一种配流盘压力缓冲槽流量压力特性测试实验装置制造方法
【专利摘要】一种配流盘压力缓冲槽流量压力特性测试实验装置，它涉及一种流量压力特性测试实验装置，以解决现有采用经验值法计算柱塞泵中配流盘压力缓冲槽流量压力特性不准确的问题，它包括液压泵、第一溢流阀、第二溢流阀、第一压力传感器、第一温度传感器、第二压力传感器、第二温度传感器、节流装置、流量传感器、节流阀、电磁换向阀、地脚和储液箱；与通道连通的管道上安装有第一压力传感器和第一温度传感器，第一溢流阀与液压泵并联设置后通过电磁换向阀与第一温度传感器连通；与流道连通的管道上安装有第二压力传感器、第二温度传感器，第二溢流阀与节流阀并联设置后与流量传感器连通。本发明用于轴向柱塞泵配流盘上缓冲槽流量压力特性测试。
【专利说明】一种配流盘压力缓冲槽流量压力特性测试实验装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种流量压力特性测试实验装置，属于液压基础元件制造领域。
【背景技术】
[0002]液压系统广泛的应用于工业领域，其在工程机械、装备制造、航空航天等领域为设备的自动化、智能化以及性能的提高做出了巨大的贡献。而液压泵作为这个液压系统的能量源发挥着重要的作用。轴向柱塞泵压力高，容积效率高，容易实现流量调节，且由于其密封效果相对较好，适用于高压大功率的液压系统中，在工程实践中得到广泛的应用。
[0003]传统的柱塞泵设计都采用经验法、近似公式等，并以静态参数为主。而后期通过多次实验、修改来完善设计结果。这样的设计过程成本高、产品研发周期长、效率低下。随着计算机技术的飞速发展，数值计算、仿真等手段为轴向柱塞泵的优化设计提供了技术支持。可以通过仿真手段获取轴向柱塞泵内流体的动态参数，其中，柱塞腔内压力是柱塞泵内的关键参数，它直接决定了柱塞与缸体的动态受力以及柱塞副、滑靴副和配流副的油膜形成情况。现有的对柱塞腔内压力的计算方法多利用流量连续性条件和柱塞腔口的节流公式，而针对柱塞运行到配流盘过渡区时的节流公式中的流量系数等物性参数大多以经验值代替，配流盘上缓冲槽流量压力特性参数无法直接测量，导致获得的柱塞泵中配流盘压力缓冲槽流量压力特性不准确。
【发明内容】
[0004]本发明是为解决现有采用经验值法计算柱塞泵中配流盘压力缓冲槽流量压力特性不准确的问题，进而提供一种配流盘压力缓冲槽流量压力特性测试实验装置。
[0005]本发明为解决上述问题采取的技术方案是:本发明的一种配流盘压力缓冲槽流量压力特性测试实验装置包括液压泵、第一溢流阀、第二溢流阀、第一压力传感器、第一温度传感器、第二压力传感器、第二温度传感器、节流装置、流量传感器、节流阀、电磁换向阀、地脚和储液箱；
[0006]所述节流装置包括调整机构、旋紧机构、移动块、缓冲槽板和底块，底块安装在地脚上；缓冲槽板镶嵌在底块的上表面上，移动块布置在缓冲槽板的上表面上，缓冲槽板的上表面上加工有缓冲槽，底块上加工有通道，通道穿过缓冲槽板，移动块上加工有流道；通道通过缓冲槽与流道相连通，移动块与底块通过旋紧机构将缓冲槽板夹紧密封，底块的两侧分别安装有一个调整机构，调整机构能调整流道与通道在水平方向的距离；与通道连通的管道上安装有第一压力传感器和第一温度传感器，第一溢流阀与液压泵并联设置后通过电磁换向阀与第一温度传感器连通；与流道连通的管道上安装有第二压力传感器和第二温度传感器，第二溢流阀与节流阀并联设置后与流量传感器连通，流量传感器通过电磁换向阀与第二温度传感器连通；液压泵、节流阀、第一溢流阀和第二溢流阀均与储液箱连通。
[0007]本发明的有益效果是:对具有多种结构形式的缓冲槽而言，其并非锐边节流孔或长阻尼孔等常用节流形状，其流量系数取经验值将会造成缓冲槽流量压力计算的误差，最终造成柱塞腔内压力等参数的计算误差。为了获得配流盘缓冲槽的准确流量压力特性，本发明所提出的配流盘压力缓冲槽流量压力特性测试实验装置，为缓冲槽的流量特性提供实验条件。本发明装置能模拟配流盘上过渡区时的柱塞腔与配流盘高低压液口之间的流体流动，并通过调整缓冲槽两侧的压力来获得缓冲槽的流量压力特性曲线，获得较为精确的流量系数，从而对流量公式进行修正。通过本装置可以真实地反应减震槽的流量压力特性，我们可以通过实验数据反算流量压力公式里面的一个系数，一般情况下，该系数都是经验值，但是实际上计算出来的结果与实际情况相差较大，通过流量压力特性曲线，我们可以摒弃经验的流量系数，获得较为精确的流量系数，从而得到修正的流量公式，减小设计误差，设计误差降低了 5%-15%。
