CN109540497A - 往复运动密封件检测试验台和往复运动密封检测方法 - Google Patents

Abstract

往复运动密封件检测试验台，其特征在于包括装有液压油的油箱、沿油箱中轴线设置且一端伸入油箱中的活塞杆和用于带动活塞杆沿油箱中线轴往复运的电动偏心轮组件，密封试验件装在油箱上与活塞杆之间形成密封摩擦副将油箱密封。本发明模拟车辆行驶过程中油压减振器的实际运行工况，实现在不同频率、行程、速度、油压和温度下对密封试验件进行检测，检测密封试验件的密封可靠性和使用寿命；满足检测需求，有效的验证密封试验件的密封压力能力、密封最大速度、密封最大工作频率、工作行程的能力和寿命，检测可靠性高。本发明还提供一种往复运动密封检测方法。

Description

往复运动密封件检测试验台和往复运动密封检测方法

技术领域

本发明涉及一种往复运动密封件检测试验台和往复运动密封检测方法，对减振器中关键密封件的性能进行检测。

背景技术

油压减振器是铁道机车车辆上的一个重要部件，是铁路机车车辆转向架悬挂系统的组成部分，可有效防止车辆发生侧 摆、摇头、蛇行运动等危险情况的发生，同时可减轻车轮与钢轨之间的冲击，提高旅客乘坐 的舒适性。工作过程中，油压减振器的活塞单元在工作中往复运动，活塞杆侵入液压油中的体积也随之发生变化，从而造成液压油压力的改变。油压减振器其性能优劣直接影响到行车的安全性和舒适性。随着车辆运行速度的不断提升，对油压减振器的可靠性及寿命提出了更高的要求，尤其是对减振器中的关键部件密封件的耐磨性、寿命提出了苛刻的要求，对密封件的适应不同工况的能力、疲劳寿命进行验证显得尤为关键和重要。

现有技术中的密封件密封性能检测装置有：

1、CN 107605862 A，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。

2、CN106353080A，公开了一种密封圈直线动密封特性实验装置及实验方法，该实验装置包括底座，底座上安装无杆气缸，无杆气缸的顶部有一轴，轴上套装有一套筒组件，所述套筒组件的底部与无杆气缸上的滑块固定连接；在套筒组件内部沿轴间隔设置三个密封圈安装部，密封圈装入密封圈安装部后可随套筒组件沿轴往复移动，套筒组件内部还在相邻的两密封圈安装部之间各设置一个被轴穿过的容腔，套筒组件表面还安装调压装置和压力传感器。

3、CN 103162918 A，用电动机驱动曲轴连杆机构带动活塞作往复运动，模拟发动机的工作过程，在实验台的工作状态与发动机的实际情况基本相符的条件下，使用容易泄漏的氦气通过氦气质谱检漏仪来实现对活塞环和活塞杆密封性能的检测，寻找出设计上的缺陷，使发电机达到最佳工作状态。

现有技术中还没有一种能快速、可靠的检测和验证油压减振器中关键部件—密封件的性能的试验装置，本发明的目的在于提供一种检测试验台以检测往复运动中密封件的可靠性、寿命。

发明内容

本发明提供的往复运动密封件检测试验台和往复运动密封检测方法，模拟车辆行驶过程中油压减振器的实际运行工况，实现在不同频率、行程、速度、油压和温度下对密封试验件进行检测，检测密封试验件的密封可靠性和使用寿命；满足检测需求，有效的验证密封试验件的密封压力能力、密封最大速度、密封最大工作频率、工作行程的能力和寿命，检测可靠性高。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

往复运动密封件检测试验台，其特征在于包括装有液压油的油箱、沿油箱中轴线设置且一端伸入油箱中的活塞杆和用于带动活塞杆沿油箱中线轴往复运的电动偏心轮组件，密封试验件装在油箱上与活塞杆之间形成密封摩擦副将油箱密封。

