专利名称：用于测量柱塞泵中柱塞和缸体孔之间的泄漏量的机械装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于测量柱塞泵中柱塞和缸体孔之间的泄漏量的机械装置，属于液压元件技术领域。
背景技术：
液压泵是液压设备中不可或缺的能源元件，它的主要作用是将原动机的机械能转换为液压能，向液压系统提供具有一定压力和流量的液体。随着液压传动技术的不断发展， 液压泵也向着高速、重载及大功率的方向发展，到目前为止，在各种容积式液压泵中，唯有柱塞泵是较为理想的实现耐高压、高效率、转速范围宽、传输功率大、双向变量能力好和长寿命的泵，但是，其结构复杂程度和制造成本也处于各类液压泵之首。同时，超高压、大流量的要求给柱塞泵的设计也带来了一系列的问题一方面工作压力的增加使得柱塞泵的泄漏量急剧增大；另一方面随着对液压泵质量要求的不断提高，对柱塞泵的效率等方面提出了越来越高的要求。柱塞泵的效率包括容积效率和机械效率，而决定容积效率的关键因素就是泄漏量，柱塞泵的泄漏主要源自三个方面，分别是1.缸体和配流盘之间的泄漏(配流副)；2.滑靴和斜盘之间的泄漏(滑靴副)；3.柱塞和缸体孔之间的泄漏(柱塞副)。只有准确的掌握上述三者的泄漏量、才能对症下药，从根本上采取措施减小泄漏， 提高柱塞泵的容积效率。由于柱塞泵工作时依靠配流副、滑靴副和柱塞副三者同时协作完成吸油和排油， 而三者又具有耦合作用，因此很难将三者隔离，这样就很难判断三者的泄漏分别是多少，因此，需要采用专门的测试装置来分别测试柱塞泵的配流副、滑靴副和柱塞副的泄漏量。
发明内容
本发明是为了解决柱塞泵中柱塞和缸体孔之间的泄漏量不能被单独测量的问题， 提供一种用于测量柱塞泵中柱塞和缸体孔之间的泄漏量的机械装置。本发明所述用于测量柱塞泵中柱塞和缸体孔之间的泄漏量的机械装置，它包括缸体、弹簧、柱塞和滑靴，它还包括直角U形支撑架、主轴、轴承座、斜盘、回程盘、球头、销钉、 阀块、三通阀、单向阀A、单向阀B和套筒，直角U形支撑架的底面中心固定设置轴承座，主轴固定在轴承座上，所述主轴的中心线垂直于直角U形支撑架的底面，主轴的位于直角U形支撑架的U型开口侧的一端通过平键与斜盘固定连接，并且斜盘的下端顶靠在主轴的轴肩上，缸体与主轴同轴，缸体的中心设置有中心通孔，球头的推杆部分从底部嵌入所述缸体的中心通孔内，该中心通孔的上部内壁上设置有挡片，所述挡片与球头的推杆的末端之间设置有弹簧，球头的球头末端与回程盘铰接，回程盘将滑靴的底部压紧在斜盘的斜面上，滑靴与柱塞的一端铰接，柱塞的另一端嵌入在缸体的柱塞孔内，缸体的底部固定有套筒，所述套筒与柱塞孔同心，该套筒的底部与柱塞的外表面通过密封件紧密连接，套筒的侧壁上设置导管，柱塞与缸体之间的泄漏通过套筒的容腔流入导管内，缸体的上端与阀块固定连接，缸体的中心通孔与阀块的中心通孔对应，缸体的柱塞孔与阀块的油口对应，阀块的油口与三通阀的主通路连通，三通阀的一端支路与单向阀A的出油口连通，三通阀的另一端支路与单向阀B的进油口连通。所述缸体在直角U形支撑架两个竖直段之间的位置通过设置在所述竖直段上的定位螺栓确定。本发明的优点是本发明实现了柱塞泵中柱塞和缸体孔之间的泄漏量的单独测量，可用于定量的分析柱塞和缸体之间的泄漏。本发明对柱塞和缸体孔之间的泄漏量的测试结果可用来对柱塞泵的柱塞副性能进行比较与改进，从根本上提供柱塞泵的容积效率。本发明在实际使用中，可模拟柱塞泵的不同工况，即不同转速和负载。通过更换斜盘可以满足不同斜盘倾角的需要。本发明装置可直接利用实际泵中的柱塞、液压缸体、滑靴、斜盘、回程盘以及弹簧，仅需去除原实际泵中的配流装置，并且通过套筒实现对柱塞泄漏和滑靴泄漏的隔离，从而完成对柱塞泄漏的单独测量，完全符合实际泵中的滑靴的受力和运动状况。避免了其它柱塞泵耦合件的干扰，具有结构简单、控制元件少、更换柱塞和缸体容易、控制可靠、重量轻、占地面积小及安全可靠等优点。
