CN105547843B - 一种密封零部件的试验装置和试验系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及密封零部件测试领域，公开了一种密封零部件的试验装置，其包括非标缸盖、转接法兰盘、推杆、活塞、工作腔体和试验考核件等零部件；所述活塞位于所述工作腔体内，所述推杆的一端穿过所述转接法兰盘与所述活塞连接，所述推杆的另一端位于所述非标缸盖的空腔内；所述试验考核件通过连接件竖直设置在所述工作腔体内；本发明还公开了一种利用所述密封零部件的试验装置的试验系统。本发明通过模拟密封零部件实际工况下的工作状态，达到真实考察零部件密封性的目的，有效地缩短密封件研发时间，从而达到省时、省力、省钱目的。
Description
技术领域
本发明涉及密封零部件的测试技术领域，特别是涉及一种密封零部件的试验装置和试验系统。
背景技术
通常对塞类零部件的密封耐久考核是将零部件装在工装上，用夹具固定台面上，使用触杆给一特定力，将塞类零部件压出，测量压出力和塞类变形量。
如图1所示，将密封零部件1按规定要求装在零部件工装4上，夹具5用螺栓与试验台6的振动台面联接，然后通过动力输出装置2给触杆3一固定力，观察密封零部件1变形，不断记录力的数据，统计出压出力的大小，从而完成对密封零部件1的振零部件考核。然而，密封零部件1的密封性不仅与自身的结构形状材料有关，还与密封零部件1的实际工作温度有关。一般零部件的材料特性随温度的变化而变化，通常材料的屈服强度随温度的升高而降低。在常温下进行压出试验的零部件由于忽略了温度对其密封的影响，而且受力不均，密封零部件1容易变形，不能直观推算出可靠的边界。整机耐久试验虽然能实际考核塞类零部件的密封性，但验证时间周期较长，需要大量的人力、物力，影响零部件考核的因素较多，不能单纯针对塞类密封件进行细致考核分析。即目前的两种零部件考核方法并不能全面的考核出零部件的实际使用性能。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是如何真实考核出零部件的耐久性能，而且有效地缩短密封件研发时间，从而达到省时、省力、省钱目的。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种密封零部件的试验装置，其包括非标缸盖、转接法兰盘、推杆、活塞、工作腔体和试验考核件；
所述非标缸盖包括端盖和沿所述端盖向一侧延伸的第一环状体和与所述第一环状体同轴设置的第二环状体，所述第一环状体与第二环状体间隔设置，所述第一环状体与第二环状体之间的空间形成第一空腔，所述第二环状体的内部空间形成第二空腔，所述端盖上设有进油阀门和出油阀门，所述第一环状体的侧壁上部设有进液接头，侧壁下部设有第一出液接头；
所述转接法兰盘包括第一法兰连接端和第二法兰连接端以及连通所述第一法兰连接端和第二法兰连接端的水平通道；
所述第一法兰连接端与所述第一环状体和第二环状体的端部分别通过紧固件连接，所述第二法兰连接端与所述工作腔体的端壁通过紧固件连接；
所述活塞位于所述工作腔体内，所述推杆的一端穿过所述转接法兰盘的水平通道与所述活塞连接，所述推杆的另一端位于所述第二环状体的第二空腔内；
所述试验考核件通过连接件竖直设置在所述工作腔体内，所述试验考核件将所述工作腔体分隔为工作腔和观察腔，所述工作腔的侧壁上部设有放气阀、第一温度传感器和加热器，所述观察腔的侧壁下部设有放液阀，所述观察腔的侧壁上部设有透明钢化玻璃，所述活塞位于所述工作腔内。
其中，所述工作腔的侧壁下部设有第二出液接头。
