本实用新型属于液压元件技术领域，特别是涉及一种适用于高压高速轴向柱塞泵的斜盘倾角和振动特性测量装置。
背景技术：
轴向柱塞泵是液压领域中最为重要的动力元件之一，其工作原理是通过柱塞在缸体中往复运动，密封工作容腔的容积发生变化从而实现吸油和压油。轴向柱塞泵具有功率密度高、轴向安装结构紧凑、效率高、调节流量方便等优点，因而被广泛应用在工程机械、船舶和航空等高压高速、大流量和流量需要调节的场合。
轴向柱塞泵的输出流量调节方式是通过变量机构来改变斜盘倾角的大小和方向，从而控制柱塞往复行程的大小。利用预置弹簧力与输出油压产生的液压力的动态平衡是实现斜盘倾角自动调节的方式之一。然而，斜盘不仅受到变量弹簧和变量顶杆的作用力，还受到柱塞的作用力矩，且力矩大小随轴向柱塞泵工况发生变化，对轴向柱塞泵的变量特性造成影响。因此，对斜盘倾角进行实时精确测量将有助于研究高压高速轴向柱塞泵的真实变量特性。
同时，由于柱塞腔压力存在周期性变化，使得作用于斜盘上的力和力矩发生周期性的变化。针对高转速轴向柱塞泵，其斜盘受到的脉动力矩变化频率高，导致斜盘在工作过程中处于高频振动状态。因此，斜盘作为轴向柱塞泵噪声激振源之一，研究斜盘振动频率和幅度将有助于研究高压高速轴向柱塞泵的振动特性。
现有方法一般是对轴向柱塞泵的斜盘倾角和振动特性进行间接测量，比如通过对轴向柱塞泵斜盘支耳曲面进行间接测量，或者通过模拟轴向柱塞泵工作过程中斜盘倾角调节过程复现斜盘角度进行间接测量，但间接测量通常存在很大的误差，而且结构复杂成本高，测量过程复杂。
技术实现要素：
本实用新型主要解决的技术问题是提供一种高压高速轴向柱塞泵斜盘倾角和振动特性测量装置，采用直接测量的方式，能够解决目前对斜盘倾角和振动特性采取间接测量存在测量误差等技术问题，该轴向柱塞泵斜盘倾角和振动特性测量装置具有结构简单成本低、油液泄漏少、传感器布线安装方式简单可靠和测量精度高等特点。
本实用新型是通过以下技术方案来实现的：一种高压高速轴向柱塞泵斜盘倾角和振动特性测量装置，包括：斜盘轴、柱塞泵外壳、柱塞泵密封盖板、磁块安装座、非接触式角度传感器、磁块和柱塞泵侧端盖；
所述高压高速轴向柱塞泵的斜盘轴的低压端和高压端分别与轴承内圈过盈配合，斜盘轴能够绕过低压端和高压端的轴线转动；斜盘轴的低压端端面加工有圆柱孔，低压端圆周面加工有与圆柱孔正交的第一通孔；
所述磁块安装座为台阶式圆柱结构，包括大圆柱凸台和小圆柱凸台两部分，大圆柱凸台的端面中心加工有中空长方体结构，小圆柱凸台的圆周面加工有能够与斜盘轴低压端的第一通孔连通的第二通孔；所述磁块安装座的小圆柱凸台与斜盘轴低压端端面加工的圆柱孔间隙配合；斜盘轴低压端和磁块安装座小圆柱凸台通过穿过第一通孔和第二通孔的成对紧定螺钉对顶安装；
所述磁块为长方体结构，磁块与磁块安装座大圆柱凸台端面中空长方体结构间隙配合；
所述柱塞泵密封盖板内圆柱面与轴承外圈过盈配合，柱塞泵密封盖板外圆柱面与柱塞泵外壳内圆柱面、柱塞泵侧端盖内凸台端面过盈配合，柱塞泵密封盖板的端面安装在柱塞泵外壳上；非接触式角度传感器安装在柱塞泵密封盖板上。
进一步地，所述柱塞泵外壳内圆柱面和柱塞泵密封盖板外圆柱面之间安装有柱塞泵外壳密封圈。
进一步地，所述柱塞泵外壳外圆柱面和柱塞泵侧端盖外凸台端面之间安装有柱塞泵侧端盖密封圈。
进一步地，所述非接触式角度传感器外壳由高等级耐高温塑料制成，信号输出通过密封于传感器内部的屏蔽电缆或镀锡导线实现，非接触式角度传感器通过其弧形固定槽安装在柱塞泵密封盖板上，弧形固定槽便于现场安装及机械调整；非接触式角度传感器通过感知磁场方向的变化，来确定斜盘轴转动的角度，进一步可以得到高压高速轴向柱塞泵的振动特性。
