CN116147906A - 内曲线液压马达滚柱-定子摩擦副测试装置及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种内曲线液压马达滚柱‑定子摩擦副测试装置及测试方法，宽幅型直线导轨固定在底座上，压板滑动连接在宽幅型直线导轨上，水平定子固定在压板上，提升缸提供水平定子的法向压力，压板由水平液压缸提供水平驱动力，驱动压板在宽幅型直线导轨进行水平往复运动，压板带动水平定子在提升缸的法向压力下进行摩擦运动；改变提升缸的加载力大小，以及水平液压缸的往复运动频率可模拟马达不同工作参数下的定子曲线的工作状态。本发明可对马达内部的周期定子曲线进行摩擦磨损试验，待测试的定子曲线安装简单，可拆可换，试验成本低周期短，具有广泛的实用性。
Description
技术领域
本发明属于液压元件的摩擦副测试技术领域，尤其涉及一种内曲线液压马达滚柱-定子摩擦副测试装置及测试方法。
背景技术
内曲线液压马达作为重要的液压执行元件之一，具有功重比大、重量轻、径向力平衡、起动效率高并能在很低的速度下稳定地运转等优点，在注塑设备、压铸设备、海工船舶、行走机械和煤矿设备中都有大量应用。其中，滚柱-定子组件是保证马达高效稳定工作的核心零部件之一。在马达旋转过程中，滚柱-定子组件中的定子与滚柱产生滑动摩擦和滚动摩擦，并承受着来自于滚柱上的较大的液压力，由于马达转速较低，滚柱-定子摩擦副之间很难建立动压润滑油膜，因此在较大的液压力作用下，该摩擦副经常处于混合润滑甚至边界润滑状态，进而导致定子、滚柱的摩擦磨损失效，而测试作为零部件失效分析、优化改进、质量检验的重要环节，目前采用的手段则是将滚柱-定子组件装在完整的马达中，马达经过长时间的运转后，进行人工拆解观测零部件的磨损情况，该方法经济成本高，费时费力，而且需要长时间的运转才可以出现磨损区域，且无法实时的监测滚柱-定子摩擦副的工作状态，因此设计一个滚柱-定子摩擦副的拟实测试装置对于马达性能的提高具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种内曲线液压马达滚柱-定子拟实摩擦副测试装置及测试方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种内曲线液压马达滚柱-定子摩擦副测试装置，该装置包括：滚柱配合组件、水平定子、提升缸、水平液压缸、横梁、立柱、底座、压板和宽幅型直线导轨；
所述宽幅型直线导轨固定在底座上，压板滑动连接在宽幅型直线导轨上，水平定子固定在压板上，提升缸提供水平定子的法向压力，压板由水平液压缸提供水平驱动力，驱动压板在宽幅型直线导轨进行水平往复运动，压板带动水平定子在提升缸的法向压力下进行摩擦运动；所述水平定子表面为周期型的具有弧度的曲面，每个周期的曲面为一个单元，每个单元的曲面弧度参考内曲线液压马达定子圆弧进行设计；
所述立柱固定在底座上，横梁安装在立柱上且位置可调，所述提升缸安装在横梁上且位置可调；所述滚柱配合组件安装提升缸上；所述滚柱配合组件压在水平定子的一个单元上。
进一步地，所述滚柱配合组件包括滚柱和宽柱塞，滚柱中心轴线与宽柱塞中心轴线垂直，且滚柱能够在宽柱塞内曲面上发生相对滑动。
进一步地，滚柱配合组件在提升缸的法向力作用下与水平定子进行接触，且滚柱中心轴线与水平定子曲面的每个单元的中心轴线相互平行，组成滚柱-定子摩擦副，在水平液压缸和提升缸的作用下，滚柱与水平定子的每个单元进行摩擦运动。
进一步地，所述压板下方安装有垫块，并通过固定螺钉固定连接，所述垫块与宽幅型直线导轨滑动连接，拧松固定螺钉，能够调整垫块在压板下方的位置，进而调节压板和水平定子的往复行程，水平定子与压板通过螺栓进行连接，水平液压缸带动压板，进而带动水平定子进行水平往复运动。
