CN105241653B - 一种排气阀阀片疲劳测试方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种排气阀阀片疲劳测试方法及装置，涉及疲劳测试技术领域。该排气阀阀片疲劳测试方法为，将所述阀片的一端固定，循环进行如下动作：排气动作，采用压缩空气冲击所述阀片的自由端，所述阀片弯曲；复位动作，停止所述压缩空气对所述阀片自由端的冲击，所述阀片的自由端复位。同时提出采用上述方法的排气阀阀片疲劳测试装置。本发明提供的排气阀阀片疲劳测试方法采用压缩空气对阀片进行冲击使得阀片弯曲，能够准确模拟阀片的受力情况，真实的评估排气结构及材料的可靠性，获得准确的测试结果。

Description

一种排气阀阀片疲劳测试方法及装置

技术领域

本发明涉及阀片疲劳测试技术领域，尤其涉及一种排气阀阀片疲劳测试方法以及采用该方法的装置。

背景技术

排气阀片与泵体零部件组合能够建立起吸排气压力，是制冷压缩机中关键的零部件之一。随着压缩机变频技术的推广，单位时间内排气阀片的开启次数明显增加，对阀片的疲劳性能要求越来越高。由于制冷压缩机使用寿命要求10年以上，对于这种要求，阀片疲劳作为泵体的关键零部件，更加需要增加特定的试验来验证阀片材料的可靠性。

从气阀运动规律可知,气阀在开启和关闭时,阀片的速度较大,因而撞击升程限制器或者阀口的速度也较大,意味着能量较大，将阀片的运动轨迹进行分解，在一个周期内每个轨迹点的受力是变化的，以弯曲和冲击作用力为主，见图1所示。

现有制冷压缩机排气阀疲劳寿命试验大部分通过压缩机装机、设计苛刻的测试工况、延长测试时间来评估阀片的弯曲疲劳及冲击疲劳等使用性能，这种方法由于压缩机只有一个或两个排气阀(双缸)，一次实验只能评估1-2个阀片，数量有限，同时，由于压缩机的运行频率受电机及结构的限制不能升高到足够大，压缩机频率决定了加速的效率；另外，虽然是苛刻的工况，其加速因子也不足够是阀片能够出现疲劳极限，因此该方法存在加速因子不足、实验效率低、评估成本高等缺点。

除此之外，也有报道或专利中提到压缩机阀片专用疲劳测试方法。

例如，在一专利中提供了一种疲劳试验机，通过滑块驱动冲头使阀片实现开启和关闭，阀片与冲头始终是接触的，冲头的数量与阀片的数量一致，一次可开展多片阀片的寿命试验，但是该方法主要是模拟阀片的接触式弯曲疲劳性能，阀片的冲击速度较小，且伴有阀片材料表面磨损，与实际不符。

在另一专利中提供了一种压缩机阀片寿命测试装置，通过设置电磁铁，并根据设计需要给电磁铁通以设定的通断电频率，电磁铁就会按设定的频率间断性地吸附阀片，从而使阀片按设定的频率间断性地冲击电磁铁和拍打排气口，主要问题在于现有阀片材料导磁较差，试验效果不明显。

现有的疲劳测试方法均不能准确的模拟阀片的受力情况，因此均不能获得较好的试验效果。

发明内容

本发明的一个目的在于提出一种能够准确模拟阀片的受力情况，获得的结果准确的排气阀阀片疲劳测试方法。

本发明的另一个目的在于提出一种能够准确模拟阀片的受力情况，获得的结果准确的排气阀阀片疲劳测试装置。

为达此目的，一方面，本发明采用以下技术方案：

一种排气阀阀片疲劳测试方法，将所述阀片的一端固定，循环进行如下动作：

排气动作，采用压缩空气冲击所述阀片的自由端，所述阀片弯曲；

复位动作，停止所述压缩空气对所述阀片自由端的冲击，所述阀片的自由端复位。

另一方面，本发明采用以下技术方案：

一种采用如上所述方法的排气阀阀片疲劳测试装置，包括：

阀座，用于固定所述阀片，其上设置有排气孔，所述阀片的自由端贴合于所述排气孔上；

供气装置，用于向所述排气孔间歇性的提供压缩空气。

优选的，所述阀座内设置有至少一个储气腔，所述供气装置向所述储气腔充入压缩空气；

还包括驱动装置，用于驱动所述储气腔运动以使所述储气腔与所述排气孔切断和连通。

优选的，所述阀座包括壳体，所述壳体内沿圆周方向设置有多个所述储气腔，所述壳体上沿圆周方向开有多个排气孔，

所述驱动装置驱动所述储气腔转动，当所述储气腔转至相邻两所述排气孔之间时，所述储气腔与所述排气孔切断，当所述储气腔转至与所述排气孔相对时，所述储气腔与所述排气孔连通。