其中，还包括非标法兰、挡板和盖板，所述非标法兰的中部设有容纳所述试验考核件的环形空腔，所述试验考核件密封设于所述非标法兰的环形空腔内，所述非标法兰与所述挡板固定连接，所述工作腔体的下部内壁设有固定所述挡板下端的凹槽，所述工作腔体的上部侧壁设有定位所述挡板上端的通孔，所述盖板盖设在所述通孔上，并抵紧所述挡板，将所述挡板密封在所述工作腔体内。
其中，所述观察腔的侧壁铺设有过滤海绵。
其中，所述推杆位于所述第二空腔内的一端套设有缓冲弹簧。
其中，所述非标缸盖与转接法兰盘、非标缸盖与推杆、工作腔体与活塞、工作腔体与挡板、非标法兰与挡板均采用高压密封连接。
本发明还提供一种密封零部件的试验系统，其包括上述技术方案所述的密封零部件的试验装置，还包括液压作动台、液压泵、水箱、散热器、第二温度传感器和控制器；所述液压作动台的出油口通过高压进油管与所述密封零部件的试验装置的进油阀门相连，所述密封零部件的试验装置的出油阀门通过低压回油管与所述液压作动台的回油口相连，所述高压进油管上设有压力传感器，所述液压泵的进液端与所述水箱相连，所述液压泵的出液端通过第一电磁阀与所述进液接头连接，所述液压泵的出液端通过第二电磁阀与所述第二出液接头连接，所述液压泵的出液端通过第三电磁阀与所述放液阀连接，所述第一出液接头通过管道与所述散热器连接，所述放液阀还与所述散热器连接，所述第二温度传感器设于所述水箱中，所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、压力传感器、液压泵、加热器、第一温度传感器和第二温度传感器分别与所述控制器相连。
其中，还包括电风扇，所述电风扇正对着所述散热器的一侧，所述电风扇与所述控制器相连。
其中，所述水箱中装有染色的防冻液。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明提供的一种密封零部件的试验装置和试验系统，通过一套完整的试验系统和试验装置，在零部件密封验证考核中通过液压作动台引入较高的液体压力，将固定于一密闭空间内的零部件加热至实际使用温度，通过有色液体更为细致观察零部件密封性模拟其实际工况下的工作状态，达到真实考察零部件密封性的目的。
附图说明
图1为现有技术密封零部件的试验装置的示意图；
图2为本发明一种密封零部件的试验装置的结构示意图；
图3为本发明一种密封零部件的试验系统的连接关系图。
图1中：1：密封零部件；2：动力输出装置；3：触杆；4：零部件工装；5：夹具；6：试验台。
图2和图3中：1：压力传感器；2：高压进油管；3：低压回油管；4：密封零部件的试验装置；5：控制器；6：第二温度传感器；7：电风扇；8：散热器；9：水箱；10：第一电磁阀；11：液压泵；12：液压作动台；13：进液接头；14：非标缸盖；15：转接法兰盘；16：工作腔体；17：放气阀；18：第一温度传感器；19：加热器；20：盖板；21：非标法兰；22：透视钢化玻璃；23：放液阀；24：过滤海绵；25：试验考核件；26：挡板；27：第二出液接头；28：活塞；29：推杆；30：缓冲弹簧；31：第一出液接头；32：出油阀门；33：进油阀门；34：第二电磁阀；35：第三电磁阀。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图2所示，为本发明提供的一种密封零部件的试验装置，其包括非标缸盖14、转接法兰盘15、推杆29、活塞28、工作腔体16和试验考核件25；
