[发明专利]一种用于轴向柱塞泵配流副油膜特性测试的液压系统

说明书

本发明公开了一种用于轴向柱塞泵配流副油膜特性测试的液压系统，包括配流盘和缸体，配流盘固定连接有垫板，配流盘靠近缸体的一端设有球面凸起，缸体连接有驱动其旋转的第一电机，配流盘连接有姿态控制子系统和配流副压力流量模拟子系统，姿态控制子系统包括：第一姿态控制回路、第二姿态控制回路、第三姿态控制回路和回油管路。与现有技术相比，本发明能最大限度地模拟柱塞泵配流副真实运行环境，通过姿态控制子系统可调节配流盘的空间位置，模拟配流副工作过程中的倾覆行为，同时也可调节油膜厚度。其次，采用液压系统能模拟重载工况，输出稳定、位置精度高。通过配流副压力流量模拟子系统形成油膜，模拟配流盘工作过程中的压力、流量状态。

技术领域

本发明涉及柱塞泵配流副油膜特性测试技术领域，尤其是涉及一种用于轴向柱塞泵配流副油膜特性测试的液压系统。

背景技术

轴向柱塞泵作为液压传动系统的核心动力元件，其工作时存在复杂的动力学、流体力学、材料力学等耦合作用行为，是液压领域中结构最复杂、对工艺、材料、控制手段要求最高的关键基础元器件之一。轴向柱塞泵在运行过程中将产生三大关键摩擦副：配流副、柱塞副、滑靴副，它们均采用间隙油膜实现运动副承载、润滑、密封。摩擦副的工作状态直接影响整泵的容积效率和机械效率。配流副尺寸最大，运动形式属于多体复杂动力学行为，常发生烧盘现象，因此需要对配流副开展油膜特性研究。

轴向柱塞泵配流副按结构分为平面和球面两种，球面相比与平面结构更紧凑，工作性能更优。目前关于配流副的试验研究存在如下问题：1.摩擦试验样机，此试验研究属于材料领域，与柱塞泵实际工况相差甚远；2.运动结构模型试验台，此类试验台大多简化实际工况或忽略部分因素的影响，如未能考虑油膜压力场、多体动力学导致的缸体倾覆行为；3.基于整泵改装的试验台，此类试验台成本高，且只适用于一种尺寸或类型的柱塞泵研究；4.球面配流结构复杂、制造工艺难，国内尚无相关柱塞泵产品及配套的测试系统。

发明内容

本发明提供一种用于轴向柱塞泵配流副油膜特性测试的液压系统，可模拟柱塞泵在工作过程中因动力学作用、零件结构公差、装配误差、压力不平衡等因素导致的缸体倾覆行为和配流副流体域特征，进而实现配流副油膜特性测试的功能。特别的，本发明适用于球面或平面配流结构。

本发明提供一种用于轴向柱塞泵配流副油膜特性测试的液压系统，包括配流盘和缸体，所述配流盘固定连接有垫板，所述配流盘靠近缸体的一端设有球面凸起，所述缸体连接有驱动其旋转的第一电机，所述缸体与第一电机之间连接有转矩转速传感器，所述配流盘连接有姿态控制子系统和配流副压力流量模拟子系统，所述姿态控制子系统包括：第一姿态控制回路、第二姿态控制回路、第三姿态控制回路和回油管路，所述第一姿态控制回路包括第一柱塞泵，所述第一柱塞泵的出油口并联有第一溢流阀和第一单向阀，所述第一单向阀的出油口并联有第二溢流阀、第一压力传感器和第一流量计，所述第一流量计并联有三位四通电磁换向阀和三位四通比例换向阀，所述三位四通比例换向阀的A阀口和B阀口分别连通有液控单向阀，一个所述液控单向阀并联有第二压力传感器和液压缸的无杆腔，另一个所述液控单向阀并联有第三压力传感器和液压缸的有杆腔，所述液压缸的推杆与垫板球铰连接，所述液压缸的推杆上设有位移传感器和力传感器；所述第二姿态控制回路的结构和第三姿态控制回路的结构分别与第一姿态控制回路的结构相同，所述姿态控制子系统还包括油箱、第一开关阀、第二电机、第一联轴器、第四压力传感器和第一蓄能器，所述第二电机通过第一联轴器驱动第一姿态控制回路的第一柱塞泵、第二姿态控制回路的第一柱塞泵和第三姿态控制回路的第一柱塞泵，所述第一姿态控制回路的第一柱塞泵、第二姿态控制回路的第一柱塞泵和第三姿态控制回路的第一柱塞泵均通过第一开关阀与油箱连通；三个所述三位四通电磁换向阀的A阀口相互连通，且所述第四压力传感器和第一蓄能器并联于三位四通电磁换向阀的A阀口，三个所述三位四通比例换向阀的T阀口均与回油管路的一端连通，所述回油管路的另一端与油箱连通。

优选的，三个所述三位四通电磁换向阀的T阀口均与油箱连通。