CN104842295B - 一种用于销盘试验机活塞环的自调心夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于销盘试验机活塞环的自调心夹具，包括圆柱形的子夹具、母夹具、自调心钢珠，子夹具的上部开设活塞环试样固定槽，子夹具的下端中心处开设第一圆锥孔。母夹具的上部为圆柱槽状，该圆柱槽的内径大于子夹具的直径，圆柱槽的槽中心处开设第二圆锥孔。子夹具安装在母夹具的圆柱槽中，通过自调心钢珠连接第一圆锥孔和第二圆锥孔，自调心钢珠的直径大于第一圆锥孔、第二圆锥孔的底面直径。通过螺钉将子夹具与圆柱槽的侧壁固定。本发明自调心夹具，使弧形等不规则截面形状的活塞环试样便于装夹，同时更准确地调整活塞环试样的位置，有助于研究改善缸套内表面和活塞环表面的摩擦特性，以提高内燃机的工作性能。

Description

一种用于销盘试验机活塞环的自调心夹具

技术领域

本发明属于销盘试验机制作领域，尤其涉及一种用于销盘试验机活塞环的自调心夹具。

背景技术

内燃机中缸套和活塞环摩擦副的摩擦性能好坏，关系到内燃机的质量。内燃机在工作时为了保证热能可以最大限度的转化为机械能，使得内燃机拥有更好的工作效率，应当将缸套和活塞环保持良好的密封性能。但是活塞在缸套里的往复运动带动活塞环与缸套形成摩擦，若活塞环与缸套的间隙太小，摩擦就会增大，进而增大了能量的损失。另外，其相互摩擦做功时，缸套内壁温度上升，直接影响其使用寿命。研究表明：内燃机在工作过程中因缸套-活塞环摩擦副引起的摩擦功耗占整个发动机摩擦功耗的45%~65%。为了提高内燃机的质量、延长其使用寿命，对缸套-活塞环摩擦副的摩擦性能进行了大量研究工作。

目前应用各种先进技术，对缸套内表面和活塞环表面进行微处理，改善其摩擦特性，以提高内燃机的工作性能。但现有的夹具仅仅只能装夹矩形等规则截面形状的活塞环，对于弧形等不规则截面形状则很难装夹。同时现有夹具装夹时，接触点是活塞环的最高点，而不是中间点。这就表示无法保证磨痕处于中间位置。 针对现有技术上存在的不足，设计了一种用于销盘试验机活塞环的自调心夹具。

发明内容

本发明针对现有技术中的问题，提供一种用于销盘试验机活塞环的自调心夹具，使弧形等不规则截面形状的活塞环试样便于装夹，同时更准确地调整活塞环试样的位置，有助于改善缸套内表面和活塞环表面的摩擦特性，以提高内燃机的工作性能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于销盘试验机活塞环的自调心夹具，包括圆柱形的子夹具、母夹具、自调心钢珠，子夹具的上部开设活塞环试样固定槽，子夹具的下端中心处开设第一圆锥孔，第一圆锥孔尖角朝上；母夹具的上部为圆柱槽状，该圆柱槽的内径大于子夹具的直径，圆柱槽的槽中心处开设第二圆锥孔，第二圆锥孔尖角朝下，子夹具安装在母夹具的圆柱槽中，（将自调心钢珠安装于第一圆锥孔和第二圆锥孔所形成的自由空间内，）通过自调心钢珠连接第一圆锥孔和第二圆锥孔，自调心钢珠为规则球形，自调心钢珠的直径大于第一圆锥孔的底面直径，自调心钢珠的直径大于第二圆锥孔的底面直径（通过自调心钢珠调整子夹具的位置）；圆柱槽外周表面开设第一螺纹通孔，通过第一螺钉将子夹具与圆柱槽的侧壁固定。（子夹具可以在圆柱槽内部自由转动，通过第一螺钉的松紧可调整子夹具与圆柱槽的相对固定位置。）

按上述技术方案，第一圆锥孔锥角大于第二圆锥孔锥角，第二圆锥孔深度大于第一圆锥孔深度。达到自调心钢珠在第二圆锥孔里容易固定，在第一圆锥孔里能容易转动的目的。

按上述技术方案，圆柱槽外周表面开设的第一螺纹通孔的数目为3个。

按上述技术方案，子夹具上部的圆柱侧面上开设安装平面，安装平面与活塞环试样固定槽的侧面平行，安装平面上设有2个螺纹孔，2个螺钉穿过2个螺纹孔将活塞环试样固定在子夹具上部的活塞环试样固定槽中。

