔软性非常适合应用于此过程；

2、通过设于油路系统中不同位置的流量计、温度计以及压力表，可以方便得出油路系统中不同位置的各项数据，方便用户进行查看和记录；

3、通过第一滚珠丝杠副丝母和第二滚珠丝杠副丝母可以有效传递振动激励；

4、本申请试验台采用精度较高，结构简单，易于扩展行程，工作可靠。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本发明的立体图；

图2是本发明另一角度的立体图；

图3是本发明侧向定位基准的结构示意图；

图4是本发明油路系统的连接关系示意图。

附图标记：振动工作台1，工件连接螺纹孔11，位置传感器12，加速度传感器13，第二隔振直线导轨2，传动滑鞍21，第一隔振直线导轨3，滑动件31，第一滚珠丝杠副4，第一液压马达41，第一联轴器42，第一液压马达座43，第一轴承座44，第一滚珠丝杠副丝母45，第三隔振直线导轨46，第二滚珠丝杠副5，第二液压马达51，第二联轴器52，第二液压马达座53，第二轴承座54，第二滚珠丝杠副丝母55，驱动电机6，连接钟形罩61，液压泵62，通孔7，凹槽71，内六角平端紧定螺钉72，油路系统8，电液比例溢流阀81，第一电液比例换向阀82，第二电液比例换向阀83，油箱84，台架9。

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。

本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者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，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。

本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限制，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-图2所示，一种水平两自由度液压泵振动加速寿命试验台，包括两自由度振动测试装置、驱动电机6、液压泵62、台架9、第一驱动装置和第二驱动装置；

所述第一驱动装置和所述第二驱动装置设于所述台架9上端面，所述第一驱动装置以及所述第二驱动装置均与所述两自由度振动测试装置连接；

所述驱动电机6和所述液压泵62设于所述两自由度振动测试装置上，所述驱动电机6和所述液压泵62连接；

所述试验台还包括油路系统8，所述油路系统8包括第一油液循环系统、第二油液循环系统、第三油液循环系统以及第四油液循环系统，所述第一油液循环系统包括油箱84、所述液压泵62、所述第一驱动装置以及第一电液比例换向阀82，所述第二油液循环系统包括所述油箱84、所述液压泵62、所述第二驱动装置以及第二电液比例换向阀83，所述第三油液循环系统包括所述油箱84、所述液压泵62以及电液比例溢流阀81；

所述第一油液循环系统通过胶管按照以下顺序进行连接：所述油箱84、所述液压泵62、所述第一电液比例换向阀82、所述第一驱动装置、所述第一电液比例换向阀82以及所述油箱84；

所述第二油液循环系统通过胶管按照以下顺序进行连接：所述油箱84、所述液压泵62、所述第二电液比例换向阀83、所述第二驱动装置、所述第二电液比例换向阀83以及所述油箱84；

所述第三油液循环系统通过胶管按照以下顺序进行连接：所述油箱84、所述液压泵62、所述电液比例溢流阀81以及所述油箱84；

所述第四油液循环系统通过胶管按照以下顺序进行连接：所述油箱84、所述液压泵62以及所述油箱84；

所述油路系统8上设有用于检测所述油路系统8的检测组件。

根据本发明的一种可选的实施方式中，所述检测组件包括多个温度计、多个压力表以及多个流量计，所述液压泵62的进油口处设有所述温度计以及所述压力表，所述液压泵62的出油口处设有所述压力表、所述温度计以及所述压力表，用于把所述液压泵62和所述油箱84直接相连的所述胶管处设有所述流量计、所述温度计以及所述压力表。

根据本发明的一种可选的实施方式中，所述第一驱动装置包括第一滚珠丝杠副4、第一液压马达41、第一联轴器42、第一液压马达座43、第一轴承座44以及第一滚珠丝杠副丝母45；

所述第一液压马达座43以及所述第一轴承座44和所述台架9上端面连接，所述第一液压马达41设于所述第一液压马达座43上，所述第一联轴器42一端和所述第一液压马达41连接，所述第一联轴器42另一端和所述第一滚珠丝杠副4一端连接，所述第一滚珠丝杠副4另一端贯穿所述两自由度振动测试装置后和所述第一轴承座44连接，所述第一滚珠丝杠副丝母45和所述第一滚珠丝杠副4螺接，所述第一滚珠丝杠副丝母45一侧壁和所述两自由度振动测试装置连接。

根据本发明的一种可选的实施方式中，所述第二驱动装置包括第二滚珠丝杠副5、第二液压马达51、第二联轴器52、第二液压马达座53、第二轴承座54以及第二滚珠丝杠副丝母55；

所述第二液压马达座53以及所述第二轴承座54和所述台架9上端面连接，所述第二液压马达51设于所述第二液压马达座53上，所述第二联轴器52一端和所述第二液压马达51连接，所述第二联轴器52另一端和所述第二滚珠丝杠副5一端连接，所述第二滚珠丝杠副5另一端贯穿所述两自由度振动测试装置后和所述第二轴承座55连接，所述第二滚珠丝杠副丝母55和所述第二滚珠丝杠副5螺接，所述第二滚珠丝杠副丝母55一侧壁和所述两自由度振动测试装置连接。

