CN107605862A - 一种往复运动式活塞密封试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种往复运动式活塞密封试验装置。包括加载液压缸、联接轴、力传感器装置、拉杆、试验液压缸和试验支架；加载液压缸、联接轴、力传感器装置、拉杆、试验液压缸依次联接，试验液压缸的活塞杆上安装有被试验密封件，拉杆联接活塞杆；加载液压缸、联接轴、力传感器装置、拉杆、试验液压缸均固定在试验支架上；加载液压缸通过联接轴、力传感器装置驱动拉杆，拉杆带动活塞杆做往复运动，被试验密封件在试验液压缸的缸筒内壁进行往复运动；力传感器装置用于被试验密封件的摩擦力检测。本发明的有益效果是试验精度高、密封更换简易、试验成本低、维护操作简单。
Description
技术领域
本发明属于机械设备技术领域，涉及一种往复运动式活塞密封试验装置。
背景技术
在一些重大工程领域中，由于更换故障设备的成本较高，所以在要求液压缸设备具有高可靠性的场合，新开发的往复运动式液压缸活塞密封件的寿命及性能需要进行模拟试验。同时新开发的往复运动式液压缸活塞密封件的寿命及性能需要在投入生产及使用前进行寿命及相关性能试验。
发明内容
本发明的目的在于提供一种往复运动式活塞密封试验装置。本发明的有益效果是对于往复运动式液压缸活塞密封件寿命测试精度高、测试设备容易维护。
本发明所采用的技术方案是包括加载液压缸、联接轴、力传感器装置、拉杆、试验液压缸和试验支架；加载液压缸、联接轴、力传感器装置、拉杆、试验液压缸依次联接，试验液压缸的活塞杆上安装有被试验密封件，拉杆联接活塞杆；加载液压缸、联接轴、力传感器装置、拉杆、试验液压缸均固定在试验支架上；加载液压缸通过联接轴、力传感器装置驱动拉杆，拉杆带动活塞杆做往复运动，被试验密封件在试验液压缸的缸筒内壁进行往复运动；力传感器装置用于被试验密封件的摩擦力检测。
进一步，加载液压缸安装有位移传感器，用于行程检测及运行速度的自动控制；试验液压缸上安装有温度传感器及压力传感器，能实时检测被试验密封件的工作环境，能分析工况因素对被试验密封件性能的影响；力传感器装置固定在防转销轴上，防转销轴插入防转槽中，防止试验过程中力传感器装置的转动，保证电气试验设备的安全性。
进一步，加载液压缸通过过盈配合与上轴套相联接，上轴瓦通过过盈配合与上支撑座相联接，上支撑座固定在联接轴上，联接轴通过过盈配合与下轴套相联接，下轴瓦通过过盈配合与下支撑座相联接，下支撑座固定在试验支架上，上轴套、上轴瓦与下轴套、下轴瓦为垂直布置；所述试验液压缸通过过盈配合与试验液压缸轴套相联接，试验液压缸轴瓦通过过盈配合与试验液压缸支撑座相联接，试验液压缸支撑座固定在试验支架上，保证试验液压缸在上下方向上能补偿由于加工及安装带来的误差，提高试验精度。
进一步，缸筒的前端安装有前端盖，前端盖安装有防尘圈、轴密封和静密封，防尘圈防止外部污染物进入试验液压缸中,轴密封和静密封用于防止试验泄漏油液外泄至试验液压缸外；缸筒的前端和后端分别设置有集油槽，集油槽底部分别设置有集油孔，缸筒的中部设置有温度测量孔、压力测量孔以及上出油口和下进油口,后端盖固定在缸筒的后端，后端盖安装有静密封,后端盖的静密封用于防止试验泄漏油液外泄至试验液压缸外；所述活塞杆的中间部位直径小于两端直径。
进一步，拉杆通过螺纹与活塞杆相联接并由背紧螺母固定。
进一步，活塞杆两端设置有导向环、活塞杆静密封、密封环、卡键、卡帽及挡圈，密封环上设置有被试验密封件，密封环通过卡键、卡帽及挡圈固定在活塞杆上；卡键为分体式结构，在同一圆周上分别由若干片组成，卡帽为整体式结构，挡圈用于防止卡帽脱离活塞杆的固定位置。
进一步，试验支架上安装有若干套尼龙固定支架，用于活塞杆的存放。
进一步，上支撑座、下支撑座、联接轴及试验支架之间由固定销轴进行定位，消除由于加工及装配带来的误差，提高加载液压缸的定位精度。
本发明的有益效果是试验精度高、密封更换简易、试验成本低、维护操作简单。
附图说明
图1是往复运动式活塞密封试验装置结构示意图；
图2是往复运动式活塞密封试验装置俯视图；
