一种柱塞-铜套摩擦副性能测试装置的制造方法
【技术领域】
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[0001]本实用新型属于液压设备检测技术领域，具体涉及一种柱塞-铜套摩擦副性能测试装置。
【背景技术】
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[0002]柱塞泵作为工程液压设备中常见的组成部件之一，其性能直接影响着各类机械装备工作的可靠性，柱塞-铜套摩擦副是柱塞泵的关键组成零部件，表面接触状态对泵的工作性能影响明显。若柱塞-铜套摩擦副设计不当，会导致铜套磨损严重，这对泵的工作效能及使用寿命会产生严重的影响。因此，对柱塞-铜套摩擦副在不同工况下进行性能测试对于了解铜套的磨损规律和改进摩擦副设计有着非常重要的作用。
[0003]在研宄柱塞泵柱塞-铜套间摩擦学问题时，测试装置和测试方法起着至关重要的作用。目前国内外出现一些试验机，通过标准试件来测试摩擦副之间的性能，其中很多试验机和试验装置可以进行往复直线运动试验。如中国专利CN103822840A公开了一种往复式柱塞泵筒摩擦磨损试验装置，能够为圆柱型样件摩擦磨损问题提供一种可行的试验方法，该装置是以接近实际的柱塞和泵筒作为样件进行试验，而该装置只是考虑到柱塞在泵筒中的往复运动，没有考虑柱塞在泵筒中的自转运动。柱塞泵中，柱塞在铜套中除了进行往复直线运动之外还同时存在一定的自转运动，现有的测试装置与测试方法还不能对柱塞-铜套摩擦副的运动状态进行较为完整的模拟。本实用新型在此背景下提出一种专门用于测试柱塞泵柱塞-铜套摩擦副性能的测试装置，可以实现柱塞-铜套摩擦副在不同工况下的性能测试。柱塞在铜套中的实际运动形式是柱塞在铜套中的往复运动和柱塞自身的转动，实际工作条件是柱塞受到轴向驱动和表面间的润滑状态。
【发明内容】
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[0004]本实用新型的目的在于结合柱塞在铜套中的实际运动形式和工况，提供一种柱塞-铜套摩擦副性能的测试装置。通过该装置可以对柱塞-铜套进行单一往复直线运动和考虑柱塞自转情况下的试验模拟。当忽略柱塞自转因素的影响时，仅由单一驱动电机带动试验装置进行往复直线运动，模拟柱塞在铜套中的往复运动；当考虑柱塞自转因素影响时，将柱塞在铜套中的实际运动形式简化为面-面之间的组合式往复运动，由相互垂直方向的两个驱动电机带动试验装置进行往复运动模拟柱塞在铜套中的往复运动和柱塞自转运动。为了模拟柱塞在铜套中的受力情况，本测试装置采用对柱塞表面径向加载的方式；为了模拟柱塞与铜套表面间的润滑状态，在本实用新型中设有供油系统，供油系统可以对润滑油的供给量和油温进行调控。通过本实用新型能够实现柱塞-铜套摩擦副在多种不同工况下的性能测试。
[0005]本实用新型所提供的一种柱塞-铜套摩擦副测试装置包括驱动系统、加载系统、测量系统以及供油系统。所述驱动系统包括固定板1、横向驱动电机18、第一丝杠22、第一固定螺母25、上层导轨19、上层滑块15、上移动板16、纵向驱动电机21、第二丝杠27、下层导轨20、下层滑块4、下移动板5以及安装台17 ;所述横向驱动电机18固定在所述下移动板5的上表面，所述第一丝杠22通过第一联轴器23与所述横向驱动电机18相连，所述第一丝杠22上设有第一移动螺母24以及第一固定螺母25，其中所述第一移动螺母24固定在所述上移动板16的下表面，所述第一固定螺母25位于所述第一丝杠22的末端，所述第一固定螺母25安装在所述下移动板5的上表面，所述上层导轨19安装在所述下移动板5上，所述上层导轨19上安装四个对称设置的所述上层滑块15，所述上层滑块15固定设置在所述上移动板16的下表面，所述安装台17固定在所述上移动板16上；所述纵向驱动电机21安装在所述固定板I上，所述第二丝杠27通过第二联轴器26与所述纵向驱动电机21相连，所述第二丝杠27上设有第二移动螺母28以及第二固定螺母29，所述第二移动螺母28固定在所述下移动板5的下表面，所述第二固定螺母29位于所述第二丝杠27的末端，所述第二固定螺母29固定安装在固定板I的上表面；所述下层导轨20固定在所述固定板I上，所述下层导轨20上安装四个对称设置的所述下层滑块4，所述下层滑块4固定设置在所述下移动板5的下表面。
