[發明專利]直葉片變量泵定子內表面摩擦磨損測試方法

有效

• 申請號: 201910312843.8
• 申請日: 2019-04-18
• 公開（公告）號: CN110095287B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 王志強;黃依凡;孫怡龍;王宇;代裴飛
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G01M13/025
• 分類號: G01M13/025;G01M13/027
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 黃前澤

1.直葉片變量泵定子內表面摩擦磨損測試方法，采用的直葉片變量泵定子內表面摩擦磨損檢測裝置，包括驅動裝置、檢測腔、直葉片、葉片導槽、加載裝置、定子內曲線模擬凸輪、激光發射器、檢測系統和計算機，其特征在于：所述的檢測腔包括檢測腔腔體和檢測腔蓋，檢測腔蓋與檢測腔腔體可拆卸連接；檢測腔腔體材質為有機玻璃，激光發射器固定在檢測腔腔體外；檢測腔腔體的底部開設有放油口，且放油口通過開關閥與檢測通道一端連通；所述的驅動裝置包括第一伺服電機、旋轉軸和第一聯軸器；旋轉軸通過軸承支承在檢測腔腔體的側壁上，第一伺服電機的輸出軸與旋轉軸通過第一聯軸器連接；葉片導槽固定在檢測腔腔體內壁上，所述的葉片導槽包括頂部槽道和底部槽道；直葉片與葉片導槽的底部槽道構成滑動副；葉片導槽采用有機高分子材料；

所述的加載裝置包括第二伺服電機、第二聯軸器、滾珠絲杠、絲杠螺母和加載環；第二伺服電機的底座固定在檢測腔腔體內壁上，第二伺服電機的輸出軸與滾珠絲杠通過第二聯軸器連接；絲杠螺母與滾珠絲杠構成螺旋副，并與加載環固定；所述的滾珠絲杠與直葉片同軸設置；加載環底面與直葉片頂面之間設有彈簧；所述直葉片的底面與定子內曲線輪廓模擬凸輪構成凸輪副；定子內曲線輪廓模擬凸輪通過鍵連接固定在旋轉軸上；

所述的檢測系統包括壓力傳感器、速度傳感器、消光式粒度儀和消光式顆粒計數器；所述的壓力傳感器設置在加載環底面，檢測直葉片和彈簧之間的壓力；所述的速度傳感器檢測第一伺服電機的輸出軸轉速；檢測通道另一端依次連通消光式粒度儀和消光式顆粒計數器；所述的消光式粒度儀檢測液壓油中金屬顆粒的平均粒度，消光式顆粒計數器檢測液壓油中金屬顆粒數目；所述的壓力傳感器、速度傳感器、消光式粒度儀和消光式顆粒計數器的信號輸出端均接計算機；第一伺服電機和第二伺服電機均由計算機控制；

該直葉片變量泵定子內表面摩擦磨損測試方法，具體如下：

步驟一、加工定子內曲線輪廓模擬凸輪，對定子內曲線輪廓模擬凸輪的輪廓進行表面處理；

步驟二、打開檢測腔蓋，將彈簧嵌入葉片導槽的底部槽道內，然后將直葉片裝到葉片導槽的底部槽道內，直葉片上端與彈簧接觸；接著將定子內曲線輪廓模擬凸輪與旋轉軸位于檢測腔腔體內的一端固定，并使得定子內曲線輪廓模擬凸輪的輪廓與直葉片下端接觸；

步驟三、向檢測腔腔體內倒入液壓油，保證液壓油完全浸沒曲線輪廓模擬凸輪和直葉片，然后向液壓油中加入同位素示蹤粒子，打開激光發射器，閉合檢測腔蓋；

步驟四、待同位素示蹤粒子擴散在液壓油中，計算機控制第一伺服電機轉動五圈；計算機記錄壓力傳感器反饋的壓力值，并計算第一伺服電機每圈轉動過程中壓力傳感器反饋的壓力最小值，并求取五個壓力最小值的平均值；

步驟五、降低第一伺服電機的轉速，當壓力傳感器反饋的壓力值達到步驟四中五個壓力最小值的平均值時，計算機控制第一伺服電機停止運動；此時，定子內曲線輪廓模擬凸輪的輪廓最低點與直葉片接觸；

步驟六、計算機控制第二伺服電機開始轉動，當壓力傳感器反饋的壓力值等于計算機設定的壓力值時第二伺服電機停止運動；計算機設定的壓力值等于直葉片變量泵實際工作時定子內輪廓上距離轉子輪廓圓圓心最遠點與直葉片接觸時的壓力值；

步驟七、第一伺服電機按照計算機設定的輸出轉速和轉動時間轉動，定子內曲線輪廓模擬凸輪開始轉動；

步驟八、定子內曲線輪廓模擬凸輪和直葉片摩擦過程中，液壓油里的同位素示蹤粒子吸附在從定子內曲線輪廓模擬凸輪或直葉片上脫落的金屬顆粒上；

步驟九、第一伺服電機達到轉動時間后停止，打開放油口處的開關閥，檢測腔腔體內的液壓油通過檢測通道，并依次經消光式粒度儀和消光式顆粒計數器后排出，消光式粒度儀檢測脫落的金屬顆粒粒徑，消光式顆粒計數器檢測脫落的金屬顆粒數量；

步驟十、液壓油排盡后，打開檢測腔蓋，取下曲線輪廓模擬凸輪、直葉片和彈簧；

步驟十一、計算脫落的所有金屬顆粒總體積為：

其中，D_p為檢測到的所有金屬顆粒粒徑的平均粒徑值，N為檢測到的金屬顆粒數量，K_v為體積修正系數，K_v取值為0.99～1.01；

步驟十二、計算定子內曲線輪廓模擬凸輪及直葉片磨損掉的總質量

m＝VρK_m

其中，ρ為定子內曲線輪廓模擬凸輪及直葉片的密度，K_m為質量修正系數，K_m取值為0.99～1.01；

所述定子內曲線輪廓模擬凸輪的輪廓由定子內輪廓圓的半徑R、轉子輪廓圓半徑r、定子內輪廓圓圓心與轉子輪廓圓圓心的距離a和轉子輪廓圓圓心到葉片運動槽中心線的垂直距離b決定，具體由公式(1)和(2)聯立得到：

其中，x為轉子相對豎直朝上的初始線轉過的角度，y為葉片運動槽外端沿直葉片運動方向到定子內輪廓的距離，e為定子內輪廓圓圓心與轉子輪廓圓圓心在葉片運動槽中心線上的投影的距離。