CN107741318A - 一种往复式油封性能测试试验台 - Google Patents

一种往复式油封性能测试试验台 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种往复式油封性能测试试验台，它包括电动机、曲柄连杆机构、滑动轴承、端盖、缸筒、阀系、油封、补油腔等部件，电机输出轴通过键连接与曲柄连机构相连，曲柄连杆机构通过内外螺纹与活塞杆连接，带动活塞杆运动；在装有油封位置的缸筒底部开有漏油孔，漏油孔下方放置小烧杯承接泄漏，采用精密天平称量出不同时间段的泄漏量；在靠近油封密封处的位置放置温度传感器，记录运动过程中唇口的温度变化；缸筒右端与补油腔连接，补油腔可以收集或补充活塞杆往复运动中的油液。该发明能够模拟往复式油封的密封腔内压力变化，测量油封在不同过盈量、往复速度、油内压力、摩擦系数的泄漏量及温度变化，为油封的生产制造及使用工况提供指导。

Description

一种往复式油封性能测试试验台
技术领域
本发明涉及一种对油封综合性能测试的试验台，特别是针对往复式油封性能的测试。
背景技术
随着现代工业的迅猛发展，特别是机械行业的发展，对往复式油封的使用越来越广泛。往复式油封是应用于防止做往复运动的轴或活塞出现泄漏现象的密封部件。同其它的密封件一样，往复式油封密封性能的好坏直接决定着机器设备的运转情况，即使密封处很小的泄漏量也会影响密封的效果，如果往复式油封的密封性能不好，很有可能会造成机械设备使用寿命减少，污染环境，甚至对人身安全造成威胁。
目前，对往复式油封性能测试大多采用台架实验来模拟油封的实际使用工况，但其耗费时间长，测试的结果不具代表性，而且，这种测试方法只能测试油封的一个性能指标，不能综合的测试油封的性能指标，例如温度、压力、泄漏量、力等。因此，针对往复式油封，设计了一种测试范围广、测试精度高且能综合测试油封性能的试验台。
发明内容
为了克服现有测试方法的不足，本发明提供了一种往复式油封性能测试台，能够在模拟实际工况的条件下，综合测试往复式油封的密封性能。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种往复式油封性能测试试验台，包括包括电动机1、曲柄3、连杆23、单耳环24、滑动轴承4、端盖5、油封7、缸筒32、阀系10、补油腔12等部件，电机1固定在底板17上，底板17通过螺栓16固定在T型槽底座15上，电机输出轴1通过键2连接与曲柄3的一端相连接，曲柄3的另一端通过销轴22与连杆23相连，连杆23与单耳环24连接，单耳环24通过内外螺纹旋和与活塞杆8连接，曲柄3、连杆23、单耳环24构成曲柄连杆机构；滑动轴承4用于支撑整个活塞杆8；缸筒32内部装有油封7和防尘封6，在装有油封7位置的缸筒32底部开有漏油孔29，漏油孔29的下方放置小烧杯28承接泄漏，采用精密天平27称量出不同时间段的泄漏；在靠近油封7密封处的位置放置温度传感器31，传感器31与计算机相连，时刻记录运动过程中唇口的温度变化；缸筒32右端与补油腔12连接，补油腔12可以收集或补充活塞杆8往复运动中的油液；阀系10用于控制油液的流动方向，其中包括流通阀与复原阀，流通阀由流通阀片38、圆锥形弹簧压片37，调整垫片36组成；复原阀由复原阀片41、复原节流阀片42、圆柱弹簧44、调整垫片43、阀座45等组成，螺母46用来固定阀座45防止沿轴向的滑动。
所述的流通阀片38与复原阀片41应具有一定的平面度。
所述的防尘封6、油封7的密封直径相同。
本发明的有益之处在于：能够模拟往复式油封的实际运动情况；采用阀系结构控制活塞杆伸张与压缩行程中油液的流动方向，能更好的模拟实际工况中密封腔内的压力变化；通过更换活塞杆的直径可以测试多种轴径的油封；可以测量油封在不同过盈量、往复速度、油内压力、摩擦系数以及不同结构时的泄漏量及温度变化，根据模拟的结果可以得出结构与工作条件对油封性能的影响，进而为油封的生产制造及使用工况提供指导。
附图说明
图1为本试验台结构示意图；
图2为本试验台中阀系结构示意图；
图3复原阀片结构示意图；
图4流通阀片结构示意图；
图5缸筒结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细描述。
参照图1和图2，一种往复式油封性能测试试验台，包括电动机1、曲柄3、连杆23、单耳环24、滑动轴承4、端盖5、油封7、缸筒32、阀系10、补油腔12等部件。电机1固定在底板17上，底板17通过螺栓16固定在T型槽底座15上，电机输出轴1通过键2连接与曲柄3的一端相连接，曲柄3的另一端通过销轴22与连杆23相连，连杆23与单耳环24连接，单耳环24通过内外螺纹旋和与活塞杆8连接，从而带动活塞杆8完成伸张与压缩行程，曲柄2一端用套筒固定，一端用轴端挡圈21固定，防止曲柄3从电机轴1上滑下来，曲柄3、连杆23、单耳环24构成曲柄连杆机构；滑动轴承4用于支撑整个活塞杆8；缸筒32内部设计成阶梯形状的，缸筒32内部装有油封7和防尘封6，在装有油封7位置的缸筒32底部开有漏油孔29，漏油孔29的下方放置小烧杯28承接泄漏，采用精密天平27称量出不同时间段的泄漏量。在靠近油封密封处的附近放置温度传感器31，传感器31与计算机相连，时刻记录运动过程中唇口的温度变化；其中温度传感器31、小烧杯28、精密天平27构成了测试系统；缸筒32采用螺栓14与油箱支架11连接，防止活塞运动过程中缸筒32沿轴向滑动，支架9在径向支撑整个油箱，支架9用螺栓31固定在T型槽底座15上；滑动轴承4、支架9、油箱支架11构成了支撑系统；阀系10用于控制油液的流动方向，其中包括流通阀与复原阀，流通阀由流通阀片38、圆锥形弹簧压片37、调整垫片36组成；复原阀由复原阀片41、复原节流阀片42、圆柱弹簧44、调整垫片43、阀座45等组成，螺母46用来固定阀座45防止沿轴向的滑动。
所述的流通阀片38与复原阀片41应具有一定的平面度。
所述的防尘封6、油封7的密封直径相同。
本发明的工作原理为：
通过曲柄连杆机构把电机轴的旋转运动转化为活塞杆的往复运动，为保证曲柄在运动到最高、低点时能顺利通过，连杆的长度应大于曲柄两回转中心之间的距离。
试验台阀系的工作原理：试验台有两种工作状态，一是活塞杆处于压缩行程，另一种是活塞杆处于伸张行程。当活塞杆8处于压缩行程时，此时活塞40向右移动，活塞40右腔室的体积减小，油压升高，当压力增加到一定程度时流通阀开启，油液由活塞40上的阻尼孔流到活塞40的左腔，但由于右腔被活塞杆8占去一部分体积，因而左腔增加的容积小于右腔减小的容积，一部分油液便流回补油腔12；当活塞杆8处于伸张行程时，此时活塞40向左移动，活塞40左腔容积减小油压升高，流通阀关闭，左腔内的油液便通过活塞上阻尼孔推开复原阀流动右腔，由于活塞杆8的存在自左腔来的油液不足以充满右腔增加的容积，补油腔12就会往右腔补充油液。
复原阀的工作原理：带缺口的复原阀片41压紧在活塞上，当复原阀片41两端的压差较小时，油压无法使复原阀开启，所以油液只能通过活塞40上的常通口流出，产生的阻力较大；当两端压差较大时，油压使得复原阀片产生变形，增大了复原阀片41的开度，所以油液的通流面积增大阻尼力反而减小。
流通阀的工作原理：流通阀的作用是保证油液的单向流动，即只允许轴在压缩行程中高压腔油液流入低压腔。只有当高压腔油液对阀片的压力大于圆锥形弹簧压片37的预紧力或阀片38的变形力时，流通阀片38才能开启，由于圆锥形弹簧压片37的预紧力很小，当流通阀片38完全开启时，流通面积为活塞40上6个阻尼小孔加上6个常通口的同流面积之和，它们共同产生阻尼力起节流作用。
参照附图本发明主要由动力系统、运动系统、支撑系统、测量系统等组成。动力系统由电机1提供，电机1为调速电机，通过调节转速的大小来控制活塞杆的运动速度。
运动系统由曲柄3、连杆23、单耳环24、活塞杆8构成，其中曲柄、连杆、单耳环构成曲柄连杆机构，通过它把电机轴的圆周运动转化成了活塞杆的直线运动。