根据本发明的一种可选的实施方式中，所述两自由度振动测试装置上设有位置传感器12和加速度传感器13。

根据本发明的一种可选的实施方式中，所述两自由度振动测试装置上设有螺纹孔11。

根据本发明的一种可选的实施方式中，所述驱动电机6和所述液压泵62之间设有连接钟形罩61，所述驱动电机6下端面设有固定连接件14，所述固定连接件14通过螺栓和所述工件连接螺纹孔11连接。

实施过程：启动第一液压马达41和第二液压马达51，第一液压马达41带动第一滚珠丝杠副4旋转，由于第一滚珠丝杠副4和第一滚珠丝杠副丝母45螺接，第一滚珠丝杠副丝母45会在水平X方向上运动，从而使传动滑鞍21和振动工作台1在水平X方向上运动，第二隔振直线导轨2能发挥水平X方向上的隔振效果，第一滚珠丝杠副丝母45把振动激励传递给传动滑鞍21。

第二液压马达51带动第二滚珠丝杠副5旋转，由于第二滚珠丝杠副5和第二滚珠丝杠副丝母55螺接，第二滚珠丝杠副丝母55会在水平X方向上运动，从而使振动工作台1在水平Y方向上运动，第一隔振直线导轨3能够发挥水平Y方向上的隔振效果，第二滚珠丝杠副丝母55把振动激励传递给滑动件31、第一隔振直线导轨3以及振动工作台1。

位置传感器12和加速度传感器13把获取到的振动工作台1位置数据和加速度数据传输至控制系统，实现全闭环控制。

利用内六角扳手调节通孔7内的内六角平端紧定螺钉6位置，使内六角平端紧定螺钉6对凹槽71内的部件进行固定。

侧向定位基准能够对振动工作台1、传动滑鞍21以及滑动件31的侧向定位，振动工作台1侧壁的侧向定位基准能够对第一隔振直线导轨3进行侧向定位，传动滑鞍21上端面的侧向定位基准能够对第二隔振直线导轨2进行侧向定位，台架9上端面的侧向定位基准能够对第三隔振直线导轨46进行侧向定位。

内六角平端紧定螺钉6型号是M6X25或GB/T77-2007。

液压泵62从油箱84中吸入低压油液，将驱动电机6旋转产生的机械能转化为液压能，输出的高压油液通过电液比例溢流阀81的控制，达到液压泵62测试时所需要的压力。

在第一油液循环系统中，油液从液压泵62出来后通过第一电液比例换向阀82控制液压油的压力及流量，进而控制第一液压马达41的转角和速度；

在第二油液循环系统中，油液从液压泵62出来后通过第二电液比例换向阀83控制液压油的压力及流量，进而控制第二液压马达51的转角和速度；

在第三油液循环系统中，电液比例溢流阀81的作用是控制整个油路系统的压力，包括液压泵62，电液比例溢流阀81压力大小可调节；

在第四油液循环系统中，当液压泵62由于自身密封性等原因发生油液泄漏时，油液会通过胶管直接泄漏至84油箱，有效地处理油液泄漏问题，节约资源。

设于液压泵62的进油口温度计以及压力表，可以方便检测出液压泵62的进油口处的温度数据和压力数据。

设于液压泵62出油口处的流量计、温度计以及压力表，可以方便检测出液压泵62出油口的流量数据、温度数据以及压力数据。

设于连接液压泵62和油箱84的胶管上的流量计、温度计以及压力表，可以检测处泄漏油液的流量数据、温度数据以及压力数据，通过上述数据从而反映液压泵62的性能好坏和方便用户监测液压泵62运行状态。

本发明通过第二隔振直线导轨2、第一隔振直线导轨3、第三隔振直线导轨46，实现振动工作台1的双向振动，且两个方向振动时互不干扰；通过第一滚珠丝杠副丝母45和第二滚珠丝杠副丝母55可以有效传递振动激励；通过多个侧向定位基准实现第一隔振直线导轨3、第二隔振直线导轨2以及第三隔振直线导轨46的侧向定位，内六角平端紧定螺钉72和通孔7的配合能够方便装置的拆卸和安装定位；通过位置传感器12和加速度传感器13，将振动信号传递给控制系统，实现全闭环控制；通过第一油液循环系统和第二油液循环系统，使振动工作台1运动的动力部分来源于液压泵62振动时产生的液压能，避免液压泵62测试过程中能量直接耗散转化为热能散失到空气中，节约了振动工作台1运动所需的电能，经济环保，同时胶管的柔软性非常适合应用于此过程；通过设于油路系统中不同位置的流量计、温度计以及压力表，可以方便得出油路系统中不同位置的各项数据，方便用户进行查看和记录。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (7)

