采用缸体旋转的柱塞副摩擦力测量装置，主要包括螺旋槽式毛细管节流器、浮动衬套、导流凸台、球头测力触杆、测力连杆、连杆夹头、可旋转式多维力传感器、无线数据采集装置、缸体、壳体连通引油道、压力油引油道、静压支承供油孔。三个在圆周上等距分布的螺旋槽式毛细管节流器通过压力油引油道与静压支承供油孔将柱塞腔内的压力油引入浮动衬套外表面的静压腔内，形成静压支承组件，同时在该柱塞腔区域的缸体圆柱表面上开设壳体连通引油道；测力触杆的球头嵌在浮动衬套中，将柱塞所受摩擦力通过测力连杆与连杆夹头传递至可旋转式多维力传感器；无线数据采集装置固定不动，并与传感器留有微小间隙，数据由无线数据采集装置上的电缆传出。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】采用缸体旋转的柱塞副摩擦力测量装置，主要包括螺旋槽式毛细管节流器、浮动衬套、导流凸台、球头测力触杆、测力连杆、连杆夹头、可旋转式多维力传感器、无线数据采集装置、缸体、壳体连通引油道、压力油引油道、静压支承供油孔。三个在圆周上等距分布的螺旋槽式毛细管节流器通过压力油引油道与静压支承供油孔将柱塞腔内的压力油引入浮动衬套外表面的静压腔内，形成静压支承组件，同时在该柱塞腔区域的缸体圆柱表面上开设壳体连通引油道；测力触杆的球头嵌在浮动衬套中，将柱塞所受摩擦力通过测力连杆与连杆夹头传递至可旋转式多维力传感器；无线数据采集装置固定不动，并与传感器留有微小间隙，数据由无线数据采集装置上的电缆传出。【专利说明】采用缸体旋转的柱塞副摩擦力测量装置
本专利技术涉及一种轴向柱塞泵缸体旋转式柱塞副摩擦力测量装置，特别适用于航空领域中高压高速小尺寸轴向柱塞泵的柱塞副摩擦力测量。
技术介绍
轴向柱塞泵由于有着高功率密度、结构紧凑等优势，被广泛应用于各类工业、民用设备中，对于航空用柱塞泵实现高功重比与高效率尤其重要，因此提高柱塞泵效率与节能延寿方面的研究从未停止。影响柱塞泵效率的主要因素是摩擦副的摩擦损失，高速重载工况下柱塞副的摩擦损失与运动偶件的磨损情况更为严重，因此提出一种适用于小尺寸轴向柱塞泵的柱塞副摩擦力测量装置对研究如何提高柱塞泵效率与功重比有着重要意义。 目前已有的柱塞副摩擦力测量装置多采用斜盘旋转的单柱塞结构，德国亚琢工业大学搭建的高速单柱塞试验台、低速单柱塞试验台与干摩擦单柱塞试验台均采用固定单柱塞腔体结构，通过斜盘旋转实现单个柱塞的往复运动与绕自身轴线旋转的运动，与柱塞实际运动形式相差较大，所能达到的最高转速与航空用柱塞泵转速存在较大距离。这些装置虽然能在压力上接近泵实际工况，但无法模拟缸体高频振动、柱塞在柱塞腔中涡动等运动现象，同时高速重载下柱塞离心力不可忽略，采用斜盘旋转的测量装置无法模拟柱塞作离心运动的工况。 在采用缸体旋转的柱塞副摩擦力测量装置的研究中，美国普渡大学搭建的“摩擦泵”试验台与浙江大学搭建的“模型泵”试验台，均将多维力传感器布置在缸体圆柱面上，在缸体上加工引线孔并穿过斜盘侧中空主轴将数据电缆引出，传感器与电缆随缸体一起旋转，存在数据电缆因为高速旋转而磨断的风险，同时由于加工引油孔与引线孔的空间限制，这种测量装置不适用于小尺寸规格的柱塞泵。
技术实现思路