进一步地，所述柱塞泵密封盖板材料为非金属性介质铝合金2A12，确保磁块和传感器本体之间材料不会对磁场变化造成影响，保证测量精度。
进一步地，所述磁块安装座大圆柱凸台端面与柱塞泵密封盖板外端面距离为4mm，磁块安装座大圆柱凸台端面与柱塞泵密封盖板内端面间隙为1mm，确保非接触式角度传感器测量斜盘轴转动的角度的准确性。
进一步地，所述磁块通过丙烯酸胶黏剂LOXEAL34-59T安装在磁块安装座大圆柱凸台端面中空长方体结构中，LOXEAL34-59T适用于磁铁、金属、陶瓷等材料粘接，磁块需要拆卸时使用有机溶剂将丙烯酸胶黏剂去除，实现磁块与磁块安装座大圆柱凸台分离。
进一步地，所述磁块安装座大圆柱凸台圆周面上开有至少一个沿周向的弧形凹槽，作为标志位；当标志位指向屏蔽电缆时，非接触式角度传感器位于电气中心位置，确保非接触式角度传感器对斜盘轴转动的角度进行精确测量。
本实用新型的有益效果是：
1、高压高速轴向柱塞泵斜盘倾角和振动特性测量装置结构简单成本低：斜盘倾角和振动特性测量装置对轴向柱塞泵结构改动小，只需要对轴向柱塞泵斜盘轴和密封盖板进行加工，加工难度小、加工成本低，非接触角度传感器由磁块和传感器本体两部分组成，最大程度方便安装和维护；
2、高压高速轴向柱塞泵斜盘倾角和振动特性测量装置油液泄漏少：采用非接触式角度传感器，磁块完全密封，磁块和传感器本体通过柱塞泵密封盖板隔离开来，减少了油液泄漏源的产生，特别适用于灰尘、污垢或潮湿等恶劣环境。
3、高压高速轴向柱塞泵斜盘倾角和振动特性测量装置传感器布线安装方式简单可靠：传感器本体安装在密封盖板外表面，无需在轴向柱塞泵壳体内布置引线，安装方式简单，测量结果可靠；
4、高压高速轴向柱塞泵斜盘倾角和振动特性测量装置测量精度高：斜盘倾角和振动特性测量装置采用非接触式角度传感器，通过感知磁场方向的变化，来测量轴向柱塞泵斜盘的角度和振动特性，无机械磨损，测量精度可达到0.1°。
附图说明
图1是高压高速轴向柱塞泵斜盘倾角和振动特性测量装置立体结构示意图；
图2是高压高速轴向柱塞泵斜盘倾角和振动特性测量装置的俯视剖视图；
图3是高压高速轴向柱塞泵斜盘倾角和振动特性测量装置的正面剖视图；
图4是高压高速轴向柱塞泵斜盘倾角和振动特性测量装置的左视图；
图中：1-斜盘轴、2-柱塞泵外壳、3-深沟球轴承、4-柱塞泵外壳密封圈、5-柱塞泵密封盖板、6-柱塞泵密封盖板螺钉、7-非接触式角度传感器螺钉、8-磁块安装座、9-非接触式角度传感器、10-磁块、11-第一紧定螺钉、12-第二紧定螺钉、13-柱塞泵侧端盖密封圈、14-柱塞泵侧端盖。
具体实施方式
下面结合附图1-4对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
如图1-4所示，本实施例提供的一种高压高速轴向柱塞泵斜盘倾角和振动特性测量装置，包括：斜盘轴1、柱塞泵外壳2、深沟球轴承3、柱塞泵外壳密封圈4、柱塞泵密封盖板5、柱塞泵密封盖板螺钉6、非接触式角度传感器螺钉7、磁块安装座8、非接触式角度传感器9、磁块10、第一紧定螺钉11、第二紧定螺钉12、柱塞泵侧端盖密封圈13、柱塞泵侧端盖14。
所述高压高速轴向柱塞泵的斜盘轴1的低压端和高压端分别与深沟球轴承3内圈过盈配合，斜盘轴1能够绕过低压端和高压端的轴线转动；斜盘轴1的低压端端面加工有圆柱孔，低压端圆周面加工有与圆柱孔正交的第一通孔。