优选的，所述壳体的第一侧面上开设所述排气孔，与所述第一侧面相对的第二侧面开设充气孔，所述供气装置向所述充气孔充气；

所述壳体内设置有可在所述驱动装置带动下转动的转动盘，所述转动盘的两侧面分别与所述壳体的第一侧面和第二侧面贴合设置，所述转动盘上与所述第二侧面贴合的一侧开设有环形凹槽，所述环形凹槽与所述充气孔连通，所述环形凹槽的槽底上沿圆周方向开设多个通孔，所述通孔形成所述储气腔。

优选的，所述阀片固定于所述壳体的第一侧面的外侧上，所述阀片的外侧还固定设置有阀片限位件。

优选的，所述壳体的第一侧面上与所述阀片相对应的位置处设置有容置槽，所述阀片以及所述阀片限位件均容置于所述容置槽内。

优选的，设置于所述环形凹槽的槽底上的通孔为圆形、椭圆形或腰形。

优选的，设置于所述环形凹槽的槽底上的通孔为2至5个；

所述排气孔为2至4个。

本发明的有益效果为：

本发明提供的排气阀阀片疲劳测试方法采用压缩空气对阀片进行冲击使得阀片弯曲，能够准确模拟阀片的受力情况，真实的评估排气结构及材料的可靠性，获得准确的测试结果。

本发明提供的排气阀阀片疲劳测试装置通过供气装置间歇性的向阀座上的排气孔提供压缩空气，使得阀片完成排气和复位动作，准确模拟阀片的受力情况，真实的评估排气结构及材料的可靠性，获得准确的测试结果。

附图说明

图1是排气阀阀片受力分解示意图；

图2是本发明具体实施例提供的排气阀阀片疲劳测试装置的结构示意图；

图3是本发明具体实施例提供的阀座的结构爆炸图；

图4是本发明具体实施例提供的转动盘的结构示意图；

图5是本发明具体实施例提供的第二阀座的结构示意图；

图6是本发明具体实施例提供的阀片与阀座配合的结构示意图。

图中，1、阀座；11、第一阀座；111、充气孔；12、第二阀座；121、排气孔；122、容置槽；13、固定环；2、阀片；3、转动盘；31、环形凹槽；32、通孔；4、紧固件；5、电机；6、联轴器；7、驱动轴；8、支撑座；9、电机支座；10、试验基座；14、导气管；15、阀片限位件。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本发明提供了一种排气阀阀片疲劳测试方法，其将阀片的一端固定并循环进行如下动作：

排气动作，采用压缩空气冲击阀片的自由端，使得阀片弯曲，模拟阀片排气时的形态；

复位动作，停止压缩空气对阀片自由端的冲击，阀片的自由端复位，模拟阀片停止排气的复位形态。

阀片循环进行上述的排气和复位动作，准确模拟阀片的受力情况，从而真实的评估排气结构及材料的可靠性，获得准确的测试结果。

针对上述方法，本发明还提供了一种排气阀阀片疲劳测试装置。如图2至图6所示，该疲劳测试装置包括阀座1，用于固定阀片2，其上设置有排气孔121，阀片2的自由端贴合于排气孔121上。还包括供气装置(图中未示出)，用于向排气孔121间歇性的提供压缩空气，当向排气孔121提供压缩空气时，压缩空气穿过排气孔121冲击阀片2的自由端，形成排气动作，当停止提供压缩空气时，阀片2形成复位动作。

具体的，可在阀座1内设置至少一个储气腔，供气装置向储气腔充入压缩空气，通过一驱动装置驱动储气腔运动，从而使得储气腔与排气孔121连通和切断，连通时排气，切断时复位。

作为一种优选方式，阀座1包括壳体，壳体内沿圆周方向设置有多个储气腔，壳体上沿圆周方向开有多个排气孔121，驱动装置驱动储气腔转动来实现储气腔与排气孔121连通和切断。当储气腔转至相邻两排气孔121之间时，储气腔与排气孔121切断，当储气腔转至与排气孔121相对时，储气腔与排气孔121连通。

壳体的第一侧面上开设排气孔121，与第一侧面相对的第二侧面开设充气孔111，供气装置的出气口经导气管14连接至充气孔111。优选的，壳体包括固定在一起的呈盘状的第一阀座11、第二阀座12以及呈环状的固定环13，固定环13固定于第一阀座11和第二阀座12之间，从而，第一阀座11的内侧面、第二阀座12的内侧面以及固定环13的内周面共同形成一容腔。第二阀座12上开设排气孔121，第一阀座11上开设充气孔111。

第一阀座11、第二阀座12以及固定环13形成的容腔内设置有可在驱动装置的带动下转动的转动盘3，转动盘3的两侧面分别与第一阀座11和第二阀座12的内侧面贴合设置，转动盘3上与第二阀座12贴合的一侧开设有环形凹槽31，环形凹槽31与充气孔111连通，环形凹槽31的槽底上沿圆周方向开设多个通孔32，由通孔32形成上述的储气腔。