具体地，所述非标缸盖14包括端盖和沿所述端盖向一侧延伸的第一环状体和与所述第一环状体同轴设置的第二环状体，所述第一环状体与第二环状体间隔设置，所述第一环状体与第二环状体之间的空间形成第一空腔，所述第二环状体的内部空间形成第二空腔，所述端盖上设有进油阀门33和出油阀门32，所述第一环状体的侧壁上部设有连通所述第一空腔的进液接头13，其侧壁下部设有连通所述第一空腔的第一出液接头31；通过向所述第一空腔通入冷却液用来冷却非标缸盖14与推杆29之间高温液压油；
所述转接法兰盘15包括第一法兰连接端和第二法兰连接端以及连通所述第一法兰连接端和第二法兰连接端的水平通道，即所述水平通道与所述第一法兰连接端和第二法兰连接端垂直连接；
所述第一法兰连接端与所述第一环状体和第二环状体的端部分别通过紧固件如螺栓连接，所述第二法兰连接端与所述工作腔体16的端壁通过紧固件如螺栓连接，从而使得所述第二空腔、所述水平通道以及所述工作腔体16连通；
所述活塞28位于所述工作腔体16内，所述推杆29的一端穿过所述转接法兰盘15的水平通道与所述活塞28连接，所述推杆29的另一端位于所述第二环状体的第二空腔内，由所述推杆29推动所述活塞28在所述工作腔体16内来回移动；
所述试验考核件25通过连接件竖直设置在所述工作腔体16内，所述试验考核件25将所述工作腔体16分隔为工作腔和观察腔，具体地，所述活塞28位于所述工作腔内，所述工作腔的侧壁上部设有放气阀17、第一温度传感器18和加热器19，放气阀17用于排除密封的工作腔体16内的空气，所述观察腔的侧壁下部设有放液阀23，用于放出多余液体，所述观察腔的侧壁上部设有透明钢化玻璃，方便观察试验考核件25状态，该试验装置设计新颖满足使用要求，方便考核件的更换，直观观察密封件的状态，以保证了零部件密封考核的真实性。
其中，所述工作腔的侧壁下部设有第二出液接头27。
其中，还包括非标法兰21、挡板26和盖板20，所述非标法兰21的中部设有容纳所述试验考核件25的环形空腔，所述试验考核件25密封设于所述非标法兰21的环形空腔内，所述非标法兰21与所述挡板26固定连接，所述工作腔体16的下部内壁设有固定所述挡板26下端的凹槽，所述工作腔体16的上部侧壁设有定位所述挡板26上端的通孔，所述盖板20盖设在所述通孔上，并抵紧所述挡板26，将所述挡板26密封在所述工作腔体16内。
其中，所述观察腔的侧壁铺设有过滤海绵24，过滤海绵24起缓冲、过滤液体杂质作用。
其中，所述推杆29位于所述第二空腔内的一端套设有缓冲弹簧30，起缓震作用。
为了防止泄漏，所述非标缸盖14与转接法兰盘15、非标缸盖14与推杆29、工作腔体16与活塞28、工作腔体16与挡板26、非标法兰21与挡板26均采用高压密封连接。
如图3所示，本发明还提供了一种密封零部件的试验系统，其包括上述技术方案所述的密封零部件的试验装置4，其还包括液压作动台12、液压泵11、水箱9、散热器8、第二温度传感器6和控制器5；所述液压作动台12的出油口通过高压进油管2与所述密封零部件的试验装置4的进油阀门33相连，所述密封零部件的试验装置4的出油阀门32通过低压回油管3与所述液压作动台12的回油口相连，所述高压进油管2上设有压力传感器1，所述液压泵11的进液端与所述水箱9相连，所述液压泵11的出液端通过第一电磁阀10与所述进液接头13连接，所述液压泵11的出液端通过第二电磁阀34与所述第二出液接头27连接，所述液压泵11的出液端通过第三电磁阀35与所述放液阀23连接，所述第一出液接头31通过管道与所述散热器8连接，所述放液阀23还与所述散热器8连接，所述第二温度传感器6设于所述水箱9中，所述第一电磁阀10、第二电磁阀34、第三电磁阀35、压力传感器1、液压泵11、加热器19、第一温度传感器18和第二温度传感器6分别与所述控制器5相连，由所述控制器5控制所述各个部件工作，形成闭环控制系统。该系统通过高温、高压液体对零部件加载，进行耐久性能考核；通过系统设计和试验装置设计，使零部件在加热、高压下同时进行耐久试验，合理的循环系统布置液体介质能够循环利用，有效的控制系统能实时监控。