优选的，所述的油箱上装有位于位活塞杆外周的机架，电动偏心轮组件装在机架上，电动偏心轮组件包括电机和与电机的转动输出轴连接的偏心轮和铰接在偏心轮非圆心位置的连杆，活塞杆与连杆铰接，机架上固定有导向支座，导向支座内固定有与活塞杆导向配合的滑动轴承。

优选的，所述的活塞杆上具有外径大于滑动轴承内径的限位环形台阶，且限位环形台阶位于滑动轴承的正上方，限位环形台阶到滑动轴承顶面的轴向距离小于活塞杆伸入油箱一端的端面到油箱内底面的轴向距离。

优选的，所述的油箱上装有环形的导向支撑座，密封试验件装在导向支撑座中，且与导向支撑座之间形成与油箱联通的调节油路。

优选的，所述的油箱上装有用于调节油箱内油压的压力调节机构和用于对油箱内油压进行实时监测的油压表。

优选的，所述的压力调节机构包括与油缸连通的柱塞缸、将柱塞缸密封的柱塞、压簧和与柱塞缸螺纹配合盖在柱塞缸上的调压锁紧螺盖，所述的调节锁紧螺盖压紧压簧，压簧压紧柱塞，柱塞可在柱塞缸内活动且与柱塞缸内壁密封配合。

优选的，所述的压力调节机构还包括柱塞导杆，所述的柱塞导杆一端与柱塞连接，另一端从调压锁紧螺盖中伸出，压簧套在柱塞导杆上。

优选的，还包括用于对活塞杆的往复运动进行计数的计数器、用于对油箱内液压油温度进行控制和监测的温控装置和电气控制柜，所述的计数器、温控装置和电动偏心轮组件均与电气控制柜连接，电气控制柜具有对计数器和温控装置采集的实时数据进行显示以及对电动偏心轮组件进行启闭和输出控制的显示控制面板。

往复运动密封检测方法，采用以上所述的往复运动密封检测试验台，其特征在于启动电动偏心轮组件带动活塞杆往复运动，检测密封试验件的密封可靠性和使用寿命，通过调节活塞杆往复运动的频率、行程和油箱内的油压和油温，实现在不同工况下对密封试验件的检测。

优选的，调节活塞杆往复运动的频率是指调节电机的的输出转速，以调节偏心轮的转速，从而调节活塞杆的往复运动频率；调节活塞杆往复运动的行程是指调节连杆在偏心轮的铰接位置，以调节偏心轮的偏心量，从而调节活塞杆的往复运动的行程；调节油箱内的油压和油温是指旋转调节锁紧螺盖改变压簧的压缩量，以改变柱塞在柱塞缸中的位置，从而调节油箱的容积，并且通过温控装置调节油箱内液压油的温度，从而实现油箱内油压和油温的一并调节。

本发明的有益效果是：

本发明的往复运动密封件检测试验台，将活塞杆的一端伸入至油箱中，通过密封试验件与活塞杆之间形成密封摩擦副将油箱密封，与油压减振器中活塞杆与油缸之间的导向支撑密封结构的设置结构相同；通过电动偏心轮组件带动活塞杆往复运动，使活塞杆以一定的频率和行程在油箱中往复运动，与油压减振器运行过程中活塞杆的运动状态一致；通过调节活塞杆的往复运动频率、行程和油箱内的油压及温度，来改变测试工况，模拟车辆行驶过程中油压减振器的实际运行工况，实现在不同频率、行程、速度、油压和温度下对密封试验件进行检测，检测密封试验件的密封可靠性和使用寿命。

本发明结构简单，运用电动偏心轮组件来调节活塞杆往复运动的频率、速度和行程，运用压力调节机构来调节油箱内的油压，运用控温装置来调节油箱内的油液温度，实现频率、速度、行程、油压和温度的无级调节，满足检测需求，有效的验证密封试验件的密封压力能力、密封最大速度、密封最大工作频率、工作行程的能力和寿命，检测可靠性高。

