CN109900410A - 滑阀污染摩擦力实时精密测量装置及测量方法 - Google Patents
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Abstract
滑阀污染摩擦力实时精密测量装置及测量方法,装置中滑阀阀芯(13)装配在滑阀阀体(4)中,金属粉末悬浮油样(15)阻滞滑阀阀芯(13)运动,并在圆环形间隙内产生污染摩擦力;透明油杯(6)和相机(7)记录金属粉末悬浮(15)液流经圆环形间隙的情况;编码器(1)记录滑阀阀芯(13)的实时位移,拉力传感器(3)测量滑阀阀芯(13)的实时拉力,压力传感器(5)测量圆环形间隙两端油液的实时压差,数据采集终端(14)控制步进电机(12)和相机(7)并记录相关位移数据、压力数据和拉力数据;侵入圆环形配合间隙内的金属粉末对滑阀阀芯(13)造成的实时污染摩擦力可对所测实时拉力值和实时压差值进行数值运算得出。
Description
技术领域
本发明涉及滑阀摩擦力测量技术领域,具体涉及实时测量滑阀运动过程中所受污染摩擦力的精密测量技术。
背景技术
滑阀作为一种高精度,快响应的液压元件在液压技术领域中被广泛的应用。在液压滑阀的内部结构中主要有阀芯和阀体,它们相互配合形成一个径向高度在数微米至数十微米的圆环形间隙,该间隙起到引导、润滑阀芯运动的作用。由于液压系统内的液压油会被外界、元件内以及由于空化气蚀所产生的固体颗粒物所污染,因此液压油液内存在有大量的微小污染颗粒。这些污染颗粒在滑阀内液流的带动下会侵入滑阀的圆环形配合间隙内,阻碍滑阀阀芯灵活的运动,造成阀芯的滞卡现象,轻者造成阀芯运动摩擦阻力增加,阀芯往复运动工作对称性差,动态响应迟缓,重者造成阀芯完全卡死,元件和系统功能失效,严重威胁着液压设备的稳定性、可靠性和安全性。
滑阀所受污染摩擦力的大小是多种因素综合作用的结果。为了深入研究滑阀污染摩擦力的产生机理,应针对单个影响因素作用下的滑阀污染摩擦力进行实时测量。针对滑阀污染磨损及污染卡紧实验台如《一种液压换向阀污染磨损及污染卡紧试验台》(中国专利CN103557204A)公开了一种液压换向阀污染磨损及污染卡紧试验台,可测量出液压换向阀在污染工作介质中所受的污染卡紧力和阀芯环形间隙油液泄漏量。上述现有技术未考虑阀芯运动速度对所受污染阻力的影响,并且试验系统复杂,对不同型号尺寸的滑阀阀芯适用性差,还存在拆卸清洗不方便的问题。目前,在滑阀污染摩擦力测量技术领域中缺少能够精确测量不同结构参数的滑阀阀芯在不同污染程度工作介质中以不同速度运动时的污染摩擦力实时测量装置,也缺少评价滑阀耐污染能力的相关装置和方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种滑阀污染摩擦力实时精确测量装置及测量方法。
本发明是滑阀污染摩擦力实时精确测量装置及测量方法,滑阀污染摩擦力实时精确测量装置,包括调平支架8、对中支架10、电机固定架11、相机7、透明油杯6、滑阀阀体4、滑阀阀芯13、拉绳9、缠线轮2、编码器1、步进电机12、拉力传感器3、压力传感器5、数据采集终端14和金属粉末悬浮油样15,调平支架8的上端与对中支架10相连接,对中支架10的上端与电机固定架11相连接,步进电机12固定在电机固定架11上,步进电机12的中心轴与编码器1和缠线轮2相连接,拉绳9的一端固定在缠线轮2上,拉绳9的另一端穿过拉力传感器3后固定在滑阀阀芯13上,拉力传感器3固定在对中支架10上,滑阀阀芯13装配在滑阀阀体4中,滑阀阀体4和相机7均固定在调平支架8上,透明油杯6和压力传感器5均固定在滑阀阀体4上,数据采集终端14分别连接步进电机12、编码器1、相机7、压力传感器5和拉力传感器3。
