[发明专利]一种超高速涡轮泵与溢流阀匹配试验装置

说明书

一种超高速涡轮泵与溢流阀匹配试验装置，包括涡轮驱动装置、液压系统、计算机采集与控制系统以及实时频谱分析仪；涡轮驱动装置用于驱动涡轮泵工作；液压系统用于为超高速涡轮泵提供等效模拟负载；计算机采集与控制系统根据性能要求调节等效模拟负载的流量，采集超高速涡轮泵工作过程中的转速、转子小轴端振动量，以及溢流阀的开启压力和自振频率，处理后发送给实时频谱分析仪；实时频谱分析仪：进行频谱分析，得到溢流阀动态特性以及溢流阀动态特性与转子振动量的匹配关系。本发明能够验证溢流阀的动态特性以及溢流阀动态特性与超高速涡轮泵振动量之间的匹配耦合关系。

技术领域

本发明涉及一种超高速涡轮泵与溢流阀匹配试验装置，用于验证高温条件下溢流阀动态性能与涡轮泵的匹配耦合关系，属于液压系统领域。

背景技术

溢流阀在伺服液压系统中是重要的压力控制调节元件，作为伺服能源的重要控制调节元件，其动态特性、稳定性及工作噪声将影响到整个伺服系统的正常工作。对于工作在高温条件下，溢流阀在阀芯和阀体配合表面之间，由于热膨胀大小不一致，很容易产生阀芯卡死、运动不灵活或泄漏量增大等现象，导致溢流阀调压性能不稳定，甚至无法正常工作。同时溢流阀在液压系统中做定压阀使用时，因受压力脉动和系统负载波动的干扰，使得先导阀或主阀产生振动，引起系统压力在调定压力附近波动。压力波动大的溢流阀的压力稳定性就差，严重时会产生激烈振动和啸叫声，使系统不能正常工作。同时先导阀或主阀产生振动会反过来影响液压泵供油脉动，使涡轮泵轴系产生一定的振动。溢流阀与涡轮泵相互耦合，产生共振现象，严重影响了系统的压力稳定性。这是液压系统中存在的一大难题，即系统压力稳定性问题。同时目前国内在高温条件下溢流阀动态性能还没有形成系统的、完善的测试方法，目前还没有针对这方面的专门研究。

溢流阀用作定压阀时，因受液压泵供油脉动和系统负载波动的干扰，使得先导阀或主阀产生振动，引起系统压力在调定压力附近波动。压力波动大的溢流阀的压力稳定性就差，严重时会产生激烈的振动和啸叫声，使系统不能正常工作。同时先导阀或主阀产生振动会反过来影响液压泵供油脉动，使涡轮泵轴系产生一定的振动。为了提高系统压力稳定性，溢流阀主阀固有频率必须避免与外界压力扰动频率相重合或成整倍数，为验证溢流阀和涡轮泵在工作状态下的匹配耦合关系，建立溢流阀与涡轮泵匹配性试验系统是十分必要的。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种超高速涡轮泵与溢流阀匹配试验装置，能够验证溢流阀的动态特性以及溢流阀动态特性与超高速涡轮泵在工作状态下的匹配耦合关系。

本发明的技术解决方案是：

一种超高速涡轮泵与溢流阀匹配试验装置，包括涡轮驱动装置、液压系统、计算机采集与控制系统以及实时频谱分析仪；

涡轮驱动装置：试验过程中，用于驱动涡轮泵工作；

液压系统：为超高速涡轮泵提供等效模拟负载；

计算机采集与控制系统：根据性能要求调节等效模拟负载的流量；实时采集超高速涡轮泵工作过程中的转速、转子小轴端振动量，以及溢流阀的开启压力、流量、额定压力、关闭压力和自振频率，处理后得到溢流阀动态特性，并将采集的参数发送给实时频谱分析仪；

实时频谱分析仪：针对不同试验环境下溢流阀未开启、正在开启和完全开启状态，对溢流阀自振频率和超高速涡轮泵转子小轴端振动量进行频谱分析，得到自激现象下溢流阀动态特性与超高速涡轮泵转子小轴端振动量的匹配关系。

所述涡轮驱动装置利用氦气驱动，包括氦气瓶、防爆电磁阀和电磁截止阀；氦气瓶依次通过防爆电磁阀、电磁截止阀与涡轮泵的气体入口连接，涡轮泵的气体出口直接排空。

液压系统包括自增压油箱和伺服阀；自增压油箱的进油口与涡轮泵的液体入口连接，涡轮泵的液体出口与伺服阀的入口连接，伺服阀的出口与自增压油箱的回油口连接，被测溢流阀与伺服阀并联；伺服阀作为等效模拟负载，计算机采集与控制系统通过控制伺服阀的开度，实现流量的控制。