图1为本发明的结构示意图；图2为本发明在实际使用中的工作原理图；图3为套筒与柱塞的连接关系的局部示意图。
具体实施例方式具体实施方式
一下面结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述用于测量柱塞泵中柱塞和缸体孔之间的泄漏量的机械装置，它包括缸体1、弹簧2、柱塞3和滑靴4，它还包括直角U形支撑架5、主轴6、轴承座7、斜盘8、回程盘9、球头10、销钉11、阀块12、三通阀13、单向阀A14、单向阀B15和套筒16，直角U形支撑架5的底面中心固定设置轴承座7，主轴6固定在轴承座7上，所述主轴6的中心线垂直于直角U形支撑架5的底面，主轴6的位于直角U形支撑架5的U型开口侧的一端通过平键与斜盘8固定连接，并且斜盘8的下端顶靠在主轴6的轴肩上，缸体 1与主轴6同轴，缸体1的中心设置有中心通孔，球头10的推杆部分从底部嵌入所述缸体1 的中心通孔内，该中心通孔的上部内壁上设置有挡片，所述挡片与球头10的推杆的末端之间设置有弹簧2，球头10的球头末端与回程盘9铰接，回程盘9将滑靴4的底部压紧在斜盘 8的斜面上，滑靴4与柱塞3的一端铰接，柱塞3的另一端嵌入在缸体1的柱塞孔内，缸体1 的底部固定有套筒16，所述套筒16与柱塞孔同心，该套筒16的底部与柱塞3的外表面通过密封件紧密连接，套筒16的侧壁上设置导管16-1，柱塞3与缸体1之间的泄漏通过套筒16的容腔流入导管16-1内；缸体1的上端与阀块12固定连接，缸体1的中心通孔与阀块12的中心通孔对应， 缸体1的柱塞孔与阀块12的油口对应，阀块12的油口与三通阀13的主通路连通，三通阀13的一端支路与单向阀A14的出油口连通，三通阀13的另一端支路与单向阀B15的进油口连通。本实施方式所述机械装置在实际使用中的原理图如图2所示，主轴6的输入端与变频电机18的转轴的输出端连接，变频电机18的转轴的输入端与变频器17的输出轴连接；单向阀A14的进油口与油箱20的出油口连通，单向阀A14与油箱20之间的连通管路上设置滤油器19 ；单向阀B15的出油口与溢流阀21的进油口连通，溢流阀21的溢油口连通油箱20 的回油口，单向阀B15与溢流阀21之间的连接管路上设置压力传感器22。工作原理为变频电机18带动本发明所述机械装置的主轴6旋转，所述主轴6旋转过程中，经过单向阀A14从油箱20中吸入油液，该吸入单向阀A14的油液经过滤油器19 的过滤，当所述机械装置排油时，由于单向阀A14的截止作用，排出的油液只能通过单向阀 B15流经溢流阀21并最终溢流回油箱20，压力传感器22可实时测量管路中的压力波动，通过调节溢流阀21的开启压力可以模拟柱塞泵在不同负载下的工况，通过变频器17调节变频电机18的转速可以模拟柱塞泵在不同转速下的工况。所述轴承座7通过螺栓紧固在直角U形支撑架5上，主轴6的下端与变频电机18 轴联，斜盘8由主轴6带动旋转，斜盘8由主轴6的轴肩支撑，最终通过轴承座7作用到直角U形支撑架5，即柱塞3作用到斜盘8的力最终由直角U形支撑架5来承担。缸体1内弹簧2的弹簧力通过销钉11作用在球头10上，球头10通过与它铰接的回程盘9最终将滑靴 4和柱塞3压紧在斜盘8上，当斜盘8旋转时，柱塞3实现往复直线运动，油液通过阀块12 和三通阀13最终分别从单向阀A14和单向阀B15实现吸油和排油。套筒16与柱塞3的接触面通过密封件密封，这样柱塞3和缸体1之间的泄漏被引入套筒16，套筒16内的油液通过导管16-1引出。单向阀A14通过滤油器19与油箱20相连，当柱塞3在在弹簧力的作用下下移时， 柱塞腔的体积增大，真空作用会使得单向阀A14打开，实现吸油。单向阀B15排油时与油箱 20的回油口之间的连通管路上依次设置有压力传感器22和溢流阀21，溢流阀21可以模拟负载，而压力传感器22可以检测压力波动。本发明装置针对柱塞泵中的柱塞和缸体孔而设计，套筒16与缸体1紧固，并与柱塞3实现动密封，通过导管16-1导出柱塞3和缸体孔之间的泄漏油液，即可得到柱塞副的泄漏量，并以此为基础对柱塞泵的柱塞副的容积效率进行比较与改进。采用本发明装置对不同型号的缸体和柱塞进行测试时，仅需调整液压缸体和柱塞的尺寸以及更换相应的套筒即可。
