CN105841890A - 一种气缸密封机械疲劳试验装置 - Google Patents

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兰银在
王根全
靳永标
李鹏
文洋
赵志强
张小良
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Abstract

本发明提供了一种气缸密封机械疲劳试验装置，包括气缸盖、气缸垫、机体、气缸套、活塞、活塞销和密封圈；机体上开设有一气缸内腔，气缸套嵌套在气缸内腔的侧壁上；气缸垫呈环形，并垫设在气缸套上端的外侧，该气缸垫包括基体和固设在基体外表面的橡胶层；气缸盖固定在机体上，并通过气缸垫与气缸套的上端密封，该气缸盖上设有与气缸内腔连通的高压油加载入口；活塞安装在气缸套内，并通过密封圈与气缸套密封，该活塞的上端配合气缸套和气缸盖构成燃烧室，该活塞的下端安装有活塞销。本发明所述的气缸密封机械疲劳试验装置，既解决了试验过程中气缸密封的有效性问题，又解决了气缸盖在加载模拟中与实机状态不一致的问题。

Description

一种气缸密封机械疲劳试验装置
技术领域
本发明属于气缸密封试验装置技术领域，尤其是涉及一种气缸密封机械疲劳试验装置。
背景技术
目前，针对气缸盖机械疲劳试验过程中，气缸密封主要采取的措施就是用环形垫片或者胶圈密封。前者随着加载压力的提升，已经不能够满足气缸密封的要求，高压油渗漏，加载不平稳，试验无法正常进行。后者能够满足密封要求，但是气缸盖加载模拟与实机状态相差较多，不能真实的反映气缸盖的受力状态。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种气缸密封机械疲劳试验装置，以有效解决目前气缸盖机械疲劳试验中气缸密封的关键问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种气缸密封机械疲劳试验装置，包括气缸盖、气缸垫、机体、气缸套、活塞、活塞销和密封圈；
所述机体上开设有一气缸内腔，所述气缸套嵌套在所述气缸内腔的侧壁上，并与所述机体固定连接；
所述气缸垫是整体式垫片，上面开设有水孔、油孔和螺栓孔，燃烧室周围呈环形，并垫设在所述气缸套上端的外侧，该气缸垫包括基体和固设在所述基体外表面的橡胶层；
所述气缸盖固定在所述机体上，并通过所述气缸垫与所述气缸套的上端密封，该气缸盖上设有与所述气缸内腔连通的高压油加载入口；
所述活塞安装在所述气缸套内，并通过密封圈与所述气缸套密封，该活塞的上端配合所述气缸套和气缸盖构成燃烧室，该活塞的下端安装有活塞销。
进一步的，所述基体的横截面包括一矩形和至少一个与所述矩形共用底边的等腰梯形。
进一步的，所述基体的横截面包括一个矩形和一个下底边在所述矩形的上边上的等腰梯形，该等腰梯形的上底边长度小于下底边长度。
进一步的，所述基体的横截面包括一个矩形和一个上底边在所述矩形的下边上的等腰梯形，该等腰梯形的上底边长度大于下底边长度。
进一步的，所述基体的横截面包括一个矩形、一个下底边在所述矩形的上边上的第一等腰梯形和一个上底边在所述矩形的下边上的第二等腰梯形，所述第一等腰梯形的上底边长度小于下底边长度，所述第二等腰梯形的上底边长度大于下底边长度。
进一步的，所述密封圈包括第一密封圈、第二密封圈和第三密封圈，所述第一密封圈的横截面呈矩形，第二密封圈的横截面呈梯形，第三密封圈的横截面呈圆形，所述第一密封圈、第二密封圈和第三密封圈依次固定在所述活塞侧表面上对应的环形凹槽内，并与对应的环形凹槽相配合。
进一步的，所述基体的材质为SPCC钢板。
进一步的，所述橡胶层的厚度为0.3mm～0.5mm。
进一步的，所述气缸垫上开设有由上端贯穿至下端的螺栓孔，该螺栓孔与气缸盖和机体上的螺栓孔相匹配。
相对于现有技术，本发明所述的气缸密封机械疲劳试验装置具有以下优势：