将阀片2固定于第二阀座12的外侧上，其自由端贴合在排气孔121上。在阀片2的外侧还固定设置有阀片限位件15。如图6所示，阀片2和阀片限位件15优选通过紧固件4固定于第二阀座12上。进一步优选的，第二阀座12上与阀片2相对应的位置处设置有容置槽122，阀片2以及阀片限位件15均容置于容置槽122内。容置槽122的形状优选与阀片2和阀片限位件15的外形相同。

驱动装置优选为电机5，电机5的电机轴通过联轴器6连接驱动轴7，驱动轴7与转动盘3连接，优选通过平键连接，驱动轴7转动可带动转动盘3一起转动。

进一步的，驱动轴7穿出阀座1，驱动轴7穿出阀座1的两端转动支撑于支撑座8上，电机5固定于电机支座9上，支撑座8和电机支座9均设置于试验基座10上。

该排气阀阀片疲劳测试装置的使用方法为，开启供气装置，供气装置将压缩气体充入转动盘3的环形凹槽31以及通孔32内，电机5驱动转动盘3转动，当转动盘3上的通孔32与第二阀座12的排气孔121接通时，压缩空气以一定速度冲击阀片2的自由端，阀片2在压缩空气的作用下快速冲击阀片限位件15，实现阀片2弯曲及冲击动作；当转动盘3上的通孔32转过一定角度，通孔32与排气孔121错开，压缩空气通路关闭，阀片2在弹力作用下头部迅速回位，阀片2自由端冲击第二阀座12的排气孔121，实现阀片2弯曲及冲击动作。转动盘3持续转动，就会形成阀片2循环的进行排气和复位动作。阀片2的受力与真实运动形式近似度高，能够真实的评估排气结构及材料的可靠性。

其中设置于环形凹槽31的槽底上的通孔32以及排气孔121的数量不限，通孔32优选为2至5个，排气孔121优选为2至4个。通孔32的形状也不限，优选为圆形、椭圆形或腰形。在一个优选实施例中，通孔32为沿圆周方向均布的四个，排气孔121为沿圆周方向均布的六个，当转动盘3转动360度时，意味着阀片2开启4次，伺服电机60HZ运行时，阀片2的弯曲和冲击频率达到240HZ,该频率远大于压缩机中的实际运行频率，同时，第二阀座12上设置有6个排气孔121，一次实验可以评估6个阀片2。采用该测试装置评估效率高、结构简单，各部分结构与制冷压缩机中的阀片结构基本相同，零件通用性好。

可以理解的是，本文中所述的“内”和“外”均相对于测试装置本身而言。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种排气阀阀片疲劳测试装置，其特征在于，包括：

阀座(1)，用于固定所述阀片(2)，其上设置有排气孔(121)，所述阀片(2)的自由端贴合于所述排气孔(121)上；

供气装置，用于向所述排气孔(121)间歇性的提供压缩空气；

所述阀座(1)包括壳体，所述壳体内沿圆周方向设置有多个储气腔，所述供气装置向所述储气腔充入压缩空气，所述壳体上沿圆周方向开有多个排气孔(121)；驱动装置驱动所述储气腔转动，当所述储气腔转至相邻两所述排气孔(121)之间时，所述储气腔与所述排气孔(121)切断，当所述储气腔转至与所述排气孔(121)相对时，所述储气腔与所述排气孔(121)连通。

2.根据权利要求1所述的排气阀阀片疲劳测试装置，其特征在于：所述壳体的第一侧面上开设所述排气孔(121)，与所述第一侧面相对的第二侧面开设充气孔(111)，所述供气装置向所述充气孔(111)充气；

所述壳体内设置有可在所述驱动装置带动下转动的转动盘(3)，所述转动盘(3)的两侧面分别与所述壳体的第一侧面和第二侧面贴合设置，所述转动盘(3)上与所述第二侧面贴合的一侧开设有环形凹槽(31)，所述环形凹槽(31)与所述充气孔(111)连通，所述环形凹槽(31)的槽底上沿圆周方向开设多个通孔(32)，所述通孔(32)形成所述储气腔。

3.根据权利要求2所述的排气阀阀片疲劳测试装置，其特征在于：所述阀片(2)固定于所述壳体的第一侧面的外侧上，所述阀片(2)的外侧还固定设置有阀片限位件(15)。

4.根据权利要求3所述的排气阀阀片疲劳测试装置，其特征在于：所述壳体的第一侧面上与所述阀片(2)相对应的位置处设置有容置槽(122)，所述阀片(2)以及所述阀片限位件(15)均容置于所述容置槽(122)内。

5.根据权利要求2至4任一项所述的排气阀阀片疲劳测试装置，其特征在于：设置于所述环形凹槽(31)的槽底上的通孔(32)为圆形、椭圆形或腰形。

6.根据权利要求2至4任一项所述的排气阀阀片疲劳测试装置，其特征在于：设置于所述环形凹槽(31)的槽底上的通孔(32)为2至5个；

所述排气孔(121)为2至4个。