本发明的滑阀污染摩擦力实时测量方法,采用了以上所述的滑阀污染摩擦力实时测量装置,其步骤为:
(1)在阀芯配合孔16顶端装配水平气泡仪,调节万向调节脚杯23使滑阀阀体4的阀芯配合孔16处于竖直位置;
(2)配制同一粒径但不同浓度和同一浓度但不同粒径的金属粉末悬浮油样15;
(3)调整滑阀阀芯13位于滑阀阀体配合孔的底端;
(4)将金属粉末悬浮油样15注入滑阀阀体4的阀芯配合孔16内;
(5)启动数据采集终端14,拉力传感器3实时记录拉绳9的拉力,压力传感器5实时记录滑阀阀体4的导流孔18内的压强,编码器1实时记录滑阀阀芯13的位移,相机7实时监测透明油杯6底面金属粉末的数量;
(6)设定步进电机12的转速,启动步进电机12,步进电机12带动缠线轮2匀速转动,拉绳9牵引滑阀阀芯13沿滑阀阀体4的阀芯配合孔16向上做匀速直线运动直至到达阀芯配合孔16顶端;
(7)关闭步进电机12,储存数据采集终端14和相机7记录的相关数据,清洁滑阀阀体4内的污染油液;
(8)计算滑阀阀芯13在运动过程中所受到的污染摩擦力为:
式中:F为拉绳9的实时拉力,M为阀芯的质量,为标准大气压,为滑阀阀体4的导流孔18内油液的压强,S为阀芯的有效横截面积;
(9)重复步骤(3)至步骤(8)测量计算不同金属粉末悬浮油样15对滑阀阀芯13造成的污染摩擦力;
(10)更换不同形貌的阀芯和阀体,重复步骤(1)至步骤(9)测量计算不同滑阀的污染摩擦力。
本发明的有益效果是:本发明通过上述设计能够精确的得到滑阀阀芯在污染油液中运动所受的实时污染摩擦力。本发明公开的污染摩擦力实时测量装置结构简单紧凑,污染摩擦力测量原理清晰明了,因此污染摩擦力测量过程受外界干扰影响较少,测量数据可靠性高。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的装置测量原理示意图,图2是本发明实施例一提供的装置结构示意图,图3是本发明实施例一所涉及到的滑阀阀体结构示意图,图4是本发明实施例一所涉及到的滑阀阀芯结构示意图,图5是本发明实施例一所涉及到的调平支架结构示意图,图6是本发明实施例一所涉及到的透明油杯结构示意图,图7是本发明实施例一A处的局部放大图,图8是本发明实施例一B处的局部放大图,图9是本发明实施例二提供的装置测量原理示意图;附图标记及对应名称为:在图1、图2中,1-编码器,2-缠线轮,3-拉力传感器,4-滑阀阀体,5-压力传感器,6-透明油杯,7-相机,8-调平支架,9-拉绳,10-对中支架,11-电机固定架,12-步进电机,13-滑阀阀芯,14-数据采集终端,15-金属粉末悬浮油样。在图3中,16-阀芯配合孔,17-测压孔,18-导流孔。在图4中,19-被测阀芯,20-导向活塞,21-牵引孔,22-通油孔。在图5中,23-万向调节脚杯,24-沿一方向互相平行的直槽口,25-滑阀阀体安装孔,26-沿竖直方向互相平行的直槽口。在图6中,27-油杯安装孔,28-卸油孔。在图7中,2-缠线轮,29-穿绳孔,30-卡箍,9-拉绳。在图8中,8-调平支架,10-对中支架,24-沿一方向互相平行的直槽口,31-沿二方向互相平行的直槽口。在图9中,1-编码器,2-缠线轮,3-拉力传感器,4a-滑阀阀体基座,4b-滑阀阀套,5-压力传感器,6-透明油杯,7-相机, 9-拉绳,12-步进电机,13a-可更换阀芯,13b-导向活塞上,13c-导向活塞下,14-数据采集终端,15-金属粉末悬浮油样。
