一种高速柱塞泵的柱塞运动侧向力模拟测量试验台制造技术

本发明专利技术公开了一种高速柱塞泵的柱塞运动侧向力模拟测量试验台：主腔体固定在台体的顶面；转动部转动连接在主腔体的空腔内；驱动部设置在台体内部，且用于驱动转动部转动；柱塞腔体密封固定在主腔体顶部；衬套套设在柱塞腔体的空腔内，柱塞腔体内壁与衬套侧壁之间填充一层树脂；柱塞活动连接在衬套内，且柱塞底部与转动部连接，柱塞在转动部的带动下上下往复运动；螺钉穿过柱塞腔体侧壁与衬套侧壁固定连接，螺钉连接有施力组件；多个力传感器固定在柱塞腔体侧壁，且与衬套侧壁连接。本发明专利技术在衬套上模拟施加向外的离心力，力传感器能够对柱塞的侧向力大小进行测量，克服了传统的试验台在试验时缺乏离心力考虑的缺陷，模拟效果好，且测量精度高。

A kind of simulation test-bed for measuring the lateral force of plunger movement of high-speed plunger pump

The invention discloses a simulation test bench for measuring the lateral force of the plunger movement of a high-speed plunger pump: the main cavity is fixed on the top surface of the platform body; the rotating part is rotationally connected in the cavity of the main cavity; the driving part is arranged in the platform body and is used to drive the rotating part to rotate; the plunger cavity is sealed and fixed on the top of the main cavity; the Bush is arranged in the cavity of the plunger cavity, and the inner wall of the plunger cavity and the bush A layer of resin is filled between the side walls of the sleeve; the plunger is movably connected in the sleeve, and the bottom of the plunger is connected with the rotating part, and the plunger moves up and down under the drive of the rotating part; the screw passes through the side wall of the plunger cavity and is fixedly connected with the side wall of the sleeve, and the screw is connected with a force application component; a plurality of force sensors are fixed on the side wall of the plunger cavity, and are connected with the side wall of the sleeve. The invention simulates the application of outward centrifugal force on the bushing, and the force sensor can measure the lateral force of the plunger, which overcomes the defect that the traditional test bench lacks centrifugal force consideration during the test, has good simulation effect and high measurement accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种高速柱塞泵的柱塞运动侧向力模拟测量试验台
本专利技术涉及柱塞运动模拟试验
，更具体的说是涉及一种高速柱塞泵的柱塞运动侧向力模拟测量试验台。
技术介绍