按上述技术方案，母夹具的底座开设工形槽，螺栓穿过工形槽将母夹具固定在销盘试验机上。

按上述技术方案，所述工形槽的数量为2个，对应的螺栓的数量为2个。

按上述技术方案，垂直于安装平面开设定位销孔，定位销穿过定位销孔，对安装在活塞环试样固定槽中的活塞环试样进行固定。

本发明产生的有益效果是：本发明用于销盘试验机活塞环的自调心夹具，使弧形等不规则截面形状的活塞环试样便于装夹，同时更准确地调整活塞环试样的位置，有助于研究改善缸套内表面和活塞环表面的摩擦特性，以提高内燃机的工作性能。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例自调心夹具的子夹具轴侧图；

图2是本发明实施例自调心夹具中的自调心钢珠向母夹具中装配过程示意图；

图3是本发明实施例自调心夹具的局部剖面图；

图4是本发明实施例自调心夹具的母夹具俯视图；

图5是本发明实施例自调心夹具的子夹具剖视图；

图6是活塞环装夹示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例中，提供一种用于销盘试验机活塞环的自调心夹具，包括圆柱形的子夹具、母夹具、自调心钢珠，子夹具的上部开设活塞环试样固定槽，子夹具的下端中心处开设第一圆锥孔，第一圆锥孔尖角朝上。母夹具的上部为圆柱槽状，该圆柱槽的内径大于子夹具的直径，圆柱槽的槽中心处开设第二圆锥孔，第二圆锥孔尖角朝下，子夹具安装在母夹具的圆柱槽中，将自调心钢珠安装于第一圆锥孔和第二圆锥孔所形成的自由空间内，通过自调心钢珠连接第一圆锥孔和第二圆锥孔，通过自调心钢珠调整子夹具的位置，自调心钢珠为规则球形，自调心钢珠的直径大于第一圆锥孔的底面直径，自调心钢珠的直径大于第二圆锥孔的底面直径。圆柱槽外周表面开设第一螺纹通孔，通过第一螺钉将子夹具与圆柱槽的侧壁固定。子夹具可以在圆柱槽内部自由转动，通过第一螺钉的松紧可调整子夹具与圆柱槽的相对固定位置。

其中，第一圆锥孔锥角大于第二圆锥孔锥角，第二圆锥孔深度大于第一圆锥孔深度。第一圆锥孔与第二圆锥孔的大小、形状不相同，可以保证子夹具与母夹具之间留有间隙。便于自调心钢珠与第一圆锥孔、第二圆锥孔的配合。

进一步地，圆柱槽外周表面开设的第一螺纹通孔的数目为3个，使子夹具与圆柱槽之间的固定连接比较稳定。

进一步地，子夹具上部的圆柱侧面上开设安装平面，安装平面与活塞环试样固定槽的侧面平行，安装平面上设有2个螺纹孔，2个螺钉穿过2个螺纹孔将活塞环试样固定在子夹具上部的活塞环试样固定槽中。螺钉穿过螺纹孔与活塞环试样接触，调整位置并夹紧。

其中，母夹具的底座开设工形槽，螺栓穿过工形槽将母夹具固定在销盘试验机上。螺栓可按要求在工形槽中不同区域内对自调心夹具进行固定，进而调整自调心夹具在销盘试验机上的固定位置。

进一步地，工形槽的数量为2个，对应的螺栓的数量为2个。

进一步地，垂直于安装平面开设定位销孔，定位销穿过定位销孔，对安装在活塞环试样固定槽中的活塞环试样进行固定。

本发明的较佳实施例中，如图1-图6，子夹具1为高度18mm、直径15mm的圆柱体，由其上端面的直径为中间线向底端开有宽为3mm深为7mm的活塞环试样固定槽，将活塞环试样放入其中，同时在活塞环试样固定槽的平行方向开设一安装平面12，使得安装平面可以开2个螺纹孔4，2个螺钉分别穿过2个螺纹孔将活塞环试样固定在子夹具上部的活塞环试样固定槽中。在子夹具底部中心处开设孔深为2.5mm的第一圆锥孔13。母夹具2是由圆柱槽和底座焊接而成，底座长45mm、宽25mm、高12mm。底座上开有2个工形槽8，螺栓7穿过工形槽将母夹具固定在销盘试验机上，母夹具上部是外径25mm、内径18mm、高10mm的圆柱槽22构成，圆柱槽内部底端面中心处开有孔深4mm的第二圆锥孔，第一圆锥孔锥角大于第二圆锥孔锥角，尺寸大小可根据情况调整。圆柱槽外周表面开设3个第一螺纹通孔6，通过3个第一螺钉对子夹具进行固定。自调心钢珠3为直径为6mm的规则球形钢珠，将自调心钢珠3安装于子夹具底部的第一圆锥孔和母夹具顶部的第二圆锥孔所形成的自由空间内，通过自调心钢珠3连接子夹具1与母夹具2，子夹具可以在母夹具内部自由转动。垂直于安装平面开设定位销孔5，定位销穿过定位销孔，对安装在活塞环试样固定槽中的活塞环试样进行固定。

