(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210673339.2 (22)申请日 2022.06.14 (71)申请人 河南工业职业 技术学院 地址 473000 河南省南阳市杜诗路18 88号 河南工业职业 技术学院 (72)发明人 黄建娜　朱成俊　王蕾　刘松林　 黄卓　张洁溪　张继方　张惠　 (74)专利代理 机构 南京瑞弘专利商标事务所 (普通合伙) 32249 专利代理师 李悦声 (51)Int.Cl. G01M 13/027(2019.01) G01N 3/02(2006.01) G01N 3/56(2006.01) (54)发明名称 一种液压马达柱塞副摩擦性能试验装置及 方法 (57)摘要 本发明公开一种液压马达柱塞副摩擦性能 试验装置及方法， 属于液压马达测试领域。 包括 动力源和液压马达柱塞副摩 擦检测装置， 动力源 和液压马达柱塞副摩擦检测装置通过传动装置 连接； 液压马达柱塞副摩擦检测装置包括两条导 轨， 导轨上通过滑块连接有滑动平台， 滑动平台 与支承平台滑动连接； 滑动平台上设有内曲线试 验轨道， 内曲线试验轨道上设有柱状结构的滚 子， 滚子上设有柱塞副加载结构， 柱塞副加载结 构包括开口向下的柱塞缸， 柱塞缸垂直设置在滑 动平台上， 柱塞缸顶部设有端盖， 柱塞缸内设有 与滚子匹配的被测试的柱塞， 柱塞的轴瓦与滚子 匹配， 端盖开有油液进口并管路连接液压阀站； 其结构简单， 使用方便， 具有广泛的实用性。 权利要求书3页 说明书6页 附图2页 CN 115112370 A 2022.09.27 CN 115112370 A 1.一种液压马达柱塞副摩擦性能试验装置， 其特征在于： 包括动力源和液压马达柱塞 副摩擦检测装置， 动力源和液压马达柱塞副摩擦检测装置通过传动装置连接； 动力源包括电机座(2)， 电机座(2)上设置有变频电机(1)， 变频电机(1)的输出轴连接 有减速器(3)； 传动装置包括安装板(4)， 安装板(4)底部设有L形支腿(14)， 安装板(4)上设有轴承座 (15)， 轴承座(15)上匹配设有回转曲柄轴(16)， 回转曲柄轴(16)的底部穿过安装板(4)与减 速器(3)通过同步带轮(5)连接， 回转曲柄轴(16)顶部与连 杆(17)连接； 液压马达柱塞副摩擦检测装置包括支承平台(6)， 支承平台(6)顶部平行设有两条导轨 (7)， 导轨(7)上通过滑块(8)连接有滑动平台(9)， 滑动平台(9)与支承平台(6)滑动连接； 滑 动平台(9)的一侧与连杆(17)连接使滑动平台(9)在连杆(17)的驱动下左右往复运动， 滑动 平台(9)上设有内曲线试验轨道(10)， 内曲线试验轨道(10)上设有柱状结构的滚子(19)， 滚 子(19)上设有柱塞副加载结构， 柱塞副加载结构包括开口向下的柱塞缸(12)， 柱塞缸(12) 垂直设置在滑动平台(9)上， 柱塞缸(12)顶部设有端盖(13)， 柱塞缸(12)内设有与滚子(19) 匹配的被测试的柱塞(18)， 柱塞(18)的轴瓦与滚子(19)匹配， 柱塞(18)的轴瓦与滚子(19) 上表面弧面匹配， 端盖(13)中间开有油液进口， 油液进口通过 管路连接有液压阀站； 所述端盖(13)处的管路上设有压力传感器(21)， 压力传感器(21)通过油管与端盖(13) 上的油液进口连接并测量柱塞缸(12)内压力， 液压泵站的出口设有比例溢流阀。 2.根据权利要求1所述液压马达柱塞副摩擦性 能试验装置， 其特征在于： 所述的柱塞缸 (12)底部两侧设有防止柱塞(12)转动的侧板； 所述的内曲线试验轨道(10)四周设有用于存 储工作液体的挡板， 从而与内曲线试验轨道(10)形成存储工作液体的槽， 从而模拟出滚子 (19)滚动使将部分工作液体带入到柱塞(18)和滚子(19)摩擦副中间启 动润滑作用， 柱塞 (18)和滚子(19)在工作中式中泡在工作液体内； 内曲线试验轨道(10)采用高强度工程 塑料 制成， 滚子(19)和内曲线试验轨道(10)间软硬接触， 从而将滚子(19)的滚动摩擦降低到最 小， 不影响滚子(19)与轴瓦 间旋转滑动摩擦。 3.根据权利要求1所述液压马达柱塞副摩擦性 能试验装置， 其特征在于： 内曲线试验轨 道(10)为直线方向上的曲线， 具体为模拟凸轮曲线， 即将内曲线轨道的一段在直线 上投影， 通过内曲线 试验轨道(10)上的曲线能够使柱塞(18)和滚子(19)受侧向力， 从而模拟塞在柱 塞缸内偏载的工作状态； 既能够 模拟柱塞 ‑缸孔副、 滚子 ‑轴瓦副的工况， 又能够 模拟不同工 作介质润滑下两柱塞副的摩擦磨损性能。 4.