图3是联接轴上部示意图；
图4是联接轴下部示意图；
图5是试验液压缸连接示意图；
图6是试验液压缸内部结构示意图；
图7是卡键、卡帽及挡圈示意图。
图中，1.加载液压缸，101.位移传感器，102.塞腔油口，103.杆腔油口，2.联接轴，201.上轴套，202.上轴瓦，203.上支撑座，204.下轴套，205.下轴瓦，206.下支撑座，3.力传感器装置，4.拉杆，5.试验液压缸，501.活塞杆，502.缸筒，503.试验液压缸轴套，504.试验液压缸轴瓦，505.试验液压缸支撑座，506.前端盖，507.防尘圈，508.轴密封，509.静密封，510.集油槽，511.集油孔，512.温度测量孔，513.压力测量孔，514.上出油口，515.下进油口，516.后端盖，517.导向环，518.活塞杆静密封，519.密封环，520.卡键，521.卡帽，522.挡圈，5201.第一半圆卡键，5202.第二半圆卡键，6.被试验密封件，7.试验支架，8.温度传感器，9.压力传感器，10.防转销轴，11.防转槽，12.背紧螺母，13.尼龙固定支架，14.固定销轴，15.干油润滑油杯。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
如图1和图2所示，加载液压缸1、联接轴2、力传感器装置3、拉杆4、试验液压缸5依次联接，试验液压缸5的活塞杆501上安装有被试验密封件6，拉杆4联接活塞杆501；加载液压缸1、联接轴2、力传感器装置3、拉杆4、试验液压缸5均固定在试验支架7上；加载液压缸1通过联接轴2、力传感器装置3驱动拉杆4，拉杆5带动活塞杆501做往复运动，被试验密封件6在试验液压缸5的缸筒502内壁进行往复运动；力传感器装置3用于被试验密封件6的摩擦力检测；其中加载液压缸1安装有位移传感器101，用于行程检测及运行速度的自动控制；试验液压缸5上安装有温度传感器8及压力传感器9，能实时检测被试验密封件6的工作环境，能分析工况因素对被试验密封件6性能的影响。力传感器装置4固定在防转销轴10上，防转销轴10插入防转槽11中，防止试验过程中力传感器装置3的转动，保证电气试验设备的安全性。
如图3和图4所示，加载液压缸1通过过盈配合与上轴套201相联接，上轴瓦202通过过盈配合与上支撑座203相联接，上支撑座203固定在联接轴2上，联接轴2通过过盈配合与下轴套204相联接，下轴瓦205通过过盈配合与下支撑座206相联接，下支撑座206固定在试验支架7上。上轴套201、上轴瓦202与下轴套204、下轴瓦205为垂直布置，保证加载液压缸1在空间四个方向上能实现自动补偿功能，能补偿由于加工及安装带来的误差，提高试验精度，避免由于加工及装配误差造成试验精度降低甚至出现设备损坏的情况。
如图5所示，试验液压缸5通过过盈配合与试验液压缸轴套503相联接，试验液压缸轴瓦504通过过盈配合与试验液压缸支撑座505相联接，试验液压缸支撑座505固定在试验支架7上，保证试验液压缸5在上下方向上能补偿由于加工及安装带来的误差，提高试验精度。
如图6所示，缸筒502的前端安装有前端盖506，前端盖506安装有防尘圈507、轴密封508和静密封509，防尘圈507防止外部污染物进入试验液压缸5中,轴密封508和静密封509用于防止试验泄漏油液外泄至试验液压缸5外。缸筒502的前端和后端分别设置有三角形的集油槽510，集油槽510底部分别设置有集油孔511，缸筒502的中部设置有温度测量孔512、压力测量孔513以及上出油口514和下进油口515。后端盖516固定在缸筒502的后端，后端盖516安装有静密封509。后端盖516的静密封509用于防止试验泄漏油液外泄至试验液压缸5外。活塞杆501的中间部位直径小于两端直径，分别通过两端的被试验密封件6、静密封509、缸筒502、上出油口514以及下进油口515构成被试验的密闭容腔，该容腔在活塞杆501的工作循环中容腔体积始终保持不变，所以从下进油口515供给的被试验密封件6的高压试验压力油液的流量需求量非常小，极大减小了液压动力站的功率配置。试验液压缸的缸筒两端设置有上出油口514，通过量杯或者流量计能准确测定被试验密封件在运行设定里程后的泄漏量。拉杆4通过螺纹与活塞杆501相联接并由背紧螺母12固定，防止在设备运行过程中出现拉杆4与活塞杆501之间的松动。活塞杆501两端设置有导向环517、活塞杆静密封518、密封环519、卡键520、卡帽521及挡圈522，密封环519上设置有被试验密封件6，密封环519通过卡键520、卡帽521及挡圈522固定在活塞杆501上。