进一步地，所述横梁通过活塞杆安装在立柱上，并螺栓连接，拧松螺栓能够调整横梁的高度位置，实现横梁位置上下调节。
进一步地，所述立柱通过前支撑架和后支撑架固定在底座上，用于平衡往复运动的水平力。
进一步地，所述立柱与底座所成角度为90°，前支撑架、后支撑架与底座所成角度为45°，前支撑架和后支撑架通过螺栓将立柱和底座连接起来。
进一步地，测试装置还包括平衡垫块，所述平衡垫块可拆卸安装在底座上，用于进一步限制压板在底座上的移动。
另一方面，本发明还提供了一种内曲线液压马达滚柱-定子摩擦副测试方法，该方法具体包括如下步骤：
（1）将压板和垫块安装在宽幅型直线导轨上，将压板和水平液压缸通过固定螺钉连接，并调整垫块的高度，保证压板水平；
（2）拧松压板上的固定螺栓，前后调节水平定子在压板上的位置，使水平定子的往复行程可以达到定子一个周期单元以上，调整完成后，拧紧压板的固定螺栓将水平定子固定在压板上；
（3）将包含滚柱-宽柱塞的滚柱配合组件安装于提升缸上，并且保证宽柱塞的油路与提升缸的油路相通，使滚柱配合组件中的滚柱与水平定子接触，同时滚柱的轴线平行于水平定子每个单元的中心轴线；
（4）调节提升缸的压力，通过提升缸油路向柱塞孔供所需压力和温度的液压油，以保证滚柱配合组件对水平定子所提供的法向力；
（5）调节水平液压缸的压力，使液压缸的推力达到能够保证水平定子往复运动的水平，水平液压缸驱动压板在宽幅型直线导轨进行水平往复运动，压板带动水平定子在提升缸的法向压力下进行摩擦运动；
（6）测试结束之后，迅速拆下水平定子，通过显微镜观察试验后滚柱-定子摩擦副的磨损状况。
本发明的有益之处为：本发明提出的内曲线液压马达滚柱-定子摩擦副测试装置及测试方法可以调节提升液压缸的压力和水平液压缸的往复运动速度，本发明不是直接对实际马达的定子测试，而是参考马达的定子的材料、弧度，采用单独设计的水平定子，在定子水平表面形成具有弧度的周期单元，可以测试马达在不同压力和速度下工作时滚柱-定子摩擦副的摩擦磨损状况，本发明利用水平定子进行等效，可以实时的观察定子的磨损情况，同时方便拆卸更换；其次，本发明所提出的测试装置仅对单个滚柱-定子组件进行测试，相比对具有10个以上滚柱-定子组件的内曲线液压马达直接测试的功率小，测试成本低，测试周期短，拆换简易方便。
附图说明
图1 为内曲线液压马达滚柱-定子摩擦副测试装置轴测图。
图2 为内曲线液压马达滚柱-定子摩擦副测试装置俯视图。
图3 为待测试滚柱-定子组件示意图。
图4 为待测定子每个单元轴测图。
附图中的标记为：1-底座、2-压板、3-横梁、4-立柱、5-提升缸、6-活塞杆、7-立柱支撑架、8-宽幅型直线导轨、9-水平液压缸、10-水平定子、11-滚柱配合组件、12-垫块。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步阐述。
如图1所示，本发明提出的内曲线液压马达滚柱-定子拟实摩擦副测试装置包括：底座1、压板2、横梁3、立柱4、提升缸5、活塞杆6、立柱支撑架7、宽幅型直线导轨8、水平液压缸9、水平定子10、滚柱组件11和垫块12；
所述宽幅型直线导轨8固定在底座1上，调整垫块12使压板2处于水平，压板2通过垫块12滑动连接在宽幅型直线导轨8上。
如图2所示，压板2和水平液压缸9通过固定螺钉连接，拧松固定螺钉，能够调整垫块12在压板2下方的位置，进而调节压板2和水平定子10的往复行程，之后将水平定子10通过固定螺栓连接在压板2上，进而使水平液压缸带动水平定子进行水平往复运动；