1.一种水平两自由度液压泵振动加速寿命试验台，其特征是，包括两自由度振动测试装置、驱动电机(6)、液压泵(62)、台架(9)、第一驱动装置和第二驱动装置；

所述第一驱动装置和所述第二驱动装置设于所述台架(9)上端面，所述第一驱动装置以及所述第二驱动装置均与所述两自由度振动测试装置连接；

所述驱动电机(6)和所述液压泵(62)设于所述两自由度振动测试装置上，所述驱动电机(6)和所述液压泵(62)连接；

所述试验台还包括油路系统(8)，所述油路系统(8)包括第一油液循环系统、第二油液循环系统、第三油液循环系统以及第四油液循环系统，所述第一油液循环系统包括油箱(84)、所述液压泵(62)、所述第一驱动装置以及第一电液比例换向阀(82)，所述第二油液循环系统包括所述油箱(84)、所述液压泵(62)、所述第二驱动装置以及第二电液比例换向阀(83)，所述第三油液循环系统包括所述油箱(84)、所述液压泵(62)以及电液比例溢流阀(81)；

所述第一油液循环系统通过胶管按照以下顺序进行连接：所述油箱(84)、所述液压泵(62)、所述第一电液比例换向阀(82)、所述第一驱动装置、所述第一电液比例换向阀(82)以及所述油箱(84)；

所述第二油液循环系统通过胶管按照以下顺序进行连接：所述油箱(84)、所述液压泵(62)、所述第二电液比例换向阀(83)、所述第二驱动装置、所述第二电液比例换向阀(83)以及所述油箱(84)；

所述第三油液循环系统通过胶管按照以下顺序进行连接：所述油箱(84)、所述液压泵(62)、所述电液比例溢流阀(81)以及所述油箱(84)；

所述第四油液循环系统通过胶管按照以下顺序进行连接：所述油箱(84)、所述液压泵(62)以及所述油箱(84)；

所述油路系统(8)上设有用于检测所述油路系统(8)的检测组件。

2.根据权利要求1所述的一种水平两自由度液压泵振动加速寿命试验台，其特征是，所述检测组件包括多个温度计、多个压力表以及多个流量计，所述液压泵(62)的进油口处设有所述温度计以及所述压力表，所述液压泵(62)的出油口处设有所述压力表、所述温度计以及所述压力表，用于把所述液压泵(62)和所述油箱(84)直接相连的所述胶管处设有所述流量计、所述温度计以及所述压力表。

3.根据权利要求2所述的一种水平两自由度液压泵振动加速寿命试验台，其特征是，所述第一驱动装置包括第一滚珠丝杠副(4)、第一液压马达(41)、第一联轴器(42)、第一液压马达座(43)、第一轴承座(44)以及第一滚珠丝杠副丝母(45)；

所述第一液压马达座(43)以及所述第一轴承座(44)和所述台架(9)上端面连接，所述第一液压马达(41)设于所述第一液压马达座(43)上，所述第一联轴器(42)一端和所述第一液压马达(41)连接，所述第一联轴器(42)另一端和所述第一滚珠丝杠副(4)一端连接，所述第一滚珠丝杠副(4)另一端贯穿所述两自由度振动测试装置后和所述第一轴承座(44)连接，所述第一滚珠丝杠副丝母(45)和所述第一滚珠丝杠副(4)螺接，所述第一滚珠丝杠副丝母(45)一侧壁和所述两自由度振动测试装置连接。

4.根据权利要求3所述的一种水平两自由度液压泵振动加速寿命试验台，其特征是，所述第二驱动装置包括第二滚珠丝杠副(5)、第二液压马达(51)、第二联轴器(52)、第二液压马达座(53)、第二轴承座(54)以及第二滚珠丝杠副丝母(55)；

所述第二液压马达座(53)以及所述第二轴承座(54)和所述台架(9)上端面连接，所述第二液压马达(51)设于所述第二液压马达座(53)上，所述第二联轴器(52)一端和所述第二液压马达(51)连接，所述第二联轴器(52)另一端和所述第二滚珠丝杠副(5)一端连接，所述第二滚珠丝杠副(5)另一端贯穿所述两自由度振动测试装置后和所述第二轴承座(55)连接，所述第二滚珠丝杠副丝母(55)和所述第二滚珠丝杠副(5)螺接，所述第二滚珠丝杠副丝母(55)一侧壁和所述两自由度振动测试装置连接。

5.根据权利要求4所述的一种水平两自由度液压泵振动加速寿命试验台，其特征是，所述两自由度振动测试装置上设有位置传感器(12)和加速度传感器(13)。

6.根据权利要求5所述的一种水平两自由度液压泵振动加速寿命试验台，其特征是，所述两自由度振动测试装置上设有螺纹孔(11)。

7.根据权利要求6所述的一种水平两自由度液压泵振动加速寿命试验台，其特征是，所述驱动电机(6)和所述液压泵(62)之间设有连接钟形罩(61)，所述驱动电机(6)下端面设有固定连接件(14)，所述固定连接件(14)通过螺栓和所述工件连接螺纹孔(11)连接。

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