其中，还包括电风扇7，所述电风扇7正对着所述散热器8的一侧，用于加快散热器8散热，所述电风扇7也与所述控制器5相连。
为了便于观察试验考核件25的试验过程，所述水箱9中装有染色的防冻液。
试验前准备工作：首先将活塞28和推杆29调至合适位置，将试验考核件25按照实际工作标准压入非标法兰21(本身孔尺寸、材料与实际状况相符)中，然后与挡板26把紧相连，一起装入工作腔体16内，盖上盖板20压紧；其次水箱9中装有柴油机常用的染色的防冻液，通过液压泵11吸出，此时第二电磁阀34打开、第一电磁阀10和第三电磁阀35关闭，通过液压泵11流量控制活塞28和推杆29位置，放气阀17打开，当液压油充满工作腔体16后，关闭放气阀17、打开出油阀门32，关闭进油阀门33，通过工作腔体16内防冻液压力推动活塞28移动，当工作腔体16内未充满防冻液时，关闭出油阀门32，打开进油阀门33，通过小油压使推杆29移动，当防冻液溢出放气阀17，再关闭放气阀17；最后打开第二电磁阀34，加热器19开始加热到预计温度，通过第一温度传感器18控制液体温度，进入工作状态；
试验工作过程：先保证进油阀门33打开、出油阀门32关闭状态，这时通过控制器5打开液压作动台12、第一电磁阀10打开，带有一定压力和频率的液压油通过高压进油管2进入非标缸盖14内，通过推杆29和活塞280作用在防冻液上，从而传递到试验考核件25；与此同时防冻液通过进液接头13进入非标缸盖14的第一空腔内，对非标缸盖14与推杆29之间的高温液压油进行冷却，通过第一出液接头31、散热器8回到水箱9内，用以冷却非标缸盖14，保证液压油温度平稳；当工作压力大，油温上升时，导致防冻液温度上升，第二温度传感器6测得温度反馈给控制器5，电风扇7打开，散热效率增加，如防冻液温度继续上升超过规定值时，第三电磁阀35也打开，加大液压泵11转速，快速降低温度；当通过透视钢化玻璃22发现泄漏时，通过控制器5，关闭液压作动台12；工作过程中可能出现的情况，工作腔内压力过大，试验考核件25飞出，推杆29和活塞28急行，缓冲弹簧30将会与推杆29接触，减缓速度避免碰撞，非标缸盖14内油压出现急剧下降，引起油压波动，通过压力传感器1反馈给控制器5，关闭液压作动台12。
试验考核完成后：液压作动台12关闭后，加热器19相继关闭，同时打开盖板20，取出挡板26和试验考核件25，工作腔体16内液体通过过滤海绵24(其作用a、过滤试验过程中出现的杂质，b、试验考核件25飞出后给以缓冲碰撞)、放水阀、散热器8流入水箱9内，完成试验。
由以上实施例可以看出，本发明通过在液压作动台12上引入循环系统、控制系统及完整试验装置形成一闭环可调控温度、压力、加载频率完整的试验考核系统，能将待考核的零部件加热至所需温度、并能提供实际工作压力和相应加载频率进行耐久考核试验，而且通过试验系统能将加热零部件后的防冻液适当降温冷却后再重新使用，还能冷却高频率、高压力的液压油，减少了防冻液物质浪费和液体散热导致的能源浪费。
零部件密封考核系统充分考虑了温度、压力对零部件耐久性能的影响，相比于常温下的零部件试验，能够更全面的考核零部件在高温、高压工况下的耐久性能，对零部件的改进和设计具有更准确的指导意义。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种密封零部件的试验装置，其特征在于，包括非标缸盖、转接法兰盘、推杆、活塞、工作腔体和试验考核件；