如图7所示，为了方便拆卸及更换密封环519及被试验密封件6，卡键520为分体式结构，在同一圆周上至少分别由第一半圆卡键5201、第二半圆卡键5202两片组成。卡帽521为整体式结构，防止第一半圆卡键5201及第二半圆卡键5202脱离活塞杆501的固定位置。挡圈522用于防止卡帽521脱离活塞杆501的固定位置。密封环519采用通过第一半圆卡键5201、第二半圆卡键5202、卡帽521及挡圈522的固定结构，能实现快速拆卸，从而实现快速更换被试验密封件6的功能，同时当被试验密封件6为其他不同结构型式时，只需要按照被试验密封件6的沟槽尺寸重新加工密封环519即可实现试验其他型式被试验密封件6的要求。
四套尼龙固定支架13间隔分布并固定在试验支架7上，用于频繁更换被试验密封件6时，活塞杆501的存放，防止拉杆4和活塞杆501的碰伤及保证试验液压缸5内部的清洁度。上支撑座203、下支撑座206、联接轴2及试验支架7之间由固定销轴14进行定位，消除由于加工及装配带来的误差，提高加载液压缸1的定位精度。干油润滑油杯15用于上轴套201、上轴瓦202、下轴套204、下轴瓦205的摩擦副之间润滑油的注射，减小摩擦力及磨损，延长使用寿命。
本发明的工作过程如下：
按照被试验密封件6的沟槽尺寸加工密封环519，将被试验密封件6安装在密封环519上，通过第一半圆卡键5201、第二半圆卡键5202、卡帽521及挡圈522快速固定密封环519，拉杆4通过螺纹紧固在活塞杆501上并拧紧背紧螺母12，拉杆4的另一端通过螺纹与力传感器装置3相联接。试验液压缸5上的温度测量孔512、压力测量孔513上分别通过螺纹安装温度传感器8及压力传感器9，下进油口515通被试验密封件6所需的高压油液，上出油口514经节流口通液压站回油口，试验液压缸5上的两个集油孔511下部分别放置量杯或者电子流量计以检测由被试验密封件6泄漏并分别经过集油孔511的流量。加载液压缸1的塞腔油口102经液压系统通高压油液，同时加载液压缸1的杆腔油口103通液压系统回油，加载液压缸1的活塞杆伸出，驱动力传感器装置3及试验液压缸5的活塞杆501缩回；当位移传感器101检测到加载液压缸1的行程到达设定位置时，液压系统控制加载液压缸1的塞腔油口102通回油，同时加载液压缸1的杆腔油口103通高压油液，加载液压缸1的活塞杆缩回，驱动力传感器装置3及试验液压缸5的活塞杆501伸出，系统完成一个工作循环。
在上述工作循环过程中，如上所述的试验液压缸5分别通过活塞杆501两端的被试验密封件6、静密封509、缸筒502、上出油口514以及下进油口515构成被试验的密闭容腔内始终通试验要求的具有一定温度及压力的油液，该油液压力为被试验密封件6的试验压力。按照试验要求，自动设定加载液压缸1的运行速度及工作循环次数来考核及验证被试验密封件6的各项性能指标。
本发明的优点还在于加载液压缸在空间四个方向上能补偿由于加工及安装带来的误差，提高试验精度；试验液压缸活塞密封装置采用卡套与卡帽联接、挡圈固定的结构型式实现快速更换不同被试验密封类型的功能。本发明具有试验精度高、密封更换简易、试验成本低、维护操作简单以及自动化程度高。
以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (8)
1.一种往复运动式活塞密封试验装置，其特征在于：包括加载液压缸(1)、联接轴(2)、力传感器装置(3)、拉杆(4)、试验液压缸(5)和试验支架(7)；加载液压缸(1)、联接轴(2)、力传感器装置(3)、拉杆(4)、试验液压缸(5)依次联接，试验液压缸(5)的活塞杆(501)上安装有被试验密封件(6)，拉杆(4)联接活塞杆(501)；加载液压缸(1)、联接轴(2)、力传感器装置(3)、拉杆(4)、试验液压缸(5)均固定在试验支架(7)上；