[0008]另外，利用本发明的实验装置，通过对其两侧口的压力加载，测定通过缓冲槽的流量，通过更换缓冲槽板可实现三角槽、U型槽、半圆槽、阻尼孔等多种缓冲槽的流量特性实验，可实现流量特性测试压力和流体连通长度的无级加载，且可完成不同流体、多工况、多结构和多介质的流量压力特性实验，具有广泛的通用性。
[0009]本发明还具有结构紧凑，实验参数获取容易，制造成本低等优点，制造成本降低了25%-35%。本发明为柱塞泵设计过程中的流量压力参数精确计算提供实验保障，为多种介质多种工作温度的柱塞泵配流盘的优化设计奠定基础。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本发明的实验装置的连接关系示意图，图2是本发明的节流装置的主视结构示意图，图3是图2的侧视图，图4是三角缓冲槽的缓冲槽板结构示意图，图5是U型缓冲槽的缓冲槽板结构示意图，图6是半圆缓冲槽的缓冲槽板结构示意图，图7是带有阻尼孔的缓冲槽板结构示意图，图8是三角槽连通长度S为Imm到IOmm时不同压差作用下的流量压力特性曲线图，图9是三角槽连通长度S为Imm到IOmm时的流量系数修正值和经验值对比图，图10是预卸压区内柱塞腔动态压力变化图，图11是图10的A处放大图，图12是图10的B处放大图，图13是预升压区内柱塞腔动态压力变化图，图14是图13的C处放大图，图15是图13的D处放大图。
【具体实施方式】
[0011]【具体实施方式】一:结合图1-图7说明，本实施方式的一种配流盘压力缓冲槽流量压力特性测试实验装置包括液压泵11、第一溢流阀12-1、第二溢流阀12-2、第一压力传感器13-1、第一温度传感器14-1、第二压力传感器13-2、第二温度传感器14-2、节流装置15、流量传感器16、节流阀17、电磁换向阀19、地脚I和储液箱18 ；
[0012]所述节流装置15包括调整机构2、旋紧机构5，移动块6、缓冲槽板9和底块10，底块10安装在地脚I上；缓冲槽板9镶嵌在底块10的上表面上，移动块6布置在缓冲槽板9的上表面上，缓冲槽板9的上表面上加工有缓冲槽9-1，底块10上加工有通道10-1，通道10-1穿过缓冲槽板9，移动块6上加工有流道6-1 ;通道10-1通过缓冲槽与流道6-1相连通，移动块6与底块10通过旋紧机构5将缓冲槽板9夹紧密封，底块10的两侧分别安装有一个调整机构2，调整机构2能调整流道6-1与通道10-1在水平方向的距离；与通道10-1连通的管道上安装有第一压力传感器13-1和第一温度传感器14-1，第一溢流阀12-1与液压泵11并联设置后通过电磁换向阀19与第一温度传感器14-1连通；与流道6-1连通的管道上安装有第二压力传感器13-2和第二温度传感器14-2，第二溢流阀12-2与节流阀17并联设置后与流量传感器16连通，流量传感器16通过电磁换向阀19与第二温度传感器14-2连通；液压泵11、节流阀17、第一溢流阀12-1和第二溢流阀12-2均与储液箱18连通。
[0013]本实施方式使用时液压泵11向整个系统提供液压能，通过节流装置15前的第一溢流阀12-1调整缓冲槽一侧的压力，并利用第一压力传感器13-1和第一温度传感器14-1测量缓冲槽一侧的压力值和温度值，缓冲槽后串联可变的节流阀17，用第二溢流阀12-2调整缓冲槽另一侧的压力，利用第二压力传感器13-2和第二温度传感器14-2测量缓冲槽另一侧的压力值和温度值。
[0014]旋紧机构5保证了移动块6和缓冲槽板9、缓冲槽板9和底块10之间的静密封，消除各个间隙泄漏的同时降低流量测量的误差。
[0015]本发明的储液箱中还可增设流体温度控制系统，为多种介质多种工作温度的柱塞泵配流盘设计提供实验保障。
[0016]本实施方式使用时，液压泵11的出口处加装第一压力表21-1，用于监测液压泵的压力；流量传感器16与节流阀17连通的管道上安装第二压力表21-2，用于监测节流阀调节流量时的压力。本实施方式的缓冲槽板上设置有通液孔9-2，通液孔9-2与通道10-1连通，通液孔9-2外圆周处加工有缓冲槽9-1。