测试装置还包括平衡垫块，所述平衡垫块可拆卸安装在底座1上，用于进一步限制压板2在底座1上的移动。
如图2所示，提升缸5通过横梁3固定在立柱4上，可以通过调节活塞杆6的行程调节提升缸5的高度位置，横梁3通过螺栓连接在立柱4上，实现横梁位置上下调节，提升缸5在横梁3上的位置可调，为了增加立柱4的强度，在立柱4两边增加立柱支撑架7，一方面对立柱的强度进行加强，另一方面立柱支撑架7还可以平衡水平液压缸9作用在滚柱配合组件11上的水平力。
立柱支撑架7包括前支撑架和后支撑架，所述立柱通过前支撑架和后支撑架固定在底座上，除了压板2和水平液压缸的连接是固定螺钉连接之外，其余全部零件的连接是通过固定螺栓连接。所述立柱与底座所成角度为90°，前支撑架、后支撑架与底座所成角度为45°。
如图3所示，所述滚柱配合组件11包括滚柱和宽柱塞，滚柱中心轴线与宽柱塞中心轴线垂直，且滚柱能够在宽柱塞内曲面上发生相对滑动，本发明不是直接对实际马达的定子测试，而是参考马达的定子的材料、弧度，采用单独设计的水平定子，整个水平定子10可以被分割成每一个单元，如图4所示，水平定子10表面为周期型的具有弧度的曲面，每个周期的曲面为一个单元，每个单元的曲面弧度参考内曲线液压马达定子圆弧进行设计；根据内曲线液压马达的定子设计原则，将马达的定子一个单元等效到水平定子上，由于液压马达的滚柱配合组件在马达定子上的力是局部法向的，所以水平定子在提升缸的法向作用下，每一个单元经过往复运动后，与内曲线液压马达定子运转的摩擦磨损结果类似，本发明利用水平定子进行等效，可以实时的观察定子的磨损情况，同时方便拆卸更换。滚柱配合组件11在提升缸5的法向力作用下与水平定子10进行接触，且滚柱中心轴线与水平定子10曲面的每个单元的中心轴线相互平行，组成滚柱-定子摩擦副，在水平液压缸9和提升缸5的作用下，压板2在宽幅型直线导轨8上以速度v水平往复运动，滚柱与水平定子10的每个单元进行摩擦运动，测试结束之后，可以迅速拆下水平定子10，通过显微镜观察试验后滚柱-定子摩擦副的磨损状况。
与上述一种内曲线液压马达滚柱-定子摩擦副测试装置的实施例相对应，本发明还提供了一种内曲线液压马达滚柱-定子摩擦副的测试方法，具体步骤为：
（1）将压板2和垫块12安装在宽幅型直线导轨8上，将压板2和水平液压缸9通过固定螺钉连接，并调整垫块的高度，保证压板水平；
（2）拧松压板2上的固定螺栓，前后调节水平定子10在压板2上的位置，使水平定子10的往复行程可以达到定子一个单元以上，调整完成后，拧紧压板2的固定螺栓将水平定子10固定在压板2上；
（3）将包含滚柱-宽柱塞的滚柱配合组件11安装于提升缸5上，并且保证宽柱塞的油路与提升缸的油路相通，使滚柱配合组件中的滚柱与水平定子10接触，同时滚柱的轴线平行于水平定子10每个单元的中心轴线；
（4）调节提升缸5的压力，通过提升缸油路向柱塞孔供所需压力和温度的液压油，以保证滚柱配合组件11对水平定子10所提供的法向力；
（5）调节水平液压缸9的压力，使液压缸的推力达到可以保证水平定子10往复运动的水平，水平液压缸9驱动压板2在宽幅型直线导轨8进行水平往复运动，压板2带动水平定子10在提升缸5的法向压力下进行摩擦运动；
（6）测试结束之后，可以迅速拆下水平定子10，通过显微镜观察试验后滚柱-定子摩擦副的磨损状况。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (9)
1.一种内曲线液压马达滚柱-定子摩擦副测试装置，其特征在于，该装置包括：滚柱配合组件、水平定子、提升缸、水平液压缸、横梁、立柱、底座、压板和宽幅型直线导轨；