与现有技术相比，本发明实施例采用活塞环的材料做成标准试样或者是活塞环截取试样进行摩擦，节约成本，提高效率。本发明用于销盘试验机活塞环的自调心夹具能很好地保证活塞环试样的摩擦面处于良好的接触状态，且摩擦方向和机件工作时保持一致，良好地模拟出活塞环和缸套接触时的真实情况。本发明主要体现出对活塞环试样定位精准且方便快捷，使得没有装夹经验的人也能实现很好的定位。进而更好的提高活塞环试验结果的准确性。这将能更好了解所选活塞环的耐磨性能，对提高发动机的性能至关重要。同时本发明自调心夹具在结构上便于安装和人工操作，适用于不同截面形状的活塞环试样，而且能够根据不同的活塞环试样形状，自动找到接触位置。同时能够调节活塞环试样（从活塞环上截取的试样）达到理想的位置上进行实验。本发明采用的螺纹连接件具有通用性强，采购更换便捷等特点。

本发明实施例中，子夹具、母夹具的装夹过程为：子夹具放入母夹具圆柱槽中，子夹具与母夹具的相对处分别开有尺寸、大小不同的第一圆锥孔和第二圆锥孔，第一圆锥孔和第二圆锥孔之间放有一个自调心钢珠，自调心钢珠能快速定位到子夹具、母夹具两夹具的中心处，通过自调心钢珠调整子夹具的位置，进一步将活塞环试样调节到实验时的理想位置。通过自调心钢珠调整子夹具的位置后，用第一螺钉将子夹具与母夹具固定在一起，通过第一螺钉的松紧即可调整子夹具的位置。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于销盘试验机活塞环的自调心夹具，其特征在于，包括圆柱形的子夹具、母夹具、自调心钢珠，子夹具的上部开设活塞环试样固定槽，子夹具的下端中心处开设第一圆锥孔，第一圆锥孔尖角朝上；母夹具的上部为圆柱槽状，该圆柱槽的内径大于子夹具的直径，圆柱槽的槽中心处开设第二圆锥孔，第二圆锥孔尖角朝下，子夹具安装在母夹具的圆柱槽中，通过自调心钢珠连接第一圆锥孔和第二圆锥孔，自调心钢珠的直径大于第一圆锥孔的底面直径，自调心钢珠的直径大于第二圆锥孔的底面直径；圆柱槽外周表面开设第一螺纹通孔，通过第一螺钉将子夹具与圆柱槽的侧壁固定。

2.根据权利要求1所述的用于销盘试验机活塞环的自调心夹具，其特征在于，第一圆锥孔锥角大于第二圆锥孔锥角，第二圆锥孔深度大于第一圆锥孔深度。

3.根据权利要求1或2所述的用于销盘试验机活塞环的自调心夹具，其特征在于，圆柱槽外周表面开设的第一螺纹通孔的数目为3个。

4.根据权利要求1或2所述的用于销盘试验机活塞环的自调心夹具，其特征在于，子夹具上部的圆柱侧面上开设安装平面，安装平面与活塞环试样固定槽的侧面平行，安装平面上设有2个螺纹孔，2个螺钉穿过2个螺纹孔将活塞环试样固定在子夹具上部的活塞环试样固定槽中。

5.根据权利要求4所述的用于销盘试验机活塞环的自调心夹具，其特征在于，母夹具的底座开设工形槽，螺栓穿过工形槽将母夹具固定在销盘试验机上。

6.根据权利要求5所述的用于销盘试验机活塞环的自调心夹具，其特征在于，所述工形槽的数量为2个，对应的螺栓的数量为2个。

7.根据权利要求4所述的用于销盘试验机活塞环的自调心夹具，其特征在于，垂直于安装平面开设定位销孔，定位销穿过定位销孔，对安装在活塞环试样固定槽中的活塞环试样进行固定。