目前，柱塞主要是在泵或压缩机中用来输送流体。斜盘式轴向柱塞泵主要包括主轴、缸体、柱塞、滑靴、回程盘、斜盘等；其工作原理为：在电机的驱动下，主轴通过花键联接带动缸体转动，缸体带动柱塞旋转，柱塞在斜盘和回程盘的作用下在缸孔中往复运动，柱塞头部安装有滑靴，由于回程盘的作用，迫使滑靴底部始终与斜盘保持贴合。为了使柱塞的往复运动与吸油、压油实现精准的切换，在缸体的配流端面与泵的吸油口和压油口之间安放了固定不动的配流盘，配流盘紧贴缸体相对滑动。缸体旋转时，柱塞腔的容积呈周期性变化，缸体每转动一周，每个柱塞完成一次吸油与压油。但是，对于高速柱塞泵，柱塞组件所承受的离心力不可忽略。高速柱塞泵的转速通常在10000rpm以上，此类柱塞泵在航空航天、机器人等领域有着很广阔的应用前景。随着柱塞泵转速的不断提高，对柱塞的使用性能要求也不断提高，由于柱塞的使用性能要求较高，对于柱塞的性能研究的必要性也就越来越强。国内外已经存在了一些对于柱塞性能研究的试验台，然而现有结构多针对低转速大排量的泵开展研究，忽略了在高速情况下离心力对柱塞侧向力的影响，虽然在低转速的时候离心力影响不大，但是在高转速的情况下，离心力是不可忽视的。因此，如何提供一种模拟效果好、且能够对高速柱塞泵的柱塞运动时的侧向力进行模拟测量的高精度模拟试验台，是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种高速柱塞泵的柱塞运动侧向力模拟测量试验台，通过模拟实际的柱塞泵带动柱塞转动的情况，并带有离心力施加功能，能够精确对柱塞运动时的侧向力进行模拟试验测量。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种高速柱塞泵的柱塞运动侧向力模拟测量试验台，包括：台体、主腔体、转动部、驱动部、柱塞腔体、衬套、柱塞、螺钉和力传感器；所述主腔体固定在所述台体的顶面；所述转动部转动连接在所述主腔体的空腔内，所述柱塞腔体内壁与所述衬套侧壁之间填充一层树脂；所述驱动部设置在所述台体内部，且用于驱动所述转动部转动；所述柱塞腔体密封固定在所述主腔体顶部；所述衬套套设在所述柱塞腔体的空腔内；所述柱塞活动连接在所述衬套内，且所述柱塞底部与所述转动部连接，所述柱塞在所述转动部的带动下上下往复运动；所述螺钉穿过所述柱塞腔体侧壁与所述衬套侧壁固定连接，所述螺钉连接有施力组件；多个所述力传感器固定在所述柱塞腔体侧壁，且与所述衬套侧壁连接。通过上述技术方案，本专利技术采用驱动部和转动部带动柱塞实现上下运动，通过控制电机实现柱塞在不同转速下的模拟，并通过螺钉和衬套的连接，直接在衬套上模拟施加向外的不同大小的离心力，通过力传感器能够对柱塞的侧向力大小进行测量，克服了传统的试验台在运动试验时缺乏离心力考虑的缺陷，模拟效果好，且测量精度高。优选的，在上述一种高速柱塞泵的柱塞运动侧向力模拟测量试验台中，所述转动部包括转轴、斜盘、T型盘和滑靴；所述转轴底部与所述驱动部连接；所述斜盘固定在所述转轴的顶部，所述斜盘为顶面倾斜的圆盘，且边沿具有向上突起的环形卡沿；所述T型盘固定在所述斜盘的顶部中央，且与所述环形卡沿形成环形卡槽；所述滑靴滑动连接在所述环形卡槽内，且所述滑靴的顶部开设有与所述柱塞连接的球形凹槽。斜盘在转动过程中，由于斜面的高低不平，使滑靴在环形卡槽内实现上下运动，进而带动活塞做上下运动，能够有效模拟柱塞泵带动柱塞转动，且模拟精度高。优选的，在上述一种高速柱塞泵的柱塞运动侧向力模拟测量试验台中，所述柱塞底部为球形结构，且转动连接在所述球形凹槽内。使柱塞和滑靴之间能够有足够大的自由度，以使柱塞能够适应滑靴在高低变化时的角度变化，顺畅度更高。优选的，在上述一种高速柱塞泵的柱塞运动侧向力模拟测量试验台中，所述驱动部包括电机、扭矩转速仪和联轴器；所述电机固定在所述台体内部；所述电机顶部的动力输出端通过所述联轴器与所述扭矩转速仪连接；所述扭矩转速仪通过所述联轴器与所述转轴的底部连接。有效提高驱动部的驱动精度。优选的，在上述一种高速柱塞泵的柱塞运动侧向力模拟测量试验台中，所述柱塞内部开设有轴向方向贯穿的第一进油孔；所述滑靴开设有可与所述第一进油孔连通的第二进油孔，且所述第二进油孔与所述环形卡槽连通。能够通过柱塞向滑靴和环形卡槽之间输入液压油，提高运动时的顺畅度，并提高运动精度。优选的，在上述一种高速柱塞泵的柱塞运动侧向力模拟测量试验台中，所述柱塞腔体顶部固定有柱塞腔盖，所述柱塞腔盖开设有与所述第一进油孔连通的第三进油孔；所述柱塞腔盖顶端连接有与所述第三进油孔连通的进油管接头。保证液压油注入的顺畅度。优选的，在上述一种高速柱塞泵的柱塞运动侧向力模拟测量试验台中，所述主腔体和所述柱塞腔体的连接处固定有与所述主腔体的空腔连通的回油管接头，所述回油管接头通过回油泵系统与所述进油管接头连接。液压油最终流入进主腔体的空腔内，利用回油管接头通过回油泵系统与所述进油管接头连接，能够实现液压油的反复循环利用。优选的，在上述一种高速柱塞泵的柱塞运动侧向力模拟测量试验台中，所述施力组件包括支杆、滚轮、连接绳和砝码；所述支杆固定在所述台体的顶面；所述滚轮转动连接在所述支杆顶部，且与所述螺钉在同一水平面上；所述连接绳一端与所述螺钉固定连接，另一端绕过所述滚轮悬挂有不同数量的所述砝码。能够便于离心力的施加，操作简单，效果明显。优选的，在上述一种高速柱塞泵的柱塞运动侧向力模拟测量试验台中，8个所述力传感器呈十字交叉状，在所述柱塞腔体侧壁分上下两层布置形成力传感器阵列。