附图说明

图1为本发明的剖视图。

图2为图1的局部放大图。

图3为压力调节机构和油压表装在油箱上的结构示意图。

图4为电气控制柜的示意图。

具体实施方式

下面结合图1至图4对本发明的实施例做详细说明。

往复运动密封件检测试验台，其特征在于包括装有液压油的油箱1、沿油箱1中轴线设置且一端伸入油箱1中的活塞杆2和用于带动活塞杆2沿油箱1中线轴往复运的电动偏心轮组件3，密封试验件4装在油箱1上与活塞杆2之间形成密封摩擦副将油箱1密封。

如图所示的往复运动密封件检测试验台，将活塞杆2的一端伸入至油箱1中，通过密封试验件4与活塞杆2之间形成密封摩擦副将油箱密封，与油压减振器中活塞杆与油缸之间的导向支撑密封结构的设置结构相同；通过电动偏心轮组件3带动活塞杆2往复运动，使活塞杆2以一定的频率和行程在油箱中往复运动，与油压减振器运行过程中活塞杆的运动状态一致；通过调节活塞杆的往复运动频率、行程和油箱内的油压及温度，来改变测试工况，模拟车辆行驶过程中油压减振器的实际运行工况，实现在不同频率、行程、速度、油压和温度下对密封试验件进行检测，检测其密封可靠性和使用寿命。其中运用电动偏心轮组件3来调节活塞杆往复运动的频率、速度和行程，运用压力调节机构11来调节油箱内的油压，运用控温装置来调节油箱内的油液温度，实现频率、速度、行程、油压和温度的无级调节，满足检测需求，有效的验证密封试验件的密封压力能力、密封最大速度、密封最大工作频率、工作行程的能力和寿命，检测可靠性高。

其中，所述的油箱1上装有位于位活塞杆2外周的机架5，电动偏心轮组件3装在机架5上，电动偏心轮组件3包括电机31和与电机31的转动输出轴连接的偏心轮32和铰接在偏心轮32非圆心位置的连杆33，活塞杆2与连杆33铰接，机架5上固定有导向支座51，导向支座51内固定有与活塞杆2导向配合的滑动轴承52。电机31输出转矩，带动偏心轮32转动，偏心轮32带动连杆33运动，连杆33带动活塞杆2在滑动轴承52的导向下往复运动，实现活塞杆2在油箱1内的往复运动，模拟油压减振器中活塞杆的运动状态，调节电机31的的输出转速，以调节偏心轮的转速，从而调节活塞杆的往复运动频率；调节连杆33在偏心轮32的铰接位置，以调节偏心轮32的偏心量，从而调节活塞杆的往复运动的行程，改变活塞杆的运行工况，便于对活塞杆2不同运行频率和行程下密封试验件4的性能进行检测。

其中，所述的活塞杆2上具有外径大于滑动轴承52内径的限位环形台阶2.1，且限位环形台阶2.1位于滑动轴承52的正上方，限位环形台阶2.1到滑动轴承52顶面的轴向距离小于活塞杆2伸入油箱1一端的端面到油箱1内底面的轴向距离。通过限位环形台阶2.1限定活塞杆2的最大运动行程，避免因行程超限而导致活塞杆与油箱碰撞，提高试验台运行的安全性。

其中，所述的油箱1上装有环形的导向支撑座6，密封试验件4装在导向支撑座6中，且与导向支撑座6之间形成与油箱联通的调节油路，与油压减振器中的活塞杆与导向支撑密封结构相同，调节油路可在活塞杆2运动过程中对油压进行适应性调节，形成油液回路，适应活塞杆2在油箱1中的往复运动。

其中，所述的油箱1上装有用于调节油箱1内油压的压力调节机构11和用于对油箱1内油压进行实时监测的油压表12。可通过压力调节机构11调节油箱内的油压，通过油压表12对油箱内的油压进行实时监测。

