一種軸向柱塞泵/馬達(dá)高速旋轉(zhuǎn)件攪拌損失測試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及液壓元件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種軸向柱塞栗/馬達(dá)高速旋轉(zhuǎn)件攪拌損失測試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]軸向柱塞栗/馬達(dá)是流體傳動與控制學(xué)科最為重要的動力/執(zhí)行元件之一，在各行各業(yè)都得到了廣泛和深入的應(yīng)用。由于在栗/馬達(dá)的殼體內(nèi)部注滿了具有一定粘度的液壓油，殼體內(nèi)部旋轉(zhuǎn)件的高速攪油運動造成了主要表現(xiàn)如粘性摩擦損失及局部的渦流損失等功率損失，統(tǒng)稱之為“攪拌損失”。攪拌損失對軸向柱塞栗/馬達(dá)的效率具有重要的影響，尤其是當(dāng)栗/馬達(dá)工作于高轉(zhuǎn)速時，如應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域的航空栗，轉(zhuǎn)速基本都在幾萬轉(zhuǎn)每分鐘數(shù)量級，而高速化是軸向柱塞栗/馬達(dá)發(fā)展的必然趨勢，因此對于攪拌損失的相關(guān)研究具有重要的意義。
[0003]高速旋轉(zhuǎn)件的攪油運動產(chǎn)生的攪拌損失對栗/馬達(dá)效率影響顯著，然而目前相關(guān)的研究卻很少，且基本都停留在理論與仿真研究層面上，實驗研究主要受到以下幾個難點的限制:
[0004]1、攪拌損失存在形式多、分布廣。攪拌損失是由殼體內(nèi)部旋轉(zhuǎn)件的攪油運動引起的，旋轉(zhuǎn)件、殼體內(nèi)壁面及殼體內(nèi)部的其他零部件，如斜盤、變量機構(gòu)等的結(jié)構(gòu)形狀都極其不規(guī)則，使得殼體內(nèi)部油液流場極其紊亂，因此攪拌損失主要表現(xiàn)為發(fā)生在各處的局部渦流損失，各旋轉(zhuǎn)件處的粘性摩擦損失及壓差阻力損失等。
[0005]2、干擾因素多且雜。軸向柱塞栗/馬達(dá)經(jīng)過長期的發(fā)展，已是結(jié)構(gòu)高度緊湊的一種液壓元件，各零部件間以多種形式的運動約束副緊密高效的配合在一起，相互間耦合作用極強，運動學(xué)、動力學(xué)行為極其復(fù)雜，如柱塞滑靴組件旋轉(zhuǎn)件在完成其旋轉(zhuǎn)攪油運動的同時，也在執(zhí)行吸排油的柱塞副往復(fù)運動、滑靴副的平面滑移運動及柱塞球頭與滑靴球窩間的球鉸副運動，因此存在很大的難度去準(zhǔn)確檢測由其產(chǎn)生的攪拌損失，而不受到其他運動約束副產(chǎn)生的功率損失的干擾。
[0006]3、旋轉(zhuǎn)件的高度動不平衡性。由于如柱塞滑靴組件等往復(fù)運動零部件的存在，使得軸向柱塞栗/馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)件達(dá)不到一個動平衡的狀態(tài)，尤其是在大斜盤傾角的工況下。旋轉(zhuǎn)件的動不平衡將造成振動和噪聲加劇的問題，長時間運行甚至可能引起零部件疲勞損壞，尤其是在高速工況下。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是為了解決軸向柱塞栗/馬達(dá)高速旋轉(zhuǎn)件攪拌損失測試難度大的問題，提供一種軸向柱塞栗/馬達(dá)高速旋轉(zhuǎn)件攪拌損失測試裝置。
