1.一种轴向柱塞泵多运动副摩擦磨损试验台,其特征在于,包括测试平台及控制系统,所述测试平台上设置用以装夹并测试的测试单元、向测试单元施加载荷的加载单元及向测试单元供给润滑油的供液单元,所述测试单元包括旋转机构及装夹机构,所述旋转机构用以搭载斜盘(321)或缸体(331),并驱动斜盘(321)或缸体(331)转动,所述装夹机构用以装夹滑靴(322)或配流盘(332),所述加载单元驱动装夹机构向旋转机构方向移动。
2.根据权利要求1所述的一种轴向柱塞泵多运动副摩擦磨损试验台,其特征在于,所述控制系统包括工业控制计算机及与其信号连接的可编程控制器(PLC)、信号采集单元,所述可编程控制器通过第一PLC D/A模块连接第一伺服电机控制器、通过第二PLC D/A模块连接温度控制器、通过第三PLC D/A模块连接加载单元控制器、通过第四PLC D/A模块连接第二伺服电机控制器、通过第五PLC D/A模块连接润滑油供应控制器、通过第六PLC D/A模块连接第三伺服电机控制器,所述信号采集单元连接转速扭矩传感器、温度传感器、液位传感器、位移传感器、力传感器、流量传感器及压力传感器。
3.根据权利要求1所述的一种轴向柱塞泵多运动副摩擦磨损试验台,其特征在于,所述旋转机构包括输入轴(21)、输入轴支架(22)及卡盘(23),输入轴(21)可转动地设置输入轴支架(22)上,所述输入轴(21)一端与第一伺服电机(11)连接并由其驱动,第一伺服电机(11)与输入轴(21)之间设置第一转速扭矩传感器(12),输入轴(21)另一端固定连接卡盘(23),卡盘(23)上卡接斜盘(321)或缸体(331);所述装夹机构包括试件托架(311),试件托架(311)上设置滑槽(312),所述滑槽(312)内可滑移地设置滑移块(314),所述滑移块(314)上承载滑靴(322)或配流盘(332);所述装夹机构还包括润滑油供应装置(541),所述润滑油供应装置(541)包括滑靴润滑油供应室(323)、配流盘润滑油供应室(333)、润滑油供应管(341)及快速接头(342),滑靴(322)通过滑靴润滑油供应室(323)与润滑油供应管(341)连接,所述配流盘(332)通过配流盘润滑油供应室(333)与润滑油供应管(341)连接。
4.根据权利要求3所述的一种轴向柱塞泵多运动副摩擦磨损试验台,其特征在于,所述滑移块(314)的数量为4个,内侧2个滑移块(314)上固定连接夹紧块(315),所述夹紧块(315)与滑移块(314)端部之间形成夹紧槽,所述夹紧槽卡接在滑槽(312)两侧且相对滑槽(312)固定,所述试件托架(311)侧面设置有内螺纹挡板(317),所述内螺纹挡板(317)设置在滑槽(312)的延伸方向上,调整螺栓(318)贯穿内螺纹挡板(317)及试件托架(311)侧壁后与外侧2个滑移块(314)的外侧面抵接,所述调整螺栓(318)与内螺纹挡板(317)螺纹连接。
5.根据权利要求4所述的一种轴向柱塞泵多运动副摩擦磨损试验台,其特征在于,滑靴副试验状态下,滑移块(314)朝向旋转机构一侧连接滑靴夹块(324),2个滑靴夹块(324)之间夹持滑靴(322),滑靴夹块(324)与滑靴(322)之间可拆卸地设置滑靴倾覆角调整环(325),所述滑靴倾覆角调整环(325)设置在滑靴(322)肩部;配流副试验状态下,外侧2个滑移块(314)朝向旋转机构一侧连接配流盘外夹块(334),内侧2个滑移块(314)朝向旋转机构一侧连接配流盘内夹块(335),所述配流盘内夹块(335)与配流盘(332)内孔侧壁抵接、配流盘外夹块(334)夹持在配流盘(332)外侧,所述配流盘内夹块(335)与配流盘(332)内孔之间可拆卸地设置配流盘倾覆角内调整环(337),配流盘外夹块(334)与配流盘(332)外侧面之间可拆卸地设置配流盘倾覆角外调整环(336)。