具体实施方式
本发明能够实时测量滑阀阀芯污染摩擦力且能有效评价滑阀耐污染能力的装置,且该装置可以方便地更换滑阀阀芯、阀体、污染油液,以探究滑阀污染摩擦力学机理,为滑阀耐污染优化设计提供检验手段,是本发明主要解决的问题。
本发明是滑阀污染摩擦力实时精确测量装置及测量方法,滑阀污染摩擦力实时精确测量装置,包括调平支架8、对中支架10、电机固定架11、相机7、透明油杯6、滑阀阀体4、滑阀阀芯13、拉绳9、缠线轮2、编码器1、步进电机12、拉力传感器3、压力传感器5、数据采集终端14和金属粉末悬浮油样15,调平支架8的上端与对中支架10相连接,对中支架10的上端与电机固定架11相连接,步进电机12固定在电机固定架11上,步进电机12的中心轴与编码器1和缠线轮2相连接,拉绳9的一端固定在缠线轮2上,拉绳9的另一端穿过拉力传感器3后固定在滑阀阀芯13上,拉力传感器3固定在对中支架10上,滑阀阀芯13装配在滑阀阀体4中,滑阀阀体4和相机7均固定在调平支架8上,透明油杯6和压力传感器5均固定在滑阀阀体4上,数据采集终端14分别连接步进电机12、编码器1、相机7、压力传感器5和拉力传感器3。
如图1~图3、图9所示,滑阀阀体4开设有阀芯配合孔16,导流孔18,测压孔17;阀芯配合孔16内装配有滑阀阀芯13,测压孔17上安装有压力传感器5,所述导流孔18底端安装有透明油杯6,透明油杯6底面正对相机7的镜头,阀芯配合孔16内安装滑阀阀套4b。
如图1~图4所示,滑阀阀芯13包括被测阀芯19和导向活塞20;被测阀芯19的直径小于滑阀阀体4的阀芯配合孔16的直径,用于形成圆环形间隙;导向活塞20的直径与滑阀阀体4的阀芯配合孔16的直径相等,用于保持圆环形间隙径向高度不变;被测阀芯19设有牵引孔21,牵引孔21与拉绳9连接;导向活塞20设有多个均布的通油孔22;被测阀芯19能够做不同锥度和开设若干均压槽结构和形貌的改变;通油孔22能变为通油槽结构。
如图4、图9所示,滑阀阀芯13的另一种结构形式包括可更换阀芯13、导向活塞上13b和导向活塞下13c;导向活塞上13b开设有牵引孔21,牵引孔21与拉绳9连接,导向活塞上13b开设有多个均布的通油孔22;导向活塞下13c开设有多个均布的通油孔22;导向活塞上13b和导向活塞下13c与可更换阀芯13a能通过磁性材料和螺纹连接方式连接。
如图1~图4所示,所述金属粉末悬浮油样15在滑阀阀芯13运动开始前注入滑阀阀芯13上端的阀芯配合孔16内;滑阀阀芯13能够在所述步进电机12、缠线轮2和拉绳9的带动下,沿滑阀阀体4的阀芯配合孔16在竖直方向做匀速直线运动;金属粉末悬浮油样15受滑阀阀体4的导流孔18压差的作用经过滑阀阀芯13的圆环形间隙、通油孔22和滑阀阀体4的导流孔18流入透明油杯6内。
如图1、图5、图8所示,调平支架8底部设置有八个均布的万向调节脚杯23,调平支架8顶端面板上设有两条沿一方向互相平行的直槽口24,调平支架8上设有四个透明阀体安装孔25和两条沿竖直方向互相平行的直槽口26。
如图1、图2、图5、图7、图8所示,对中支架10底端面板上设有两条沿二方向互相平行的直槽口31,与调平支架8沿一方向互相平行的直槽口相配合24,用于在所述一方向和所述二方向调整对中支架10的位置,并使拉绳9垂直于水平面且和滑阀阀芯13同心。