[0006]所述加载系统包括角钢固定板2、角钢支撑板3、水平支撑板8、加载电机30、第三丝杠32、Z型支架6、螺杆40、关节轴承41、球头杆42、柱塞43以及下夹具44 ;所述角钢固定板2安装在所述固定板I上，所述角钢支撑板3安装在所述角钢固定板2上，所述水平支撑板8固定在所述角钢支撑板3的顶部，所述加载电机30通过底部的法兰安装在所述水平支撑板8上，所述第三丝杠32通过第三联轴器31与所述加载电机30相连接，所述第三丝杠32上套有丝杠螺母33，所述丝杠螺母33通过双头螺柱35与滚动轮连接件36相连，滚动轮39孔内设有套筒38，所述滚动轮39以及所述套筒38通过销钉37安装在所述滚动轮连接件36上，所述滚动轮39与所述套筒38之间，所述套筒38与所述销钉37之间是间隙配合；所述限位导程板7位于所述丝杠螺母33的后侧并紧贴着所述丝杠螺母33，所述限位导程板7固定在角钢支撑板3上，所述Z型支架6固定在所述角钢支撑板3上，所述螺杆40与所述第三丝杠32位于同一轴线上，所述螺杆40通过限位孔固定在所述Z型支架6上，在不进行加载时所述螺杆40与其上端部件不接触，所述关节轴承41通过螺纹与所述螺杆40进行连接，所述球头杆42安装在所述关节轴承41的下方，所述柱塞43固定在所述球头杆42的下方，所述下夹具44固定在所述安装台17上。
[0007]所述测量系统包括总控制器9、第一压力传感器10以及第二压力传感器34 ;所述第一压力传感器10安装在Z型支架6上，所述第二压力传感器34安装在丝杠螺母33的下表面。
[0008]所述供油系统包括油盒11、液压供油系统12、回油管13以及供油管14，所述液压供油系统包括油箱49、过滤器50、液压泵51、溢流阀52、节流阀53、流量计54、温度显示仪55以及加热电阻丝56 ;其中所述油盒11位于所述下夹具44下方且固定安装在所述安装台17的上表面，所述过滤器50位于所述油箱49内部，所述油箱49连接所述液压泵51，所述溢流阀52固定安装在所述液压泵51的一侧，所述节流阀53安装在从所述液压泵51导出的所述供油管14上，所述供油管14上设有所述流量计54，所述供油管14通过螺纹与所述柱塞43的孔连接，溢出的润滑油通过所述油盒11收集，溢出的润滑油通过所述回油管13重新回到油箱49中，所述温度显示仪55安装在所述油箱49内，所述加热电阻丝固定安装在所述油箱49的底部。
[0009]在加载系统中，滚动轮39能够在销钉37上转动从而降低柱塞在铜套表面运动时，加载系统在横向上产生的滑动摩擦力的影响；柱塞装夹的设计结合关节轴承的设计原理使柱塞在铜套表面进行往复运动时，能够在横向和纵向上摆动一定的角度，从而保证柱塞表面与铜套表面有效贴合。
[0010]本实用新型用于测试柱塞-铜套摩擦副性能的方法之一，该方法具体如下:首先将半圆铜套48装夹在所述下夹具44上，通过水平调节仪将所述Z型支架6调节水平，从而保证力的垂直加载，然后手动调节所述上移动板16和所述下移动板5的位置，使所述柱塞43的表面与所述半圆铜套48的表面完全贴合，不留间隙，通过所述总控制器9控制所述加载电机30进行力的加载，接着打开所述液压泵51和所述节流阀53将适量和适温的润滑油通过供油管供给到所述柱塞43的孔中，所述横向驱动电机18通过所述第一联轴器23带动所述第一丝杠22进行旋转，进而带动所述柱塞43在所述半圆铜套48中进行往复直线运动，最后通过所述总控制器9观察并记录数据。该方法忽略柱塞自转因素的影响，由单一驱动电机带动试验装置进行往复直线运动，模拟实际柱塞泵中柱塞在铜套中的往复运动。
[0011]本实用新型用于测试柱塞-铜套摩擦副性能的方法之二，该方法具体如下:首先将铜块47装夹在所述下夹具44上，通过水平调节仪将所述Z型支架6调节水平，从而保证力的垂直加载，然后手动调节所述上移动板16和所述下移动板5的位置，使所述柱塞43的表面与所述铜