根据权利要求1所述液压马达柱塞副摩擦性能试验装置， 其特征在于： 柱塞(18)在柱 塞缸(12)内的往复滑动模拟了内曲线马达柱塞的运动工况， 即模拟柱塞 ‑缸孔副的运动工 况； 同时动力源通过带动滑动平台(9)往复运动带动内曲线 试验轨道(10)、 滚子(19)在柱塞 (18)的轴瓦内滚动， 模拟了柱塞和滚子摩擦副的运动工况， 即滚子 ‑轴瓦副的运动工况。 5.根据权利要求4所述液压马达柱塞副摩擦性能试验装置， 其特征在于： 柱塞 ‑缸孔副 的运动工况过程中通过调整柱塞(18)与柱塞 缸(12)之间不同间隙、 不同材料、 不同压力、 不 同速度和 不同表面处理工艺， 从而模拟不同的摩擦磨损性能和泄漏量变化规律； 通过模拟 密封圈密封结构的柱塞 ‑缸孔副在不同密封结构形式、 参数和柱塞 ‑缸孔副间隙、 柱塞缸孔 表面的粗 糙度对柱塞 ‑缸孔副性能的影响。 6.根据权利要求1所述液压马达柱塞副摩擦性能试验装置， 其特征在于： 柱塞缸(12)通权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115112370 A 2过支架垂直设置， 所述支架包括垂直设置在支承平台上 的立板， 立板上设有水平设置的横 板(11)， 柱塞缸(12)通过横板(1 1)保持位置固定 。 7.根据权利要求1所述液压马达柱塞副摩擦性能试验装置， 其特征在于： 让滚子(19)在 不同结构的柱塞(18)轴瓦内滚动， 测量静压支承式滚子 ‑轴瓦、 剩余压紧式滚子 ‑轴瓦的泄 漏量， 观测试验后静压支承式滚子 ‑轴瓦、 剩余压紧式滚子 ‑轴瓦表面的磨损形貌变化规律， 从而模拟静压支承式滚子 ‑轴瓦、 动压润滑式滚子 ‑轴瓦、 剩余压紧式的滚子 ‑轴瓦副结构的 工作性能； 其中： 在静压支承式滚子 ‑轴瓦副试验中， 静压支承式滚子 ‑轴瓦副的结构参数包括： 固定阻 尼的直径为Dr， 长度Lr， 柱塞直径Dz， 以及支承腔宽度W， 根据设计计算结果， 先加 工对应尺 寸的主轴轴瓦和滚子， 安装后装入柱塞缸12 内， 滚子19受内曲线试验轨道10作用在轴瓦内 滚动摩擦， 同时柱塞18上腔受液压力作用， 从而实现对滚子 ‑轴瓦副摩擦磨损试验的模拟； 由于剩余压紧式柱塞轴瓦在轴线方向上的投影面积小于柱塞底面积， 静压支承式柱塞轴瓦 的在轴线方向上 的投影面积大于柱塞底面积， 两者只是摩擦副结构不同， 所以剩余压紧式 滚子‑轴瓦副试验的过程和方法与静压支承式滚子 ‑轴瓦副的试验过程完成相同， 剩余压紧 式滚子‑轴瓦副中的支承腔宽度为 Ws； 在动压润滑式滚子 ‑轴瓦副试验中， 动压润滑时滚子 ‑轴瓦副的的结构参数包括： 通过 机加工使滚子 ‑轴瓦半径间隙为Rzw ‑Rg， 滚子(19)的滚动速度为滚子(19)在轴瓦内滚动摩 擦速度， 该速度是由内曲线试验轨道(10)的往复速度决定， 通过调整变频电机(1)的转速实 现， 通过更换不同材 料加工的滚子(19)和柱塞(18)从而测试不同的摩擦磨损性能。 8.根据权利要求1所述液压马达柱塞副摩擦性能试验装置， 其特征在于： 柱塞 ‑缸孔副、 滚子‑轴瓦副运动中摩擦副的相对运动速度调整过程为： 通过调整变频器控制变频电机 (1)， 进而控制减速器(3)输出转速驱动同步带轮(5)使回转曲柄轴(16)以不同的转速运动， 进而带动连杆(17)和滑动平台(9)运动， 滑动平台(9)带动内曲线试验轨道(10)运动， 最终 实现柱塞(18)在柱塞缸(12)内的往复滑动速度， 同时实现滚子(19)在柱塞(18)轴瓦内的滚 动速度， 模拟了柱塞 ‑缸孔副、 滚子 ‑轴瓦副在不同压力和不同速度下工况。 9.根据权利要求1所述液压马达柱塞副摩擦性 能试验装置， 其特征在于： 利用比例溢流 阀调整柱塞缸(12)腔内工作介质的工作压力， 调节工作液体使柱塞(18)受到液压力， 从而 保证滚子(19)压紧在内曲线试验导轨10上； 柱塞缸(12)腔内的工作介质可以是纯水、 乳化 液、 水乙二醇、 抗磨液压油、 海 水， 模拟柱塞 ‑缸孔副、 滚子 ‑轴瓦副在不同粘度液体润滑下试 验的摩擦磨损性能。 10.一种液压马达柱塞副摩擦磨性能试验 装置， 其特 征在于步骤为： a、 首先根据试验目的， 将加工的柱塞(18)、 滚子(19)、 柱塞缸(12)装配完毕后安装在横 板(11)上， 将内曲线试验轨道(10)安装在滑动平台(9)上， 在内曲线试验轨道(10)及其四面 挡板构成储液槽内加入工作液体； b、 开启电源， 启动变频器控制变频电机(1)转动， 变频电机(1)通过联轴器带动减速器 (3)的输出轴转动， 减速器(3)驱动同步带轮(5)带动回转曲柄轴(16)转动， 回转曲柄轴(16) 带动连杆(17)使滑动平台(9)在导轨7 上往复滑动； c、 内曲线试验轨道(10)随滑动平台(9)做往复运动时推动