如图1、图7所示,缠线轮2上设有穿绳孔29和卡箍30,紧固拉绳9的其中一端。
本发明的滑阀污染摩擦力实时测量方法,采用了以上所述的滑阀污染摩擦力实时测量装置,其步骤为:
(1)在阀芯配合孔16顶端装配水平气泡仪,调节万向调节脚杯23使滑阀阀体4的阀芯配合孔16处于竖直位置;
(2)配制同一粒径但不同浓度和同一浓度但不同粒径的金属粉末悬浮油样15;
(3)调整滑阀阀芯13位于滑阀阀体配合孔的底端;
(4)将金属粉末悬浮油样15注入滑阀阀体4的阀芯配合孔16内;
(5)启动数据采集终端14,拉力传感器3实时记录拉绳9的拉力,压力传感器5实时记录滑阀阀体4的导流孔18内的压强,编码器1实时记录滑阀阀芯13的位移,相机7实时监测透明油杯6底面金属粉末的数量;
(6)设定步进电机12的转速,启动步进电机12,步进电机12带动缠线轮2匀速转动,拉绳9牵引滑阀阀芯13沿滑阀阀体4的阀芯配合孔16向上做匀速直线运动直至到达阀芯配合孔16顶端;
(7)关闭步进电机12,储存数据采集终端14和相机7记录的相关数据,清洁滑阀阀体4内的污染油液;
(8)计算滑阀阀芯13在运动过程中所受到的污染摩擦力为:
式中:F为拉绳9的实时拉力,M为阀芯的质量,为标准大气压,为滑阀阀体4的导流孔18内油液的压强,S为阀芯的有效横截面积;
(9)重复步骤(3)至步骤(8)测量计算不同金属粉末悬浮油样15对滑阀阀芯13造成的污染摩擦力;
(10)更换不同形貌的阀芯和阀体,重复步骤(1)至步骤(9)测量计算不同滑阀的污染摩擦力。
上述污染摩擦力实时测量装置在整个测量过程中无需连接液压系统,测量装置内部环境为低压,因此测量过程安全性高,装置搭建成本低。上述污染摩擦力实时测量装置可更换不同的滑阀阀芯13、滑阀阀体4和金属粉末悬浮油样15,因此可以通过更换上述装置的部分构件更换为市场上现有滑阀用于评价这些滑阀的耐污染性能,并且通过改变滑阀阀芯13、滑阀阀体4和金属粉末悬浮油样15的相关参数可以定量的探究单个因素对滑阀阀芯运动过程中所受实时污染摩擦力的影响规律,为无滞卡滑阀的设计提供参考,或作为实验教学设备用于相关方向的演示教学。
实施例1:
本实施例提供了一种滑阀污染摩擦力实时测量装置;请参考图1和图2,图1为滑阀污染摩擦力实时测量装置测量原理图;图2为滑阀污染摩擦力实时测量装置结构图。
上述滑阀污染摩擦力实时测量装置主要包括调平支架8、对中支架10、电机固定架11、相机7、透明油杯6、滑阀阀体4、滑阀阀芯13、拉绳9、缠线轮2、编码器1、步进电机12、拉力传感器3、压力传感器5、数据采集终端14和金属粉末悬浮油样15;调平支架8为整台装置的其他零部件提供了支撑,对中支架10安装在调平支架8的顶端,电机固定架11安装在对中支架10的顶端,步进电机12固定在电机固定架11上,编码器1和缠线轮2安装在步进电机12的中心轴上,拉绳9一端固定在缠线轮2上,另一端穿过拉力传感器3后固定在滑阀阀芯13上,拉力传感器3固定在对中支架10上,滑阀阀芯13装配在滑阀阀体4中,相互配合形成圆环形间隙,滑阀阀体4固定在调平支架8上,透明油杯6和压力传感器5安装在滑阀阀体4上,相机7镜头正对透明油杯6的底端,金属粉末悬浮油样15注入滑阀阀体4的阀芯配合孔16内,用于给圆环形配合间隙造成污染摩擦力,步进电机12带动滑阀阀芯13沿阀芯配合孔16匀速直线运动,相机7用于观测金属粉末悬浮油样15流过圆环形间隙的情况,编码器1、拉力传感器3、压力传感器5、相机7和步进电机12分别与数据采集终端14相连接,整个装置通过传感器来测量阀芯运动过程中所受实时牵引力、油液压力、阀芯位移的大小。
