【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于内曲线径向柱塞液压马达，具体涉及一种内曲线径向柱塞液压马达配流副界面摩擦特性的原位测试装置与方法。
技术介绍
1、当前，超大扭矩低速液压驱动系统应用与各类国之重器，如大型盾构机的螺旋输送系统、挖泥船的铰刀驱动系统等大型旋转驱动系统。其中，内曲线径向柱塞液压马达相较于高速液压马达/电机和减速机等驱动方式具有功率密度大、轻量紧凑等优势。
2、然而，内曲线径向柱塞液压马达紧凑空间内众多摩擦副界面具有摩擦的强非线性与波动特性，制约了内曲线径向柱塞液压马达的机械效率与容积效率。其中，配流副作为内曲线径向柱塞液压马达的关键摩擦副之一，其结构和功能特点对马达的效率起到关键的影响。现有关于内曲线径向柱塞液压马达配流副摩擦特性的研究主要通过马达整机试验完成，由于内曲线径向柱塞液压马达内部摩擦副界面众多，难以定性的区分和定量的剥离马达整体的摩擦甚至温升的影响是由哪个摩擦副产生的，无法对单一摩擦副进行综合特性的研究。进一步地，由于整机试验时马达内滚柱柱塞等零部件更易损坏，需要不断更换运动组件，导致试验成本高的同时试验周期长，使得内曲线径向柱塞液压马达的配流副设计优化和性能的提升受限。
3、因此，为了能够对配流副进行摩擦磨损特性等研究的同时实现内曲线径向柱塞液压马达的效率提升，本专利技术提出了一种内曲线径向柱塞液压马达配流副界面摩擦特性的原位测试装置与方法，有助于内曲线径向柱塞液压马达性能的提高以适应不同应用领域的要求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有技
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的，一种内曲线径向柱塞液压马达配流副界面摩擦特性的原位测试装置，该装置包括电机、配流副拟实模块和配流副导流模块；
3、所述配流副拟实模块包括传动轴、缸体、加载腔、配流盘、配流盘的高压配流窗口和低压配流窗口；所述配流副拟实模块中的缸体通过传动轴与电机连接；所述配流盘的高压配流窗口和低压配流窗口交错分布；所述加载腔用于控制输入油液使得腔体油液的加载力与配流盘的压紧力相等，实现等效原位测试摩擦扭矩的校准；
4、所述配流副导流模块包括进油环路和回油环路；所述配流副导流模块的进油环路与配流盘的高压配流窗口连通；所述配流副导流模块的回油环路与配流盘的低压配流窗口连通；
5、所述传动轴上安装有扭矩传感器；所述扭矩传感器通过数据采集和校准计算得到配流副界面的摩擦扭矩。
6、进一步地，所述配流副拟实模块具有配流副拟实模块自调心球轴承，用于保证配流副拟实模块、配流副导流模块和传动轴始终同心。
7、进一步地，所述配流副拟实模块具有配流副拟实模块推力圆柱滚子轴承，用于承载缸体所受的轴向力。
8、进一步地，配流副拟实模块具有配流状态观测窗，用于观测配流副的流场流动状态。
9、进一步地，所述配流副拟实模块中缸体的缸体窗口与配流盘的高压配流窗口连通时，高压油液通过配流副导流模块的进油环路进入油路口，而后进入配流盘的高压配流窗口进入配流副界面，油液输入至配流副拟实模块缸体的缸体窗口并进入缸体的柱塞腔，完成配流盘的高压油液的流入功能。
10、进一步地，所述配流副拟实模块中缸体的缸体窗口与配流盘的低压配流窗口连通时，缸体的柱塞腔中的油液变为低压油液从配流副拟实模块缸体的缸体窗口流入配流盘的低压配流窗口，而后进入配流副导流模块的油路口并经过回油环路回到油箱，完成配流盘的低压油液的流出功能。
11、进一步地，所述配流副拟实模块的加载腔用于控制油液输入压力使得腔体的加载压力对传动轴产生加载力，并且加载力与配流盘的压紧力相等。
