[发明专利]一种柱塞‑铜套摩擦副性能测试装置与测试方法

说明书

技术领域：

本发明属于液压设备检测技术领域，具体涉及一种柱塞-铜套摩擦副性能测试装置与测试方法。

背景技术：

柱塞泵作为工程液压设备中常见的组成部件之一，其性能直接影响着各类机械装备工作的可靠性，柱塞-铜套摩擦副是柱塞泵的关键组成零部件，表面接触状态对泵的工作性能影响明显。若柱塞-铜套摩擦副设计不当，会导致铜套磨损严重，这对泵的工作效能及使用寿命会产生严重的影响。因此，对柱塞-铜套摩擦副在不同工况下进行性能测试对于了解铜套的磨损规律和改进摩擦副设计有着非常重要的作用。

在研究柱塞泵柱塞-铜套间摩擦学问题时，测试装置和测试方法起着至关重要的作用。目前国内外出现一些试验机，通过标准试件来测试摩擦副之间的性能，其中很多试验机和试验装置可以进行往复直线运动试验。如中国专利CN103822840A公开了一种往复式柱塞泵筒摩擦磨损试验装置，能够为圆柱型样件摩擦磨损问题提供一种可行的试验方法，该装置是以接近实际的柱塞和泵筒作为样件进行试验，而该装置只是考虑到柱塞在泵筒中的往复运动，没有考虑柱塞在泵筒中的自转运动。柱塞泵中，柱塞在铜套中除了进行往复直线运动之外还同时存在一定的自转运动，现有的测试装置与测试方法还不能对柱塞-铜套摩擦副的运动状态进行较为完整的模拟。本发明在此背景下提出一种专门用于测试柱塞泵柱塞-铜套摩擦副性能的测试装置和测试方法，可以实现柱塞-铜套摩擦副在不同工况下的性能测试。柱塞在铜套中的实际运动形式是柱塞在铜套中的往复运动和柱塞自身的转动，实际工作条件是柱塞受到轴向驱动和表面间的润滑状态。

发明内容：

本发明的目的在于结合柱塞在铜套中的实际运动形式和工况，提供一种柱塞-铜套摩擦副性能的测试装置与测试方法。通过该装置与方法可以对柱塞-铜套进行单一往复直线运动和考虑柱塞自转情况下的试验模拟。当忽略柱塞自转因素的影响时，仅由单一驱动电机带动试验装置进行往复直线运动，模拟柱塞在铜套中的往复运动；当考虑柱塞自转因素影响时，将柱塞在铜套中的实际运动形式简化为面-面之间的组合式往复运动，由相互垂直方向的两个驱动电机带动试验装置进行往复运动模拟柱塞在铜套中的往复运动和柱塞自转运动。为了模拟柱塞在铜套中的受力情况，本测试装置采用对柱塞表面径向加载的方式；为了模拟柱塞与铜套表面间的润滑状态，在本发明中设有供油系统，供油系统可以对润滑油的供给量和油温进行调控。通过本发明能够实现柱塞-铜套摩擦副在多种不同工况下的性能测试。

本发明所提供的一种柱塞-铜套摩擦副测试装置包括驱动系统、加载系统、测量系统以及供油系统。所述驱动系统包括固定板1、横向驱动电机18、第一丝杠22、第一固定螺母25、上层导轨19、上层滑块15、上移动板16、纵向驱动电机21、第二丝杠27、下层导轨20、下层滑块4、下移动板5以及安装台17；所述横向驱动电机18固定在所述下移动板5的上表面，所述第一丝杠22通过第一联轴器23与所述横向驱动电机18相连，所述第一丝杠22上设有第一移动螺母24以及第一固定螺母25，其中所述第一移动螺母24固定在所述上移动板16的下表面，所述第一固定螺母25位于所述第一丝杠22的末端，所述第一固定螺母25安装在所述下移动板5的上表面，所述上层导轨19安装在所述下移动板5上，所述上层导轨19上安装四个对称设置的所述上层滑块15，所述上层滑块15固定设置在所述上移动板16的下表面，所述安装台17固定在所述上移动板16上；所述纵向驱动电机21安装在所述固定板1上，所述第二丝杠27通过第二联轴器26与所述纵向驱动电机21相连，所述第二丝杠27上设有第二移动螺母28以及第二固定螺母29，所述第二移动螺母28固定在所述下移动板5的下表面，所述第二固定螺母29位于所述第二丝杠27的末端，所述第二固定螺母29固定安装在固定板1的上表面；所述下层导轨20固定在所述固定板1上，所述下层导轨20上安装四个对称设置的所述下层滑块4，所述下层滑块4固定设置在所述下移动板5的下表面。