其中，所述的压力调节机构11包括与油缸1连通的柱塞缸11.1、将柱塞缸11.1密封的柱塞11.2、压簧11.3和与柱塞缸11.1螺纹配合盖在柱塞缸11.1上的调压锁紧螺盖11.4，所述的调节锁紧螺盖11.3压紧压簧11.3，压簧11.3压紧柱塞11.2，柱塞11.2可在柱塞缸11.1内活动且与柱塞缸11.1内壁密封配合。旋转调节锁紧螺盖11.4改变压簧11.3的压缩量，通过压簧11.3带动柱塞11.2在柱塞缸11.1中运动，以改变柱塞11.2在柱塞缸11.1中的位置，从而调节油箱的容积，达到改变油箱的油压的目的。

其中，所述的压力调节机构11还包括柱塞导杆11.5，所述的柱塞导杆11.5一端与柱塞11.2连接，另一端从调压锁紧螺盖11.3中伸出，压簧11.3套在柱塞导杆11.4上。通过柱塞导杆11.5对压簧11.3的运动进行导向，提高压力调节机构11的可靠性。

其中，还包括用于对活塞杆2的往复运动进行计数的计数器7，以便对活塞杆2的运动次数进行采集计数；用于对油箱1内液压油温度进行控制和监测的温控装置，用于对油箱内的油液温度进行调节并对油压实时温度值进行数据采集；电气控制柜8，用于对检测试验台的运动进行电气控制；所述的计数器7、温控装置和电动偏心轮组件3均与电气控制柜8连接，电气控制柜8具有对计数器7和温控装置采集的实时数据进行显示以及对电动偏心轮组件3进行启闭和输出控制的显示控制面板，用于对检测试验台的运行进行监测及控制。

往复运动密封检测方法，采用以上所述的往复运动密封检测试验台，其特征在于启动电动偏心轮组件3带动活塞杆2往复运动，检测密封试验件4的密封可靠性和使用寿命，通过调节活塞杆2往复运动的频率、行程和油箱1内的油压和油温，实现在不同工况下对密封试验件4的检测。

其中，调节活塞杆2往复运动的频率是指调节电机31的的输出转速，以调节偏心轮32的转速，从而调节活塞杆2的往复运动频率；调节活塞杆2往复运动的行程是指调节连杆33在偏心轮32的铰接位置，以调节偏心轮32的偏心量，从而调节活塞杆2的往复运动的行程；调节油箱1内的油压和油温是指旋转调节锁紧螺盖11.4改变压簧11.3的压缩量，以改变柱塞11.2在柱塞缸11.1中的位置，从而调节油箱1的容积，并且通过温控装置调节油箱1内液压油的温度，从而实现油箱1内油压和油温的一并调节。由于改变油箱1内的油液温度也会影响油箱1内油液的压力，所以油箱1内油液的温度和压力是一并调节的，在设定好油箱1内的油液温度后，再通过压力调节机构11来改变油箱1内油压的容积，从而在温度确定的情况下，调节油箱1内的油压。

以上所述的检测方法，通过调节活塞杆2的往复运动频率、行程和油箱内的油压及温度，来改变测试工况，模拟车辆行驶过程中油压减振器的实际运行工况，实现在不同频率、行程、速度、油压和温度下对密封试验件进行检测，检测密封试验件的密封可靠性和使用寿命。运用电动偏心轮组件3来调节活塞杆往复运动的频率、速度和行程，运用压力调节机构11来调节油箱内的油压，运用控温装置来调节油箱内的油液温度，实现频率、速度、行程、油压和温度的无级调节，满足检测需求，有效的验证密封试验件的密封压力能力、密封最大速度、密封最大工作频率、工作行程的能力和寿命，检测可靠性高。

以上结合附图对本发明的实施例的技术方案进行完整描述，需要说明的是所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.往复运动密封件检测试验台，其特征在于包括装有液压油的油箱（1）、沿油箱（1）中轴线设置且一端伸入油箱（1）中的活塞杆（2）和用于带动活塞杆（2）沿油箱（1）中线轴往复运的电动偏心轮组件（3），密封试验件（4）装在油箱（1）上与活塞杆（2）之间形成密封摩擦副将油箱（1）密封。