为了保证被测柱塞副运动形式接近实际工况，本专利技术提供了一种采用缸体旋转的柱塞副摩擦力测量装置，通过静压支承与壳体连通引油结构降低浮动衬套所受非测量力的影响，可旋转式多维力传感器使传感器布线与安装方式简单可靠。 本专利技术为解决其技术问题所采用的技术方案是:一种采用缸体旋转的柱塞副摩擦力测量装置，包括螺旋槽式毛细管节流器、浮动衬套、导流凸台、球头测力触杆、测力连杆、连杆夹头、可旋转式多维力传感器、无线数据采集装置、轴向柱塞泵缸体、回程盘、弹簧挡圈、预紧弹簧、中心球铰、缸体外圈圆柱滚子轴承、壳体连通引油道、压力油引油道、配流盘、斜盘、静压支承供油孔、配流盘侧中空主轴、斜盘侧中空主轴；轴向柱塞泵缸体的其中一个柱塞孔中加工出导流凸台，导流凸台外壁与浮动衬套内壁间隙配合，三个在圆周上等距分布的螺旋槽式毛细管节流器通过缸体上的压力油引油道与静压支承供油孔将柱塞腔内的压力油引入浮动衬套外表面的腔体内，形成静压支承组件，同时在该柱塞腔区域的缸体圆柱表面上开设壳体连通引油道，测力触杆的球头与浮动衬套中部开设的圆孔配合来感测柱塞与浮动衬套产生的摩擦力，测力连杆一端与球头测力触杆螺纹连接，另一端与安装在可旋转式多维力传感器上的连杆夹头固定，缸体旋转带动测力连杆、连杆夹头、斜盘侧中空主轴与多维力传感器绕自身中心轴线旋转，无线数据采集装置固定不动，并与传感器留有微小间隙，数据由无线数据采集装置上的电缆传出。 所述浮动衬套外表面圆周方向均匀地开设三个静压腔与三个回油槽，轴向开设两列静压腔，共计六个静压腔。 所述预紧弹簧套在支承缸体的斜盘侧中空主轴外表面上，通过弹簧挡圈一侧压紧缸体与配流盘，另一侧压紧中心球铰与回程盘，回程盘与斜盘定间隙安装。 所述缸体由配流盘侧中空主轴与斜盘侧中空主轴共同支承,缸体外表面与圆柱滚子轴承间隙配合，同时缸体外圈的凸缘结构限制圆柱滚子轴承的轴向移动。 所述缸体上的柱塞腔个数为2-7个。 本专利技术采用了高转速、大量程、高精度的可旋转式多维力传感器，高转速、大量程、高精度的可旋转式多维力传感器的发展为本专利技术采用缸体旋转的柱塞副摩擦力测量装置提供了有利条件，由于数据电缆布置在柱塞泵旋转组件外围而不需要随缸体一起运转，减少了对缸体结构改造的工序，整体测量结构更加简单可靠，小巧紧凑，适应了研究航空领域中小尺寸高功重比柱塞泵的要求。 本专利技术的优点是:采用缸体旋转的方式保证了柱塞副运动形式基本不变，浮动衬套的静压支承结构与供压力油结构易于实现，对缸体结构的改动较小；摩擦力感测装置小巧且结构紧凑，可旋转式多维力传感器使传感器布线与安装方式简单可靠，能够实现测量小体积的高压高速轴向柱塞泵的柱塞副摩擦力，同时整体结构便于拆卸以更换不同柱塞进行测试。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术的安装总图。 图1(b)是图1的I部的局部放大图。 图2是本专利技术的轴向的剖视图。 图3是本专利技术的静压支承的供油结构示意图。 图4是本专利技术的浮动衬套的静压腔结构示意图。 图中:1.螺旋槽式毛细管节流器，2.浮动衬套，3.导流凸台，4.球头测力触杆， 5.测力连杆，6.连杆夹头，7.可旋转式多维力传感器，8.无线数据采集装置，9.轴向柱塞泵缸体，10.回程盘，11.弹簧挡圈，12.预紧弹簧，13.中心球铰，14.缸体外圈圆柱滚子轴承，15.壳体连通引油道，16.压力油引油道，17.配流盘，18.斜盘，19.静压支承供油孔，20.