所述磁块安装座8为台阶式圆柱结构，包括大圆柱凸台和小圆柱凸台两部分，其中，大圆柱凸台的端面中心加工有中空长方体结构，小圆柱凸台的圆周面加工有能够与斜盘轴1低压端的第一通孔连通的第二通孔；所述磁块安装座8的小圆柱凸台与斜盘轴1低压端端面加工的圆柱孔间隙配合；斜盘轴1低压端和磁块安装座8小圆柱凸台通过成对紧定螺钉对顶安装，方便加工及安装。
所述磁块10为长方体结构，磁块10与磁块安装座8大圆柱凸台端面中空长方体结构间隙配合。
所述柱塞泵密封盖板5内圆柱面与深沟球轴承3外圈过盈配合，柱塞泵密封盖板5外圆柱面与柱塞泵外壳2内圆柱面、柱塞泵侧端盖14内凸台端面过盈配合，柱塞泵密封盖板5的端面通过四个柱塞泵密封盖板螺钉6安装在柱塞泵外壳2上。
所述非接触式角度传感器9外壳由高等级耐高温塑料制成，信号输出通过密封于传感器内部的屏蔽电缆或镀锡导线实现，两个非接触式角度传感器螺钉7通过非接触式角度传感器9的弧形固定槽安装在柱塞泵密封盖板5上，弧形固定槽便于现场安装及机械调整。
优选地，柱塞泵外壳2内圆柱面和柱塞泵密封盖板5外圆柱面之间安装有柱塞泵外壳密封圈4，柱塞泵外壳2外圆柱面和柱塞泵侧端盖14外凸台端面之间安装有柱塞泵侧端盖密封圈13。
优选地，第一紧定螺钉11和第二紧定螺钉12分别从两侧依次穿过斜盘轴1低压端圆周面加工的第一通孔和磁块安装座8的小圆柱凸台圆周面加工的第二通孔，实现磁块安装座8与斜盘轴1低压端的连接。
优选地，非接触式角度传感器9通过感知磁场方向的变化，来确定斜盘轴1转动的角度和振动特性，柱塞泵密封盖板5材料为非金属性介质铝合金2A12，确保磁块和传感器本体之间材料不会对磁场变化造成影响，保证测量精度。
优选地，磁块安装座8大圆柱凸台端面与柱塞泵密封盖板5外端面距离为4mm，磁块安装座8大圆柱凸台端面与柱塞泵密封盖板5内端面间隙为1mm，确保非接触式角度传感器9测量斜盘轴1转动的角度和振动特性的准确性。
优选地，磁块10通过丙烯酸胶黏剂LOXEAL34-59T安装在磁块安装座8大圆柱凸台端面中空长方体结构中，LOXEAL34-59T适用于磁铁、金属、陶瓷等粘接，磁块10需要拆卸时使用有机溶剂将丙烯酸胶黏剂去除，实现磁块10与磁块安装座8大圆柱凸台分离。
优选地，磁块安装座8大圆柱凸台圆周面上开有至少一个沿周向的弧形凹槽，作为标志位；当标志位指向屏蔽电缆时，非接触式角度传感器9位于电气中心位置，确保非接触式角度传感器9对斜盘轴1转动的角度和振动特性进行精确测量。
本实施例高压高速轴向柱塞泵斜盘倾角和振动特性测量装置的安装及工作过程如下：
(1)用丙烯酸胶黏剂将磁块10安装在磁块安装座8大圆柱凸台上；
(2)成对紧定螺钉对顶安装在斜盘轴1低压端处圆周面加工的第一通孔和磁块安装座8的小圆柱凸台圆周面加工的第二通孔中；
(3)安装深沟球轴承3至斜盘轴1上；
(4)安装柱塞泵密封盖板5至柱塞泵外壳2和深沟球轴承3外圈之间，并用四个柱塞泵密封盖板螺钉6将柱塞泵密封盖板5固定在柱塞泵外壳2上；
(5)将非接触式角度传感器9通过两个非接触式角度传感器螺钉7安装在柱塞泵密封盖板5端面上；
(6)当高压高速轴向柱塞泵开始工作的时候，斜盘轴1会随之转动，斜盘轴1上装有磁块10，斜盘轴1转动造成磁场方向变化，该变化被非接触式角度传感器9反应出来，经过计算得出斜盘轴1角度信号。
(7)通过对不同时间点高压高速轴向柱塞泵的角位移测量值进行分析就可以模拟出振动曲线，从而可以得到高压高速轴向柱塞泵的振动特性。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。