6.根据权利要求3所述的一种轴向柱塞泵多运动副摩擦磨损试验台,其特征在于,所述加载单元包括加载缸(41)及加载滑轨(42),所述加载滑轨(42)沿平行于输入轴(21)的方向设置,试件托架(311)可滑移地设置在加载滑轨(42)上,且试件托架(311)与加载缸(41)活塞杆端部连接;所述加载单元还包括力传感器及位移传感器。
7.根据权利要求3所述的一种轴向柱塞泵多运动副摩擦磨损试验台,其特征在于,所述供液单元包括第二伺服电机(512)、供油泵(514)、第一油路及第二油路,所述第二伺服电机(512)与供油泵(514)之间设置第二转速扭矩传感器(513),供油泵(514)并联第一溢流阀(515),所述第一油路及第二油路并联设置在供油泵(514)与润滑油供应装置(541)之间,所述第一油路包括沿油液流向依次连接的第一减压阀(521)、第一换向阀(522)、第一压力传感器(523)及第一流量传感器(524),所述第二油路包括沿油液流向依次连接的第二减压阀(531)、第二换向阀(532)、第二压力传感器(533)及第二流量传感器(534)。
8.根据权利要求1所述的一种轴向柱塞泵多运动副摩擦磨损试验台,其特征在于,测试平台上设置具有隔热功能的密封箱(13),所述测试单元设置在密封箱(13)内部,密封箱(13)内部设置温度传感器及用以调整密封箱(13)内温度的温度调节单元;所述密封箱(13)内设置液位传感器。
9.根据权利要求8所述的一种轴向柱塞泵多运动副摩擦磨损试验台,其特征在于,还包括回收单元,所述回收单元包括沿油液流向依次连接的截止阀(61)、回收泵(63)、第二过滤器(65)及第三过滤器(66),所述截止阀(61)与密封箱(13)内腔空间连通,回收泵(63)由第三伺服电机(62)驱动,且回收泵(63)与第二溢流阀(64)并联。
10.一种轴向柱塞泵多运动副摩擦磨损试验方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1.根据运动副试验要求,在测试单元上安装相应的斜盘(321)、滑靴夹块(324)、滑靴倾覆角调整环(325)及滑靴(322)或缸体(331)、配流盘外夹块(334)、配流盘内夹块(335)、配流盘倾覆角外调整环(336)、配流盘倾覆角内调整环(337)及配流盘(332);
S2.加载单元控制器控制加载缸(41)推动试件托架(311)移动,使得滑靴(322)或配流盘(332)抵住斜盘(321)或缸体(331),并向试验运动副施加设定轴向载荷;
S3.在工业控制计算机中选定摩擦试验模式,控制第二伺服电机(512)的动作及第一油路、第二油路的通断,控制润滑油压力,并实时测量润滑油供应流量及压力;
S4.第一伺服电机控制器控制第一伺服电机(11)带动输入轴(21)转动,带动斜盘(321)或缸体(331)转动,进行运动副试验;
S5.当液位传感器检测到密封箱(13)内的润滑油达到阈值时,第三伺服电机控制器控制第三伺服电机(62)驱动回收泵(63),将密封箱(13)内的油液进行回收;在温度控制器的控制下温度调节单元调整密封箱(13)内的温度,使密封箱(13)内达到试验运动副的试验设定温度;
S6.通过信息采集单元采集并记录不同工况下的轴向载荷F、输入轴转矩Mf,输入轴转速ω,试件等效摩擦半径Rs,定义轴向载荷F为0时输入轴转矩M0,则通过式(1)计算摩擦系数;
(1)
在试验前后分别测量试验运动副试验前质量ms1及试验运动副试验后质量ms2,根据式(2)计算试验运动副磨损率 ,
(2)
其中t为试验时间;
提取密封箱(13)内的金属磨屑,观察磨屑的尺寸、形状和组分,测定试验运动副试验前后的表面形貌,判断磨损形式、磨损程度和磨损发生位置,确定摩擦磨损规律和机理;
所述摩擦试验模式包括:
A.干摩擦试验模式:第一油路及第二油路断开,供液单元不向润滑油供应装置(541)供应润滑油;
B.油膜润滑试验模式:第一油路与第二油路至少有一个导通,供液单元向润滑油供应装置(541)供应润滑油,第一减压阀(521)和/或第二减压阀(531)控制供油压力。