12、进一步地，通过扭矩传感器测试得到配流盘不工作时传动轴及其连接传动系统的摩擦扭矩，校准配流盘工作时扭矩传感器测到的摩擦扭矩，消除传动轴及其连接的传动系统的摩擦扭矩对配流副摩擦扭矩的影响，实现等效原位测试摩擦扭矩的校准。
13、进一步地，所述配流副拟实模块的加载腔进油口将油液输入且充满配流副拟实模块中，用来模拟配流副在液压马达中的原位工作环境。
14、另一方面，本专利技术还提供了一种内曲线径向柱塞液压马达配流副界面摩擦特性的原位测试方法，该方法包括以下步骤：
15、（1）按照配流副拟实模块的装配顺序，将被测配流盘和对应的缸体安装在配流副拟实模块的对应位置，同时调整配流盘和缸体的初始配合间隙；
16、（2）配流副拟实模块装配完成后将其传动轴通过联轴器与扭矩传感器连接，待完全安装后，将配流副拟实模块与试验台台架通过螺栓安装固连；
17、（3）将配流副拟实模块的加载腔进油口、配流副高压进油口、配流副拟实模块的加载腔回油口、配流副加载回路油口和配流副低压回油口分别与液压系统的对应油口连接，同时将配流副泄漏口压温传感器、配流副高压口压温传感器、配流副加载回路压温传感器和配流副低压口压温传感器的传感器安装在对应的位置；
18、（4）安装完成后，开启液压系统，通过配流副拟实模块的加载腔进油口将配流副拟实模块的加载腔充满油液，配流副拟实模块的加载腔充满油液后配流副拟实模块的加载腔进油口关闭且配流副拟实模块的加载腔回油口开启，调节配流盘的工作压力和油液温度；
19、（5）然后启动电机，通过调节电机的转速，进而改变控制缸体的工作转速；
20、（6）通过上述步骤（1）-步骤（5）的测试过程，通过调节工作压力和工作转速，测试当前配流盘在不同工况下的配流副的摩擦特性；
21、（7）上述工况测试完成后，切换液压系统，将配流副高压进油口关闭，使得当前配流盘处于非配流工作状态，开启配流副加载回路油口，根据配流盘压紧力调节加载回路的油液压力，使其和配流盘的剩余压紧力保持一致，测试得到传动轴及其传动系统的摩擦扭矩，通过与步骤（6）中测试得到的摩擦扭矩相减即可得到配流副的摩擦扭矩；
22、（8）待上述测试完成后，拆出被测配流盘，通过显微镜观察试验后的配流副的磨损状态。
23、本专利技术的有益结果是：
24、1、本专利技术提出的一种内曲线径向柱塞液压马达配流副界面摩擦特性的原位测试装置与方法，通过配流副导流模块和配流副拟实模块的设计，能够真实的还原液压马达中配流副的高低压配流功能和模拟配流盘与缸体的界面的磨损状态，使得配流副的界面摩擦特性与原位测量结果一致。
25、2、本专利技术提出的内曲线径向柱塞液压马达配流副测试装置与内曲线径向柱塞液压马达相比，零部件数量较少且可靠性高，尤其在研究耐久工况下不同配流副界面的摩擦特性时，本专利技术的测试装置仅需更换不同配流盘。然而，使用液压马达整机进行测试时，不仅需要更换不同配流盘，而且其内部的滚柱、柱塞等零部件更易磨损且需要经常拆换，测试成本高且装配周期长。
26、3、本专利技术提出的内曲线径向柱塞液压马达配流副测试装置，由于配流副拟实模块是可更换并且安装拆卸方便，可以本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种内曲线径向柱塞液压马达配流副界面摩擦特性的原位测试装置，其特征在于，该装置包括电机、配流副拟实模块和配流副导流模块；
2.根据权利要求1所述的一种内曲线径向柱塞液压马达配流副界面摩擦特性的原位测试装置，其特征在于，所述配流副拟实模块具有配流副拟实模块自调心球轴承，用于保证配流副拟实模块、配流副导流模块和传动轴始终同心。
3.根据权利要求1所述的一种内曲线径向柱塞液压马达配流副界面摩擦特性的原位测试装置，其特征在于，所述配流副拟实模块具有配流副拟实模块推力圆柱滚子轴承，用于承载缸体所受的轴向力。