具体实施方式
二 下面结合图1说明本实施方式，本实施方式为对实施方式一的进一步说明，所述缸体1在直角U形支撑架5两个竖直段之间的位置通过设置在所述竖直段上的定位螺栓确定。本发明中，斜盘8的旋转运动由变频电机18的动力输出轴带动，斜盘8运动时柱塞3作往复直线运动，靠弹簧力吸油，靠斜盘8的作用力排油。当柱塞3向上运动，即排油时，高压油通过柱塞3和缸体孔之间的泄漏会被采集到套筒16内并通过导管16-1引出。
导管16-1内的油液温度可通过温度传感器进行测量，从而测量柱塞和缸孔之间的泄漏油液的温度，找出泄漏油温与外界工况，即负载、转速和斜盘倾角的规律。
权利要求
1.一种用于测量柱塞泵中柱塞和缸体孔之间的泄漏量的机械装置，它包括缸体(1)、 弹簧O)、柱塞C3)和滑靴G)，其特征在于它还包括直角U形支撑架(5)、主轴(6)、轴承座(7)、斜盘(8)、回程盘(9)、球头(10)、销钉(11)、阀块(12)、三通阀(13)、单向阀A(14)、 单向阀B(15)和套筒(16)，直角U形支撑架(5)的底面中心固定设置轴承座(7)，主轴(6)固定在轴承座(7)上， 所述主轴(6)的中心线垂直于直角U形支撑架(5)的底面，主轴(6)的位于直角U形支撑架(5)的U型开口侧的一端通过平键与斜盘(8)固定连接，并且斜盘(8)的下端顶靠在主轴 (6)的轴肩上，缸体(1)与主轴(6)同轴，缸体(1)的中心设置有中心通孔，球头(10)的推杆部分从底部嵌入所述缸体(1)的中心通孔内，该中心通孔的上部内壁上设置有挡片，所述挡片与球头(10)的推杆的末端之间设置有弹簧O)，球头(10)的球头末端与回程盘(9) 铰接，回程盘(9)将滑靴(4)的底部压紧在斜盘(8)的斜面上，滑靴(4)与柱塞C3)的一端铰接，柱塞⑶的另一端嵌入在缸体⑴的柱塞孔内，缸体⑴的底部固定有套筒(16)，所述套筒(16)与柱塞孔同心，该套筒(16)的底部与柱塞(3)的外表面通过密封件紧密连接， 套筒(16)的侧壁上设置导管(16-1)，缸体(1)的上端与阀块(12)固定连接，缸体(1)的中心通孔与阀块(12)的中心通孔对应，缸体(1)的柱塞孔与阀块(1 的油口对应，阀块(12)的油口与三通阀(13)的主通路连通，三通阀(13)的一端支路与单向阀 A(14)的出油口连通，三通阀(13)的另一端支路与单向阀B(15)的进油口连通。
2.根据权利要求1所述的用于测量柱塞泵中柱塞和缸体孔之间的泄漏量的机械装置， 其特征在于所述缸体(1)在直角U形支撑架( 两个竖直段之间的位置通过设置在所述竖直段上的定位螺栓限定。
全文摘要
用于测量柱塞泵中柱塞和缸体孔之间的泄漏量的机械装置，涉及测量柱塞泵中柱塞和缸体孔之间的泄漏量的机械装置。本发明解决了柱塞泵中柱塞和缸体孔之间的泄漏量不能被单独测量的问题。本发明所述的机械装置中，在缸体的底部固定有套筒，所述套筒与缸体的柱塞孔同心，该套筒的底部与柱塞的外表面通过密封件紧密连接，套筒的侧壁上设置导管，柱塞与缸体之间的泄漏通过套筒的容腔流入导管内，缸体的上端与阀块固定连接，缸体的中心通孔与阀块的中心通孔对应，缸体的柱塞孔与阀块的油口对应，所述缸体在直角U形支撑架两个竖直段之间的位置通过设置在所述竖直段上的定位螺栓确定。本发明应用于测量柱塞泵中柱塞和缸体孔之间的泄漏量。
文档编号F04B51/00GK102562566SQ20121001911
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月20日 优先权日2012年1月20日
发明者姜继海, 孙毅, 李阳 申请人:哈尔滨工业大学