配流盘侧中空主轴，21.斜盘侧中空主轴。 【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术作进一步说明。 如图1、图2、图3所示，本专利技术包括螺旋槽式毛细管节流器1、浮动衬套2、导流凸台3、球头测力触杆4、测力连杆5、连杆夹头6、可旋转式多维力传感器7、无线数据采集装置8、轴向柱塞泵缸体9、回程盘10、弹簧挡圈11、预紧弹簧12、中心球铰13、缸体外圈圆柱滚子轴承14、壳体连通引油道15、压力油引油道16、配流盘17、斜盘18、静压支承供油孔19、配流盘侧中空主轴20、斜盘侧中空主轴21 ;轴向柱塞泵缸体9的其中一个柱塞孔扩大至能够与浮动衬套2间隙配合，同时加工出导流凸台3，导流凸台3外壁与浮动衬套2内壁间隙配合。与该柱塞孔同心的圆周上等距安装三个螺旋槽式毛细管节流器1，缸体9上开有三个压力油引油道16，每个节流器I 一端与缸体9上的三个压力油引油道16连通，另一端与缸体9上的静压支承供油孔19连通，缸体9上的静压支承供油孔19分别与浮动衬套2外表面的静压腔连通，从而柱塞腔内的压力油通过压力油引油道16与静压支承供油孔19引入浮动衬套2外表面的静压腔内形成静压支承组件，同时在该柱塞腔区域的缸体9圆柱表面上开设壳体连通引油道15，使浮动衬套2两端面均承受壳体油液压力，因此浮动衬套2几乎仅受柱塞驱本文档来自技高网...
【技术保护点】
采用缸体旋转的柱塞副摩擦力测量装置，其特征在于：包括螺旋槽式毛细管节流器(1)、浮动衬套(2)、导流凸台(3)、球头测力触杆(4)、测力连杆(5)、连杆夹头(6)、可旋转式多维力传感器(7)、无线数据采集装置(8)、轴向柱塞泵缸体(9)、回程盘(10)、弹簧挡圈(11)、预紧弹簧(12)、中心球铰(13)、缸体外圈圆柱滚子轴承(14)、壳体连通引油道(15)、压力油引油道(16)、配流盘(17)、斜盘(18)、静压支承供油孔(19)、配流盘侧中空主轴(20)、斜盘侧中空主轴(21)；缸体(9)的其中一个柱塞孔中加工出导流凸台(3)，导流凸台(3)外壁与浮动衬套(2)内壁间隙配合，三个在圆周上等距分布的螺旋槽式毛细管节流器(1)通过缸体(9)上的压力油引油道(16)与静压支承供油孔(19)将柱塞腔内的压力油引入浮动衬套(2)外表面的腔体内，形成静压支承组件，同时在该柱塞腔区域的缸体(9)圆柱表面上开设壳体连通引油道(15)；测力触杆(4)的球头与浮动衬套(2)中部开设的圆孔配合来感测柱塞与浮动衬套(2)产生的摩擦力，测力连杆(5)一端与球头测力触杆(4)螺纹连接，另一端与安装在可旋转式多维力传感器(7)上的连杆夹头(6)固定，缸体(9)旋转带动测力连杆(5)、连杆夹头(6)、斜盘侧中空主轴(21)与多维力传感器(7)绕自身中心轴线旋转，无线数据采集装置(8)固定不动，并与传感器(7)留有微小间隙，数据由无线数据采集装置(8)上的电缆传出。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐兵，陈媛，张军辉，葛耀峥，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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