[0017]【具体实施方式】二:结合图4-图7说明，本实施方式所述缓冲槽为三角槽、U型槽、半圆槽或阻尼孔。如此设置，通过多种结构形式和尺寸参数的缓冲槽来完成不同缓冲槽的流量压力特性试验，为柱塞泵设计过程中的流量压力参数精确计算提供实验保障。所述阻尼孔为盲孔，本实施方式的缓冲槽板上设置有通液孔9-2，通液孔9-2与通道10-1连通，通液孔9-2外圆周处加工有缓冲槽9-1。其它与【具体实施方式】一相同。
[0018]【具体实施方式】三:结合图1说明，本实施方式所述储液箱18内的液体介质为液压油、煤油或水。如此设置，能为多种介质多种工作温度的柱塞泵配流盘设计提供实验保障。其它与【具体实施方式】一或二相同。
[0019]【具体实施方式】四:结合图1说明，本实施方式所述旋紧机构5包括四个螺杆5-1、八个螺母5-2和八个垫板5-3 ;四个螺杆5-1竖直穿过移动块6和底块10，每个螺杆5_1的两端分别安装有垫板5-3和螺母5-2。如此设置，结构简单，设计合理，拆装使用方便，保证了移动块6和缓冲槽板9、缓冲槽板9和底块10之间的静密封，消除各个间隙泄漏的同时降低流量测量的误差。其它与【具体实施方式】三相同。
[0020]【具体实施方式】五:结合图1说明，本实施方式的每个所述调整结构2包括调整侧板2-1和螺钉2-2 ;底块10的两侧分别安装有竖直设置的一个调整侧板2-1，每个调整侧板2-1上水平旋拧有一个螺钉2-2，螺钉2-2顶靠在移动块6的侧面上。如此设置，实现了缓冲槽连通长度(通道和流道水平方向上的距离)的调整，可完成不同工况下的流量压力特性测试。其它与【具体实施方式】一、二或四相同。
[0021]【具体实施方式】六:结合图1说明，本实施方式所述实验装置还包括二位四通电磁阀19，二位四通电磁阀19分别与液压泵11和第一温度传感器14-1连通，二位四通电磁阀19分别与第二温度传感器14-2和流量传感器16连通。如此设置，二位四通电磁换向阀19实现通路交替变换，通过变换进入缓冲槽的液体流向完成对配流盘上缓冲槽预升压和预卸压两种情况的流量压力特性试验。其它与【具体实施方式】五相同。
[0022]【具体实施方式】七:结合图2说明，本实施方式所述实验装置还包括管接头7，通道10-1和流道6-1分别连接有管接头7。如此设置，组装拆卸使用方便。其它与【具体实施方式】一、二、四或六相同。
[0023]【具体实施方式】八:结合图1说明，本实施方式所述实验装置还包括滤液器20，液压泵11与储液箱18连通的管道上安装有滤液器20，节流阀17与储液箱18连通的管到上安装有滤液器20。如此设置，便于实验过程中随时虑除储液箱内的杂质，保证实验的顺利运行。其它与【具体实施方式】七相同。
[0024]工作过程:结合图1-图15说明，液压泵11在电机的带动下开始旋转形成吸液压力，压力液经液压泵11进入管路。当电磁换向阀19不带电时，左位接入液路，压力液经电磁换向阀19左位进入节流装置15，第一压力传感器13-1和第一温度传感器14-1测量阀前压力和温度；回油经电磁换向阀15，第二压力传感器13-2和第二温度传感器14-2测量阀后压力和温度。流经流量传感器16、第二溢流阀12-2、节流阀17及滤油器20-2回油箱。
[0025]当电磁换向阀19带电，右位接入液路。压力液从节流装置15右侧进入，第二压力传感器13-2和第二温度传感器14-2测量阀前压力和温度，第一压力传感器13-1和第一温度传感器14-1测量阀后压力和温度。
[0026]本发明的图9中虚线表示流量系数的经验值，带叉的实线表示流量系数的修正值，图10为预卸压区内柱塞腔内压随时间的变化曲线(实线表示利用本发明实验装置得到的修正值曲线，虚线表示经验值曲线)，图11为图10的A处放大图，图12为图10的B处放个大图；图13为预升压区内柱塞腔内压随时间的变化曲线(实线表示利用本发明实验装置得到的修正值曲线，虚线表示经验值曲线)，图14为图13的C处放大图，图15为图13的D处放大图，由图可知，预卸压区内相同的时间下，利用本发明实验装置得到的柱塞腔内压修正值比经验值低，减少设计误差；预升压区内相同的时间下，利用本发明实验装置得到的柱塞腔内压修正值比经验值高，减少设计误差，本发明的实验装置能为多种介质多种工作温度的柱塞泵配流盘的优化设计奠定基础和提供保障。