经过进一步数据处理可获取柱塞腔体侧壁侧向力的应力分布情况。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种高速柱塞泵的柱塞运动侧向力模拟测量试验台，具有以下有益效果：1、本专利技术采用驱动部和转动部带动柱塞实现上下运动，通过控制电机实现柱塞在不同转速下的模拟，并通过螺钉和衬套的连接，直接在衬套上模拟施加向外的不同大小的离心力，通过力传感器能够对柱塞的侧向力大小进行测量，克服了传统的试验台在运动试验时缺乏离心力考虑的缺陷，模拟效果好，且测量精度高。2、本专利技术的斜盘在转动过程中，由于斜面的高低不平，使滑靴在环形卡槽内实现上下运动，进而带动活塞做上下运动，能够有效模拟柱塞泵带动柱塞转动，且模拟精度高。3、本专利技术利用回油管接头通过回油泵系统与所述进油管接头连接，能够通过柱塞向滑靴和环形卡槽之间输入液压油，提高运动时的顺畅度，并提高运动精度，同时能够实现液压油的反复循环利用。4、通过在衬套上布置传感器阵列，实现对柱塞侧向力的精确测量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1附图为本专利技术提供的整体结构示意图；图2附图为本专利技术提供的台体顶部的结构示意放大图；图3附图为本专利技术提供的台体顶部的结构半剖主视图；图4附图为本专利技术提供的台体顶部的结构半剖轴侧图；图5附图为本专利技术提供的滑靴的结构示意图；图6附图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高速柱塞泵的柱塞运动侧向力模拟测量试验台，其特征在于，包括：台体(01)、主腔体(02)、转动部(03)、驱动部(04)、柱塞腔体(05)、衬套(06)、柱塞(07)、螺钉(08)和力传感器(13)；所述主腔体(02)固定在所述台体(01)的顶面；所述转动部(03)转动连接在所述主腔体(02)的空腔内；所述驱动部(04)设置在所述台体(01)内部，且用于驱动所述转动部(03)转动；所述柱塞腔体(05)密封固定在所述主腔体(02)顶部；所述衬套(06)套设在所述柱塞腔体(05)的空腔内，所述柱塞腔体(05)内壁与所述衬套(06)侧壁之间填充一层树脂；所述柱塞(07)活动连接在所述衬套(06)内，且所述柱塞(07)底部与所述转动部(03)连接，所述柱塞(07)在所述转动部(03)的带动下上下往复运动；所述螺钉(08)穿过所述柱塞腔体(05)侧壁与所述衬套(06)侧壁固定连接，所述螺钉(08)连接有施力组件(09)；多个所述力传感器(13)固定在所述柱塞腔体(05)侧壁，且与所述衬套(06)侧壁连接。

【技术特征摘要】
1.一种高速柱塞泵的柱塞运动侧向力模拟测量试验台，其特征在于，包括：台体(01)、主腔体(02)、转动部(03)、驱动部(04)、柱塞腔体(05)、衬套(06)、柱塞(07)、螺钉(08)和力传感器(13)；所述主腔体(02)固定在所述台体(01)的顶面；所述转动部(03)转动连接在所述主腔体(02)的空腔内；所述驱动部(04)设置在所述台体(01)内部，且用于驱动所述转动部(03)转动；所述柱塞腔体(05)密封固定在所述主腔体(02)顶部；所述衬套(06)套设在所述柱塞腔体(05)的空腔内，所述柱塞腔体(05)内壁与所述衬套(06)侧壁之间填充一层树脂；所述柱塞(07)活动连接在所述衬套(06)内，且所述柱塞(07)底部与所述转动部(03)连接，所述柱塞(07)在所述转动部(03)的带动下上下往复运动；所述螺钉(08)穿过所述柱塞腔体(05)侧壁与所述衬套(06)侧壁固定连接，所述螺钉(08)连接有施力组件(09)；多个所述力传感器(13)固定在所述柱塞腔体(05)侧壁，且与所述衬套(06)侧壁连接。2.根据权利要求1所述的一种高速柱塞泵的柱塞运动侧向力模拟测量试验台，其特征在于，所述转动部(03)包括转轴(030)、斜盘(031)、T型盘(032)和滑靴(033)；所述转轴(030)底部与所述驱动部(04)连接；所述斜盘(031)固定在所述转轴(030)的顶部，所述斜盘(031)为顶面倾斜的圆盘，且边沿具有向上突起的环形卡沿(0311)；所述T型盘(032)固定在所述斜盘(031)的顶部中央，且与所述环形卡沿(0311)形成环形卡槽(034)；所述滑靴(033)滑动连接在所述环形卡槽(034)内，且所述滑靴(033)的顶部开设有与所述柱塞(07)连接的球形凹槽(0330)。3.根据权利要求2所述的一种高速柱塞泵的柱塞运动侧向力模拟测量试验台，其特征在于，所述柱塞(07)底部为球形结构，且转动连接在所述球形凹槽(0330)内。4.根据权利要求2所述的一种高速柱塞泵的柱塞运动侧向力模拟测...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵江澳，马纪明，邓红革，王明康，刘继，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11