[0008]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種軸向柱塞栗/馬達(dá)高速旋轉(zhuǎn)件攪拌損失測試裝置，包括模擬栗/馬達(dá)、第一聯(lián)軸器、扭矩轉(zhuǎn)速傳感器、第二聯(lián)軸器、變頻電機、數(shù)據(jù)采集卡和工控機；其中，模擬栗/馬達(dá)通過第一聯(lián)軸器與扭矩轉(zhuǎn)速傳感器相連；變頻電機通過第二聯(lián)軸器與扭矩轉(zhuǎn)速傳感器相連，扭矩轉(zhuǎn)速傳感器通過數(shù)據(jù)采集卡連接工控機；所述模擬栗/馬達(dá)包括主軸、缸體、后端蓋、前變量活塞、壓縮彈簧、殼體、前端蓋、柱塞螺釘組件、前端軸承、旋轉(zhuǎn)密封圈、旋轉(zhuǎn)密封擋圈、斜盤、螺堵、變量桿、后端軸承、后軸承蓋和后變量活塞；所述殼體為中空圓柱體，圓柱體側(cè)壁底部開有與螺堵通過螺紋連接的排油孔，殼體兩端分別固定連接前端蓋和后端蓋；所述前端蓋上開有用于安裝前端軸承的支撐孔，所述后端蓋上開有用于安裝后端軸承的支撐孔，所述主軸由前端軸承和后端軸承支撐；所述缸體為圓柱體，其旋轉(zhuǎn)中心軸與主軸的旋轉(zhuǎn)中心軸重合，并與主軸一體成型；缸體設(shè)置在殼體內(nèi)，其圓周上開有N個用于容納N個柱塞螺釘組件的孔，N為5、7、9、11 ;斜盤為具有斜盤傾角為0-17度的開有中心通孔的圓柱體，主軸穿過斜盤的中心通孔，斜盤與前端蓋內(nèi)壁固定連接；所述前變量活塞和后變量活塞均為階梯軸，后變量活塞的一端軸段固定在后端蓋上，另一端軸段開有沉孔，所述沉孔與前變量活塞的一端軸段配合；前變量活塞的另一端軸段與斜盤固定連接；前變量活塞和后變量活塞均布置在主軸上方；壓縮彈簧穿設(shè)在前變量活塞和后變量活塞之間；所述變量桿為階梯軸，布置在主軸下方，其一端軸段通過螺紋與后端蓋固定連接，另一端軸段與斜盤固定連接；旋轉(zhuǎn)密封圈和旋轉(zhuǎn)密封擋圈依次穿過主軸，并均與前端蓋固定連接；后軸承蓋固定連接在后端蓋。
[0009]進一步地，所述柱塞螺釘組件由螺釘和柱塞組成；所述缸體的一個端面的圓周方向上開有N個用于容納螺釘?shù)某量祝硪粋€端面的圓周方向上開有相對應(yīng)個數(shù)用于容納柱塞的柱塞孔，沉孔與柱塞孔之間具有通孔，螺釘穿過通孔與柱塞連接；所述螺釘由外螺紋桿和左中右三段圓柱體依次拼接而成；螺釘?shù)淖笥覂啥螆A柱體直徑與沉孔直徑相同；所述柱塞由具有內(nèi)螺紋的圓柱體和一段外伸圓柱體拼接而成；
[0010]當(dāng)主軸在初始位置時，N個柱塞螺釘組件對稱布置在主軸所在的豎直平面的兩側(cè)；N個柱塞螺釘組件中的所有柱塞的外伸圓柱體底面圓心到斜盤的斜面的距離均相等；通過調(diào)整配平特制螺釘?shù)闹卸螆A柱體直徑，使得N個柱塞螺釘組件的質(zhì)量均相等。
[0011 ] 進一步地所述柱塞螺釘組件個數(shù)N優(yōu)選值為9。
[0012]進一步地，本發(fā)明還包括溫度傳感器和壓力傳感器；其中，所述溫度傳感器和壓力傳感器均與數(shù)據(jù)采集卡相連，數(shù)據(jù)采集卡與工控機相連；所述溫度傳感器和壓力傳感器分別用于檢測殼體內(nèi)油液的溫度和壓力。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明實現(xiàn)了對軸向柱塞栗/馬達(dá)旋轉(zhuǎn)件攪拌損失的實際測量，攪拌損失測試用模擬栗/馬達(dá)基本考慮了真實栗/馬達(dá)內(nèi)所有影響攪拌損失的因素，消除了栗/馬達(dá)內(nèi)其它功率損失對攪拌損失測試的干擾，通過特制螺釘對旋轉(zhuǎn)件進行了動平衡配平，使得模擬栗/馬達(dá)轉(zhuǎn)速可以達(dá)到幾萬轉(zhuǎn)每分鐘數(shù)量級，通過配置摩擦性能穩(wěn)定的脂潤滑軸承，采用“濕式殼體”及“干式殼體”兩次測量取其扭矩差值的方法，排除了軸承處的摩擦力矩對攪拌損失測量的干擾。