所述宽幅型直线导轨固定在底座上，压板滑动连接在宽幅型直线导轨上，水平定子固定在压板上，提升缸提供水平定子的法向压力，压板由水平液压缸提供水平驱动力，驱动压板在宽幅型直线导轨进行水平往复运动，压板带动水平定子在提升缸的法向压力下进行摩擦运动；所述水平定子表面为周期型的具有弧度的曲面，每个周期的曲面为一个单元，每个单元的曲面弧度参考内曲线液压马达定子圆弧进行设计；
所述立柱固定在底座上，横梁安装在立柱上且位置可调，所述提升缸安装在横梁上且位置可调；所述滚柱配合组件安装提升缸上；所述滚柱配合组件压在水平定子的一个单元上。
2.根据权利要求1所述的一种内曲线液压马达滚柱-定子摩擦副测试装置，其特征在于，所述滚柱配合组件包括滚柱和宽柱塞，滚柱中心轴线与宽柱塞中心轴线垂直，且滚柱能够在宽柱塞内曲面上发生相对滑动。
3.根据权利要求1所述的一种内曲线液压马达滚柱-定子摩擦副测试装置，其特征在于，滚柱配合组件在提升缸的法向力作用下与水平定子进行接触，且滚柱中心轴线与水平定子曲面的每个单元的中心轴线相互平行，组成滚柱-定子摩擦副，在水平液压缸和提升缸的作用下，滚柱与水平定子的每个单元进行摩擦运动。
4.根据权利要求1所述的一种内曲线液压马达滚柱-定子摩擦副测试装置，其特征在于，所述压板下方安装有垫块，并通过固定螺钉固定连接，所述垫块与宽幅型直线导轨滑动连接，拧松固定螺钉，能够调整垫块在压板下方的位置，进而调节压板和水平定子的往复行程，水平定子与压板通过螺栓进行连接，水平液压缸带动压板，进而带动水平定子进行水平往复运动。
5.根据权利要求1所述的一种内曲线液压马达滚柱-定子摩擦副测试装置，其特征在于，所述横梁通过活塞杆安装在立柱上，并螺栓连接。
6.根据权利要求1所述的一种内曲线液压马达滚柱-定子摩擦副测试装置，其特征在于，所述立柱通过前支撑架和后支撑架固定在底座上，用于平衡往复运动的水平力。
7.根据权利要求6所述的一种内曲线液压马达滚柱-定子摩擦副测试装置，其特征在于，所述立柱与底座所成角度为90°，前支撑架、后支撑架与底座所成角度为45°，前支撑架和后支撑架通过螺栓将立柱和底座连接起来。
8.根据权利要求1所述的一种内曲线液压马达滚柱-定子摩擦副测试装置，其特征在于，测试装置还包括平衡垫块，所述平衡垫块可拆卸安装在底座上，用于进一步限制压板在底座上的移动。
9.一种基于权利要求1-8任一项所述的内曲线液压马达滚柱-定子摩擦副测试装置的内曲线液压马达滚柱-定子摩擦副测试方法，其特征在于，该方法具体包括如下步骤：
（1）将压板和垫块安装在宽幅型直线导轨上，将压板和水平液压缸通过固定螺钉连接，并调整垫块的高度，保证压板水平；
（2）拧松压板上的固定螺栓，前后调节水平定子在压板上的位置，使水平定子的往复行程达到定子一个周期单元以上，调整完成后，拧紧压板的固定螺栓将水平定子固定在压板上；
（3）将包含滚柱-宽柱塞的滚柱配合组件安装于提升缸上，并且保证宽柱塞的油路与提升缸的油路相通，使滚柱配合组件中的滚柱与水平定子接触，同时滚柱的轴线平行于水平定子每个单元的中心轴线；
（4）调节提升缸的压力，通过提升缸油路向柱塞孔供所需压力和温度的液压油，以保证滚柱配合组件对水平定子所提供的法向力；
（5）调节水平液压缸的压力，使液压缸的推力达到能够保证水平定子往复运动的水平，水平液压缸驱动压板在宽幅型直线导轨进行水平往复运动，压板带动水平定子在提升缸的法向压力下进行摩擦运动；
（6）测试结束之后，迅速拆下水平定子，通过显微镜观察试验后滚柱-定子摩擦副的磨损状况。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20230523 |