(1)本发明所述的气缸密封机械疲劳试验装置，既解决了试验过程中气缸密封的有效性问题，又解决了气缸盖在加载模拟中与实机状态不一致的问题，一方面能够使气缸盖表面上的表面压力分布适当，另一方面降低了气缸套的变形并且抑制其纵向弯曲，避免了高压油渗漏。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的气缸密封机械疲劳试验装置结构示意图；
图2为图1中A部放大图。
附图标记说明：
1-气缸盖；2-气缸垫；2a-基体；2b-橡胶层；21-矩形；22-第一等腰三角形；23-第二等腰三角形；3-机体；4-气缸套；5-活塞；6-活塞销；7-第一密封圈；8-第二密封圈；9-第三密封圈；10-高压油；11-高压油加载入口；12-燃烧室。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示，本发明包括气缸盖1、气缸垫2、机体3、气缸套4、活塞5、活塞销6和密封圈；
机体3上开设有一气缸内腔，气缸套4嵌套在气缸内腔的侧壁上，并与机体3固定连接；
气缸垫2是整体式垫片，上面开设有水孔、油孔和螺栓孔，燃烧室周围呈环形，并垫设在气缸套4上端的外侧，该气缸垫2包括基体2a和固设在基体2a外表面的橡胶层2b；
气缸盖1固定在机体3上，并通过气缸垫2与气缸套4的上端密封，该气缸盖1上设有与气缸内腔连通的高压油加载入口11；
活塞5安装在气缸套4内，并通过密封圈与气缸套4密封，该活塞5的上端配合气缸套4和气缸盖1构成燃烧室12，该活塞5的下端安装有活塞销6。
基体2a的横截面包括一矩形21和至少一个与矩形21共用底边的等腰梯形。
基体2a的横截面包括一个矩形21和一个下底边在矩形的上边上的等腰梯形，该等腰梯形的上底边长度小于下底边长度。
基体2a的横截面包括一个矩形21和一个上底边在矩形21的下边上的等腰梯形，该等腰梯形的上底边长度大于下底边长度。
基体2a的横截面包括一个矩形21、一个下底边在矩形21的上边上的第一等腰梯形22和一个上底边在矩形21的下边上的第二等腰梯形23，第一等腰梯形22的上底边长度小于下底边长度，第二等腰梯形23的上底边长度大于下底边长度。
密封圈包括第一密封圈7、第二密封圈8和第三密封圈9，第一密封圈7的横截面呈矩形形状，第二密封圈8的横截面呈梯形形状，第三密封圈9的横截面呈圆形形状，第一密封圈7、第二密封圈8和第三密封圈9依次固定在活塞侧表面上对应的环形凹槽内，并与对应的环形凹槽相配合。
基体2a的材质为SPCC钢板。
橡胶层2b的厚度为0.3mm～0.5mm。
气缸垫2上开设有由上端贯穿至下端的螺栓孔，该螺栓孔与气缸盖1和机体3上的螺栓孔相匹配，用以实现气缸盖1、气缸垫2和机体3的相对固定。
本发明的工作过程为：油管中的高压油10通过气缸盖1上的高压油加载入口11注入燃烧室12，在该密闭空间内，外围的液压设备通过活塞销6及活塞5对高压油10施加载荷，载荷通过高压油10传递给气缸盖1和机体3，模拟气缸在实际工作状态下的应力承受能力；
气缸盖1和机体3之间通过螺栓紧固后，气缸盖1挤压基体2a上端的橡胶层2b，机体3挤压基体2a下端的橡胶层2b，橡胶层2b被压缩，基体2a为橡胶层2b提供支撑，避免橡胶层2b过软而导致的气缸盖1与机体3之间的对碰，实现了气缸盖1与机体3间的良好密封；
当活塞5对高压油10施加载荷时，载荷通过高压油10传递给气缸盖1和机体3，使得气缸盖1和机体3之间有分离的应力，气缸盖1和机体3之间的缝隙在应力的作用下会在一定程度上有所扩大，位于基体2a上端和下端的橡胶层2b随着气缸盖1与机体3之间应力的改变而膨胀和收缩，避免了气缸盖1和机体3之间因缝隙宽度的改变而发生的泄露现象，用以实现气缸盖1与机体3之间的密封。
气缸垫2中矩形21加等腰梯形横截面的设置，既在气缸盖1和机体3之间挤压气缸垫2时为气缸垫2上橡胶层2b的压缩提供了适当的横向延展空间，又为气缸盖1和机体3之间承受载荷时气缸垫2上下两端橡胶层2b的膨胀提供了足够的橡胶层厚度。
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)