本試驗裝置整體結(jié)構(gòu)簡單可靠，零部件更換方便，加工和檢測成本低，壽命長。通過本試驗裝置，可以有效、方便的實現(xiàn)對攪拌損失的主、次影響因素，攪拌損失隨轉(zhuǎn)速、排量工況的變化規(guī)律等相關(guān)方面的實驗研究，可以完成對相關(guān)降低攪拌損失的技術(shù)方案的實驗論證，使得在對高速化、高效率性能栗/馬達(dá)的研究上能夠更深入一步D
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明總體圖；
[0015]圖2是本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理圖；
[0016]圖3是本發(fā)明模擬栗/馬達(dá)外形圖；
[0017]圖4是模擬栗/馬達(dá)內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)組件；
[0018]圖中:主軸1、缸體2、后端蓋3、前變量活塞4、壓縮彈簧5、殼體6、0形密封圈7、前端蓋8、螺釘9、柱塞10、前端軸承11、旋轉(zhuǎn)密封圈12、旋轉(zhuǎn)密封擋圈13、斜盤14、螺堵15、變量桿16、O形密封圈17、后端軸承18、后軸承蓋19、溫度傳感器20、壓力傳感器21、第一圓筒支架22、第一聯(lián)軸器23、扭矩轉(zhuǎn)速傳感器24、后變量活塞25、第二圓筒支架26、第二聯(lián)軸器27、變頻電機28。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細(xì)的說明。
[0020]如圖1-4所示，本發(fā)明包括模擬栗/馬達(dá)、第一聯(lián)軸器23、扭矩轉(zhuǎn)速傳感器24、第二聯(lián)軸器27、變頻電機28、數(shù)據(jù)采集卡和工控機；其中，模擬栗/馬達(dá)通過第一聯(lián)軸器23與扭矩轉(zhuǎn)速傳感器24相連；變頻電機28通過第二聯(lián)軸器27與扭矩轉(zhuǎn)速傳感器24相連，扭矩轉(zhuǎn)速傳感器24通過數(shù)據(jù)采集卡連接工控機；第一聯(lián)軸器23外套有第一圓筒支架22，第一圓筒支架22 —端與前端蓋8固定聯(lián)接，另一端與扭矩轉(zhuǎn)速傳感器24的一端外殼固定聯(lián)接；第二聯(lián)軸器27套有第二圓筒支架26，其一端與變頻電機28的外殼固定連接，另一端與扭矩轉(zhuǎn)速傳感器24的另一端外殼固定聯(lián)接；第一圓筒支架22和第二圓筒支架26用于支撐扭矩轉(zhuǎn)速傳感器24 ;所述模擬栗/馬達(dá)包括主軸1、缸體2、后端蓋3、前變量活塞4、壓縮彈簧5、殼體6、前端蓋8、柱塞螺釘組件、前端軸承11、旋轉(zhuǎn)密封圈12、旋轉(zhuǎn)密封擋圈13、斜盤14、螺堵15、變量桿16、后端軸承18和后變量活塞25 ;
[0021]所述殼體6為中空圓柱體，圓柱體側(cè)壁底部開有與螺堵15通過螺紋連接的排油孔，殼體6兩端分別通過螺釘固定連接前端蓋8和后端蓋3，殼體6與前端蓋8和后端蓋3之間均設(shè)置有O形密封圈7 ;所述前端蓋8上開有用于安裝前端軸承11的支撐孔，所述后端蓋3上開有用于安裝后端軸承18的支撐孔，所述主軸I由前端軸