Claims (3)

1.一种往复式油封性能测试试验台，包括电动机(1)、曲柄(3)、连杆(23)、单耳环(24)滑动轴承(4)、端盖(5)、油封(7)、缸筒(32)、阀系(10)、补油腔(12)等部件，其特征在于：所述电机(1)固定在底板(17)上，底板(17)通过螺栓(16)固定在T型槽底座(15)上；所述曲柄(3)的一端通过销轴(22)与连杆(23)相连，所述连杆(23)与单耳环(24)连接，所述单耳环(24)通过内外螺纹旋和与活塞杆(8)连接，所述曲柄(3)、连杆(23)、单耳环(24)共同构成曲柄连杆机构；所述滑动轴承(4)用于支撑所述活塞杆(8)；所述缸筒(32)内部装有油封(7)和防尘封(6)，在所述缸筒(32)内部装有油封(7)位置的底部开有漏油孔(29)，所述漏油孔(29)的下方放置小烧杯(28)承接泄漏，采用精密天平(27)称量出不同时间段的泄漏量；在靠近所述油封(7)密封处的位置放置温度传感器(31)，所述温度传感器(31)与计算机相连，时刻记录运动过程中唇口的温度变化；所述缸筒(32)右端与补油腔(12)连接，所述补油腔(12)可以收集或补充活所述塞杆(8)往复运动中的油液；所述阀系(10)用于控制油液的流动方向，其中包括流通阀与复原阀，流通阀由流通阀片(38)与圆锥形弹簧压片(37)，调整垫片(36)组成；复原阀由复原阀片(41)、复原节流阀片(42)、圆柱弹簧(44)、调整垫片(43)、阀座(45)等组成，螺母(46)用来固定阀座(45)防止沿轴向的滑动。
2.根据权利要求1所述的一种往复式油封性能测试试验台，其特征在于：所述的流通阀片(38)与复原阀片(41)应具有高平面度要求。
3.根据权利要求1所述的一种往复式油封性能测试试验台，其特征在于：所述的防尘封(6)、油封(7)的密封直径相同。
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