加载液压缸(1)通过联接轴(2)、力传感器装置(3)驱动拉杆(4)，拉杆(5)带动活塞杆(501)做往复运动，被试验密封件(6)在试验液压缸(5)的缸筒(502)内壁进行往复运动；力传感器装置(3)用于被试验密封件(6)的摩擦力检测。
2.按照权利要求1所述一种往复运动式活塞密封试验装置，其特征在于：所述加载液压缸(1)安装有位移传感器(101)，用于行程检测及运行速度的自动控制；试验液压缸(5)上安装有温度传感器(8)及压力传感器(9)，能实时检测被试验密封件(6)的工作环境，能分析工况因素对被试验密封件(6)性能的影响；力传感器装置(4)固定在防转销轴(10)上，防转销轴(10)插入防转槽(11)中，防止试验过程中力传感器装置(3)的转动，保证电气试验设备的安全性。
3.按照权利要求1所述一种往复运动式活塞密封试验装置，其特征在于：所述加载液压缸(1)通过过盈配合与上轴套(201)相联接，上轴瓦(202)通过过盈配合与上支撑座(203)相联接，上支撑座(203)固定在联接轴(2)上，联接轴(2)通过过盈配合与下轴套(204)相联接，下轴瓦(205)通过过盈配合与下支撑座(206)相联接，下支撑座(206)固定在试验支架(7)上，上轴套(201)、上轴瓦(202)与下轴套(204)、下轴瓦(205)为垂直布置；所述试验液压缸(5)通过过盈配合与试验液压缸轴套(503)相联接，试验液压缸轴瓦(504)通过过盈配合与试验液压缸支撑座(505)相联接，试验液压缸支撑座(505)固定在试验支架(7)上，保证试验液压缸(5)在上下方向上能补偿由于加工及安装带来的误差，提高试验精度。
4.按照权利要求1所述一种往复运动式活塞密封试验装置，其特征在于：所述缸筒(502)的前端安装有前端盖(506)，前端盖(506)安装有防尘圈(507)、轴密封(508)和静密封(509)，防尘圈(507)防止外部污染物进入试验液压缸(5)中,轴密封(508)和静密封(509)用于防止试验泄漏油液外泄至试验液压缸(5)外；缸筒(502)的前端和后端分别设置有集油槽(510)，集油槽(510)底部分别设置有集油孔(511)，缸筒(502)的中部设置有温度测量孔(512)、压力测量孔(513)以及上出油口(514)和下进油口(515),后端盖(516)固定在缸筒(502)的后端，后端盖(516)安装有静密封(509),后端盖(516)的静密封(509)用于防止试验泄漏油液外泄至试验液压缸(5)外；所述活塞杆(501)的中间部位直径小于两端直径。
5.按照权利要求1所述一种往复运动式活塞密封试验装置，其特征在于：所述拉杆(4)通过螺纹与活塞杆(501)相联接并由背紧螺母(12)固定。
6.按照权利要求1所述一种往复运动式活塞密封试验装置，其特征在于：所述活塞杆(501)两端设置有导向环(517)、活塞杆静密封(518)、密封环(519)、卡键(520)、卡帽(521)及挡圈(522)，密封环(519)上设置有被试验密封件(6)，密封环(519)通过卡键(520)、卡帽(521)及挡圈(522)固定在活塞杆(501)上；卡键(520)为分体式结构，在同一圆周上分别由若干片组成，卡帽(521)为整体式结构，挡圈(522)用于防止卡帽(521)脱离活塞杆(501)的固定位置。
7.按照权利要求1所述一种往复运动式活塞密封试验装置，其特征在于：所述试验支架(7)上安装有若干套尼龙固定支架(13)，用于活塞杆(501)的存放。
8.按照权利要求1所述一种往复运动式活塞密封试验装置，其特征在于：所述上支撑座(203)、下支撑座(206)、联接轴(2)及试验支架(7)之间由固定销轴(14)进行定位，消除由于加工及装配带来的误差，提高加载液压缸(1)的定位精度。
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