1.一种气缸密封机械疲劳试验装置，其特征在于：包括气缸盖(1)、气缸垫(2)、机体(3)、气缸套(4)、活塞(5)、活塞销(6)和密封圈；
所述机体(3)上开设有一气缸内腔，所述气缸套(4)嵌套在所述气缸内腔的侧壁上，并与所述机体(3)固定连接；
所述气缸垫(2)是整体式垫片，上面开设有水孔、油孔和螺栓孔，燃烧室周围呈环形，并垫设在所述气缸套(4)上端的外侧，该气缸垫(2)包括基体(2a)和固设在所述基体(2a)外表面的橡胶层(2b)；
所述气缸盖(1)固定在所述机体(3)上，并通过所述气缸垫(2)与所述气缸套(4)的上端密封，该气缸盖(1)上开设有与所述气缸内腔连通的高压油加载入口(11)；
所述活塞(5)安装在所述气缸套(4)内，并通过密封圈与所述气缸套(4)密封，该活塞(5)的上端配合所述气缸套(4)和气缸盖(1)构成燃烧室(12)，该活塞(5)的下端安装有活塞销(6)。
2.根据权利要求1所述的气缸密封机械疲劳试验装置，其特征在于：所述基体(2a)的横截面包括一矩形(21)和至少一个与所述矩形(21)共用底边的等腰梯形。
3.根据权利要求2所述的气缸密封机械疲劳试验装置，其特征在于：所述基体(2a)的横截面包括一个矩形(21)和一个下底边在所述矩形的上边上的等腰梯形，该等腰梯形的上底边长度小于下底边长度。
4.根据权利要求2所述的气缸密封机械疲劳试验装置，其特征在于：所述基体(2a)的横截面包括一个矩形(21)和一个上底边在所述矩形(21)的下边上的等腰梯形，该等腰梯形的上底边长度大于下底边长度。
5.根据权利要求2所述的气缸密封机械疲劳试验装置，其特征在于：所述基体(2a)的横截面包括一个矩形(21)、一个下底边在所述矩形(21)的上边上的第一等腰梯形(22)和一个上底边在所述矩形(21)的下边上的第二等腰梯形(23)，所述第一等腰梯形(22)的上底边长度小于下底边长度，所述第二等腰梯形(23)的上底边长度大于下底边长度。
6.根据权利要求1所述的气缸密封机械疲劳试验装置，其特征在于：所述密封圈包括第一密封圈(7)、第二密封圈(8)和第三密封圈(9)，所述第一密封圈(7)的横截面呈矩形形状，第二密封圈(8)的横截面呈梯形形状，第三密封圈(9)的横截面呈圆形形状，所述第一密封圈(7)、第二密封圈(8)和第三密封圈(9)依次固定在所述活塞侧表面上对应的环形凹槽内，并与对应的环形凹槽相配合。
7.根据权利要求1所述的气缸密封机械疲劳试验装置，其特征在于：所述基体(2a)的材质为SPCC钢板。
8.根据权利要求1所述的气缸密封机械疲劳试验装置，其特征在于：所述橡胶层(2b)的厚度为0.3mm～0.5mm。
9.根据权利要求1所述的气缸密封机械疲劳试验装置，其特征在于：所述气缸垫(2)上开设有由上端贯穿至下端的螺栓孔，该螺栓孔与气缸盖(1)和机体(3)上的螺栓孔相匹配。
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