[发明专利]一种复合型多传感器柱塞泵滑靴副承载特性模拟测试试验机构

说明书

本发明公开了一种复合型多传感器柱塞泵滑靴副承载特性模拟测试试验机构，涉及液压传动轴向柱塞泵测试技术领域。所述试验机构主要包括实验装置及嵌入式承载特性采集模块两部分。实验装置主要包括压力容腔、传动轴、斜盘、缸体、柱塞、斜盘止推杆和回位弹簧。嵌入式承载特性采集模块包括柱塞、嵌入式压力传感器和嵌入式位移传感器：其中嵌入式压力传感器均布于柱塞与斜盘的接触面表面，呈十字分布；嵌入式位移传感器均布于柱塞与斜盘的接触面表面，与嵌入式压力传感器间隔安装；通过嵌入式压力传感器和嵌入式位移传感器可以实现对柱塞与斜盘间间隙支撑油膜的压力特性和油膜尺度特征进行实时监测，实现对油膜承载特性的工况模拟测试和分析。

技术领域

本发明涉及液压传动轴向柱塞泵测试技术领域，尤其涉及一种复合型多传感器柱塞泵滑靴副承载特性模拟测试试验机构。

背景技术

轴向柱塞泵是液压系统中的动力源，是液压领域中核心动力元件之一，其工作原理是通过柱塞在缸体中的往复运动，使密封工作腔的容积发生变化，从而实现吸、排油的过程。由于其体积小、控制流量方便、寿命长等优点，因而被广泛应用于机械加工、交通运输、航空航天等领域。轴向柱塞泵的滑靴副油膜是影响轴向柱塞泵使用寿命的关键结构，滑靴副结构存在间隙油膜支撑，其承载特性的优劣直接决定了柱塞泵滑靴结构的可靠性，因此对柱塞泵滑靴副结构承载特性的测量具有重要的研究意义。

目前针对于柱塞泵滑靴副的研究主要以仿真分析为主，实验研究主要以平面副泄漏作为应用场景，研究分析其机理，尚不能有效的模拟柱塞泵的实际工况。由于在柱塞泵运行过程中，柱塞本身存在着绕主轴的转动和在缸体内部的往复运动，其运动状态相对复杂，导致滑靴副间的支撑油膜成动压支撑平衡状态，传统的平面副支撑结构测试方法测试过程并不准确。因此，需要设计可以有效模拟柱塞泵实际工况滑靴副承载特性测量装置。

发明内容

为了克服高压柱塞泵滑靴副承载特性检测困难的现实问题，本发明提出了一种复合型多传感器柱塞泵滑靴副承载特性模拟测试试验机构。

本发明的目的是实现高压柱塞泵滑靴副的工况模拟及承载特性测量，通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种复合型多传感器柱塞泵滑靴副承载特性模拟测试试验机构，其包括实验装置和嵌入式承载特性采集模块；所述的实验装置包括压力容腔、传动轴、斜盘、缸体、柱塞、斜盘止推杆和回位弹簧；其中传动轴末端通过联轴器与动力输出装置相连，球头端与斜盘通过万向联轴节机构连接；回位弹簧一端固定在压力容腔的内壁上，另一端与斜盘抵接；斜盘止推杆的调节端穿出压力容腔，另一端与斜盘抵接；通过调整斜盘止推杆与回位弹簧可调整斜盘角度，用以模拟斜盘变量泵的变量过程；压力容腔通过保压压力油源提供压力环境，用以模拟柱塞泵泵壳内油液压力状态；缸体固定在压力容腔内，柱塞分布放置于缸体内；柱塞与缸体容腔间压力通过脉动模拟器进行高低压压力变化的切换，模拟柱塞泵的真实工况；

嵌入式承载特性采集模块包括嵌入式压力传感器和嵌入式位移传感器，其中嵌入式压力传感器均布于柱塞与斜盘的接触面表面，呈十字分布；嵌入式位移传感器均布于柱塞与斜盘的接触面表面，与嵌入式压力传感器间隔安装；通过嵌入式压力传感器和嵌入式位移传感器可以实现对柱塞与斜盘间间隙支撑油膜的压力特性和油膜尺度特征进行实时监测，实现对油膜承载特性的工况模拟测试和分析。

进一步的，所述的回位弹簧为推力弹簧，回位弹簧与传动轴平行布置。

进一步的，所述的斜盘止推杆与传动轴平行布置，其水平位置可通过压力容腔外的调节端进行调节。

进一步的，每个柱塞的入口均配置有一套压力脉冲模拟装置，压力脉冲模拟装置由电比例阀和脉动模拟器组成，其中脉动模拟器发出的脉动信号作用于电比例阀中用于驱动阀芯的电磁铁，通过对电比例阀阀芯的控制实现柱塞内油液压力的控制；压力脉冲模拟装置用于模拟实际轴向柱塞泵柱塞腔的高低压切换工况，电比例阀连接的进油口油源的压力与轴向柱塞泵的实际负载工况相同。

进一步的，所述的压力容腔为耐压容腔，容腔压力由保压压力油源控制。