2.根据权利要求1所述的往复运动密封件检测试验台，其特征在于所述的油箱（1）上装有位于位活塞杆（2）外周的机架（5），电动偏心轮组件（3）装在机架（5）上，电动偏心轮组件（3）包括电机（31）和与电机（31）的转动输出轴连接的偏心轮（32）和铰接在偏心轮（32）非圆心位置的连杆（33），活塞杆（2）与连杆（33）铰接，机架（5）上固定有导向支座（51），导向支座（51）内固定有与活塞杆（2）导向配合的滑动轴承（52）。

3.根据权利要求2所述的往复运动密封件检测试验台，其特征在于所述的活塞杆（2）上具有外径大于滑动轴承（52）内径的限位环形台阶（2.1），且限位环形台阶（2.1）位于滑动轴承（52）的正上方，限位环形台阶（2.1）到滑动轴承（52）顶面的轴向距离小于活塞杆（2）伸入油箱（1）一端的端面到油箱（1）内底面的轴向距离。

4.根据权利要求1所述的往复运动密封件检测试验台，其特征在于所述的油箱（1）上装有环形的导向支撑座（6），密封试验件（4）装在导向支撑座（6）中，且与导向支撑座（6）之间形成与油箱联通的调节油路。

5.根据权利要求1所述的往复运动密封件检测试验台，其特征在于所述的油箱（1）上装有用于调节油箱（1）内油压的压力调节机构（11）和用于对油箱（1）内油压进行实时监测的油压表（12）。

6.根据权利要求5所述的往复运动密封件检测试验台，其特征在于所述的压力调节机构（11）包括与油缸（1）连通的柱塞缸（11.1）、将柱塞缸（11.1）密封的柱塞（11.2）、压簧（11.3）和与柱塞缸（11.1）螺纹配合盖在柱塞缸（11.1）上的调压锁紧螺盖（11.4），所述的调节锁紧螺盖（11.3）压紧压簧（11.3），压簧（11.3）压紧柱塞（11.2），柱塞（11.2）可在柱塞缸（11.1）内活动且与柱塞缸（11.1）内壁密封配合。

7.权利要求6所述的往复运动密封检测试验台，其特征在于所述的压力调节机构（11）还包括柱塞导杆（11.5），所述的柱塞导杆（11.5）一端与柱塞（11.2）连接，另一端从调压锁紧螺盖（11.3）中伸出，压簧（11.3）套在柱塞导杆（11.4）上。

8.根据权利要求1所述的往复运动密封检测试验台，其特征在于还包括用于对活塞杆（2）的往复运动进行计数的计数器（7）、用于对油箱（1）内液压油温度进行控制和监测的温控装置和电气控制柜（8），所述的计数器（7）、温控装置和电动偏心轮组件（3）均与电气控制柜（8）连接，电气控制柜（8）具有对计数器（7）和温控装置采集的实时数据进行显示以及对电动偏心轮组件（3）进行启闭和输出控制的显示控制面板。

9.往复运动密封检测方法，采用权利要求1至8任一项所述的往复运动密封检测试验台，其特征在于启动电动偏心轮组件（3）带动活塞杆（2）往复运动，检测密封试验件（4）的密封可靠性和使用寿命，通过调节活塞杆（2）往复运动的频率、行程和油箱（1）内的油压和油温，实现在不同工况下对密封试验件（4）的检测。

10.根据权利要求9所述的往复运动密封检测方法，其特征在于调节活塞杆（2）往复运动的频率是指调节电机（31）的的输出转速，以调节偏心轮（32）的转速，从而调节活塞杆（2）的往复运动频率；调节活塞杆（2）往复运动的行程是指调节连杆（33）在偏心轮（32）的铰接位置，以调节偏心轮（32）的偏心量，从而调节活塞杆（2）的往复运动的行程；调节油箱（1）内的油压和油温是指旋转调节锁紧螺盖（11.4）改变压簧（11.3）的压缩量，以改变柱塞（11.2）在柱塞缸（11.1）中的位置，从而调节油箱（1）的容积，并且通过温控装置调节油箱（1）内液压油的温度，从而实现油箱（1）内油压和油温的一并调节。