4.根据权利要求1所述的一种内曲线径向柱塞液压马达配流副界面摩擦特性的原位测试装置，其特征在于，配流副拟实模块具有配流状态观测窗，用于观测配流副的流场流动状态。
5.根据权利要求1所述的一种内曲线径向柱塞液压马达配流副界面摩擦特性的原位测试装置，其特征在于，所述配流副拟实模块中缸体的缸体窗口与配流盘的高压配流窗口连通时，高压油液通过配流副导流模块的进油环路进入油路口，而后进入配流盘的高压配流窗口进入配流副界面，油液输入至配流副拟实模块
6.根据权利要求1所述的一种内曲线径向柱塞液压马达配流副界面摩擦特性的原位测试装置，其特征在于，所述配流副拟实模块中缸体的缸体窗口与配流盘的低压配流窗口连通时，缸体的柱塞腔中的油液变为低压油液从配流副拟实模块缸体的缸体窗口流入配流盘的低压配流窗口，而后进入配流副导流模块的油路口并经过回油环路回到油箱，完成配流盘的低压油液的流出功能。
7.根据权利要求1所述的一种内曲线径向柱塞液压马达配流副界面摩擦特性的原位测试装置，其特征在于，所述配流副拟实模块的加载腔用于控制油液输入压力使得腔体的加载压力对传动轴产生加载力，并且加载力与配流盘的压紧力相等。
8.根据权利要求1所述的一种内曲线径向柱塞液压马达配流副界面摩擦特性的原位测试装置，其特征在于，通过扭矩传感器测试得到配流盘不工作时传动轴及其连接传动系统的摩擦扭矩，校准配流盘工作时扭矩传感器测到的摩擦扭矩，消除传动轴及其连接的传动系统的摩擦扭矩对配流副摩擦扭矩的影响，实现等效原位测试摩擦扭矩的校准。
9.根据权利要求1所述的一种内曲线径向柱塞液压马达配流副界面摩擦特性的原位测试装置，其特征在于，所述配流副拟实模块的加载腔进油口将油液输入且充满配流副拟实模块中，用来模拟配流副在液压马达中的原位工作环境。
10.一种基于权利要求1-9任一项所述的一种内曲线径向柱塞液压马达配流副界面摩擦特性的原位测试装置的测试方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种内曲线径向柱塞液压马达配流副界面摩擦特性的原位测试装置，其特征在于，该装置包括电机、配流副拟实模块和配流副导流模块；
2.根据权利要求1所述的一种内曲线径向柱塞液压马达配流副界面摩擦特性的原位测试装置，其特征在于，所述配流副拟实模块具有配流副拟实模块自调心球轴承，用于保证配流副拟实模块、配流副导流模块和传动轴始终同心。
3.根据权利要求1所述的一种内曲线径向柱塞液压马达配流副界面摩擦特性的原位测试装置，其特征在于，所述配流副拟实模块具有配流副拟实模块推力圆柱滚子轴承，用于承载缸体所受的轴向力。
4.根据权利要求1所述的一种内曲线径向柱塞液压马达配流副界面摩擦特性的原位测试装置，其特征在于，配流副拟实模块具有配流状态观测窗，用于观测配流副的流场流动状态。
5.根据权利要求1所述的一种内曲线径向柱塞液压马达配流副界面摩擦特性的原位测试装置，其特征在于，所述配流副拟实模块中缸体的缸体窗口与配流盘的高压配流窗口连通时，高压油液通过配流副导流模块的进油环路进入油路口，而后进入配流盘的高压配流窗口进入配流副界面，油液输入至配流副拟实模块缸体的缸体窗口并进入缸体的柱塞腔，完成配流盘的高压油液的流入功能。
6.根据权利要求1所述的一种内曲线径向柱塞液压马达配流副界面摩擦特性的原位测试装置，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：张超，段怡曼，方禹，张小龙，吴建雄，王党辉，岳艺明，张军辉，徐兵，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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