【权利要求】
1.一种配流盘压力缓冲槽流量压力特性测试实验装置，其特征在于:它包括液压泵(11)、第一溢流阀(12-1)、第二溢流阀(12-2)、第一压力传感器(13-1)、第一温度传感器(14-1)、第二压力传感器(13-2)、第二温度传感器(14-2)、节流装置(15)、流量传感器(16),节流阀(17)、电磁换向阀(19)、地脚(I)和储液箱(18); 所述节流装置(15 )包括调整机构(2 )、旋紧机构(5 )、移动块(6 )、缓冲槽板(9 )和底块(10 )，底块(10 )安装在地脚(I)上；缓冲槽板(9 )镶嵌在底块(10 )的上表面上，移动块(6 )布置在缓冲槽板(9)的上表面上，缓冲槽板(9)的上表面上加工有缓冲槽(9-1)，底块(10)上加工有通道(10-1 )，移动块(6)上加工有流道(6-1);通道(10-1)通过缓冲槽(9-1)与流道(6-1)相连通，移动块(6)与底块(10)通过旋紧机构(5)将缓冲槽板(9)夹紧密封，底块(10)的两侧分别安装有一个调整机构(2)，调整机构(2)能调整流道(6-1)与通道(10-1)在水平方向的距离；与通道(10-1)连通的管道上安装有第一压力传感器(13-1)和第一温度传感器(14-1 )，第一溢流阀(12-1)与液压泵(11)并联设置后通过电磁换向阀(19 )与第一温度传感器(14-1)连通；与流道(6-1)连通的管道上安装有第二压力传感器(13-2)和第二温度传感器(14-2)，第二溢流阀(12-2)与节流阀(17)并联设置后与流量传感器(16)连通，流量传感器(16)通过电磁换向阀(19)与第二温度传感器(14-2)连通；液压泵(11)、节流阀(17)、第一溢流阀(12-1)和第二溢流阀(12-2)均与储液箱(18)连通。
2.根据权利要求1所述的一种配流盘压力缓冲槽流量压力特性测试实验装置，其特征在于:所述缓冲槽(9-1)为三角槽、U型槽或半圆槽。
3.根据权利要求1或2所述的一种配流盘压力缓冲槽流量压力特性测试实验装置，其特征在于:所述储液箱(18)内的液体介质为液压油、煤油或水。
4.根据权利要求3所述的一种配流盘压力缓冲槽流量压力特性测试实验装置，其特征在于:所述旋紧机构(5)包括四个螺杆(5-1)、八个螺母(5-2)和八个垫板(5-3);四个螺杆(5-1)竖直穿过移动块(6)和底块(10)，每个螺杆(5-1)的两端分别安装有垫板(5-3)和螺母(5-2)。
5.根据权利要求1、2或4所述的一种配流盘压力缓冲槽流量压力特性测试实验装置，其特征在于:每个所述调整结构(2)包括调整侧板(2-1)和螺钉(2-2);底块(10)的两侧分别安装有竖直设置的一个调整侧板(2-1)，每个调整侧板(2-1)上水平旋拧有一个螺钉(2-2),螺钉(2-2)顶靠在移动块(6)的侧面上。
6.根据权利要求5所述的一种配流盘压力缓冲槽流量压力特性测试实验装置，其特征在于:所述实验装置还包括二位四通电磁阀(19)，二位四通电磁阀(19)分别与液压泵(11)和第一温度传感器(14-1)连通，二位四通电磁阀(19)分别与第二温度传感器(14-2)和流量传感器(16)连通。
7.根据权利要求1、2、4或6所述的一种配流盘压力缓冲槽流量压力特性测试实验装置，其特征在于:所述实验装置还包括管接头(7)，通道(10-1)和流道(6-1)分别连接有管接头Cl)。
8.根据权利要求7所述的一种配流盘压力缓冲槽流量压力特性测试实验装置，其特征在于:所述实验装置还包括第一滤液器(20-1)和第二滤液器(20-2 )，液压泵(11)与储液箱(18)连通的管道上安装有第一滤液器(20-1)，节流阀(17)与储液箱(18)连通的管到上安装有第二滤液器(20-2)。
【文档编号】F04B51/00GK103883510SQ201410155579
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年4月17日 优先权日:2014年4月17日
【发明者】王克龙, 闫伟鹏, 姜继海 申请人:哈尔滨工业大学