所述非标缸盖包括端盖和沿所述端盖向一侧延伸的第一环状体和与所述第一环状体同轴设置的第二环状体，所述第一环状体与第二环状体间隔设置，所述第一环状体与第二环状体之间的空间形成第一空腔，所述第二环状体的内部空间形成第二空腔，所述端盖上设有进油阀门和出油阀门，所述第一环状体的侧壁上部设有进液接头，侧壁下部设有第一出液接头；
所述转接法兰盘包括第一法兰连接端和第二法兰连接端以及连通所述第一法兰连接端和第二法兰连接端的水平通道；
所述第一法兰连接端与所述第一环状体和第二环状体的端部分别通过紧固件连接，所述第二法兰连接端与所述工作腔体的端壁通过紧固件连接；
所述活塞位于所述工作腔体内，所述推杆的一端穿过所述转接法兰盘的水平通道与所述活塞连接，所述推杆的另一端位于所述第二环状体的第二空腔内；
所述试验考核件通过连接件竖直设置在所述工作腔体内，所述试验考核件将所述工作腔体分隔为工作腔和观察腔，所述工作腔的侧壁上部设有放气阀、第一温度传感器和加热器，所述观察腔的侧壁下部设有放液阀，所述观察腔的侧壁上部设有透明钢化玻璃，所述活塞位于所述工作腔内。
2.根据权利要求1所述的密封零部件的试验装置，其特征在于，所述工作腔的侧壁下部设有第二出液接头。
3.根据权利要求1所述的密封零部件的试验装置，其特征在于，还包括非标法兰、挡板和盖板，所述非标法兰的中部设有容纳所述试验考核件的环形空腔，所述试验考核件密封设于所述非标法兰的环形空腔内，所述非标法兰与所述挡板固定连接，所述工作腔体的下部内壁设有固定所述挡板下端的凹槽，所述工作腔体的上部侧壁设有定位所述挡板上端的通孔，所述盖板盖设在所述通孔上，并抵紧所述挡板，将所述挡板密封在所述工作腔体内。
4.根据权利要求1所述的密封零部件的试验装置，其特征在于，所述观察腔的侧壁铺设有过滤海绵。
5.根据权利要求1所述的密封零部件的试验装置，其特征在于，所述推杆位于所述第二空腔内的一端套设有缓冲弹簧。
6.根据权利要求1所述的密封零部件的试验装置，其特征在于，所述非标缸盖与转接法兰盘、非标缸盖与推杆、工作腔体与活塞、工作腔体与挡板、非标法兰与挡板均采用高压密封连接。
7.一种密封零部件的试验系统，其特征在于，包括如权利要求2所述的密封零部件的试验装置，还包括液压作动台、液压泵、水箱、散热器、第二温度传感器和控制器；所述液压作动台的出油口通过高压进油管与所述密封零部件的试验装置的进油阀门相连，所述密封零部件的试验装置的出油阀门通过低压回油管与所述液压作动台的回油口相连，所述高压进油管上设有压力传感器，所述液压泵的进液端与所述水箱相连，所述液压泵的出液端通过第一电磁阀与所述进液接头连接，所述液压泵的出液端通过第二电磁阀与所述第二出液接头连接，所述液压泵的出液端通过第三电磁阀与所述放液阀连接，所述第一出液接头通过管道与所述散热器连接，所述放液阀还与所述散热器连接，所述第二温度传感器设于所述水箱中，所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、压力传感器、液压泵、加热器、第一温度传感器和第二温度传感器分别与所述控制器相连。
8.根据权利要求7所述的密封零部件的试验系统，其特征在于，还包括电风扇，所述电风扇正对着所述散热器的一侧，所述电风扇与所述控制器相连。
9.根据权利要求8所述的密封零部件的试验系统，其特征在于，所述水箱中装有染色的防冻液。
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