滑阀污染摩擦力实时测量装置的工作过程如下:
请继续参考图1,测量开始前将滑阀阀芯13置于滑阀阀体4配合孔的底端,然后将金属粉末悬浮油样15注入滑阀阀体4的阀芯配合孔16,接着控制步进电机12匀速转动,步进电机12通过缠线轮2和拉绳9带动滑阀阀芯13沿滑阀阀体4的阀芯配合孔16做匀速直线运动,滑阀阀体4的导流孔18形成负压,金属粉末悬浮油样15在滑阀阀体4上下两腔压差的作用下流入滑阀阀芯13和滑阀阀体4配合形成的圆环形间隙,从而对滑阀阀芯13的运动造成污染摩擦力,拉力传感器3实时记录滑阀阀芯13所受牵引力,压力传感器5实时记录滑阀阀芯13所受油液压力,编码器1实时记录滑阀阀芯13的位移,滑阀阀芯13在匀速运动过程中受力平衡,因此可计算出滑阀阀芯13在运动过程中所受到的实时污染摩擦力为:
式中:F为拉绳的实时拉力,M为阀芯的质量,为标准大气压,为滑阀阀体下腔油液的压强,S为阀芯的有效横截面积。
对滑阀阀体4的结构设计请参考图3,滑阀阀体4开设有阀芯配合孔16,测压孔17,导流孔18;配合孔16用于装配滑阀阀芯13,用于导向滑阀运动及与滑阀阀芯相配合形成固定径向高度的圆环形配合间隙;测压孔17上安装有压力传感器5,用于记录导流孔18内油液的压力。
对滑阀阀芯13的结构设计请参考图4,滑阀阀芯13包括被测阀芯19和导向活塞20。导向活塞20直径与滑阀阀体4的阀芯配合孔16直径相等,用于导向所述滑阀阀芯的运动;被测阀芯19的直径小于导向活塞20,用于与滑阀阀体4相配合形成圆环形间隙感受污染摩擦力;被测阀芯19设有牵引孔21,用于与拉绳9连接;导向活塞20设有多个均布的通油孔22,用于沟通滑阀阀体的阀芯配合孔16和导流孔18。
为了提高数据的准确性,需要保证滑阀阀体4配合孔16垂直于水平面,具体地,请参考图5,调平支架8底部设置有八个均布的万向调节脚杯23,在测量开始前首先在滑阀阀体4的配合孔16内安装气泡水平仪,和万向调节脚杯23相配合用于调节滑阀阀体4的配合孔16垂直于水平面,调整结束后取出气泡水平仪。
请继续参考图5,调平支架8顶端面板上设有两条沿一方向互相平行的直槽口24,用于安装所述对中支架10,调平支架8上设有四个阀体安装孔25,用于安装阀体4;调平支架8上设有两条沿竖直方向互相平行的直槽口26,用于安装相机7。
为了能够观测金属粉末悬浮油样15流经圆环形间隙的情况,需要设计一种可视化的观测装置,具体地,请参考图6,透明油杯6采用透明材料,开设卸油孔28用于排出金属粉末悬浮油液,相机7的镜头正对透明油杯6底面,用于记录油杯底板上的金属粉末数量。
为了防止拉绳9与缠线轮2的连接不稳定从而影响滑阀阀芯13的匀速运动,需要设计一种拉绳9与缠线轮2的稳定连接方式,具体地,请参考图7,缠线轮2上设有穿绳孔29,穿绳孔29和卡箍30相配合用于固定拉绳9。
为了进一步提高数据的准确性,需要保证拉绳9与滑阀阀芯13的中轴线同心,具体地,请参考图8,对中支架10底端面板上设有两条沿二方向互相平行的直槽口31,该直槽口31和调平支架8上直槽口24相配合用于在一方向和二方向调整对中支架10的位置从而使拉绳9垂直于水平面且和滑阀阀芯13的中轴线同心。
实施例2:
本实施例提供了一种滑阀耐污染能力评价装置;其测量原理示意图请参考图9,相比于实施例1提供的测量原理示意图(请参考图1),本实施例的不同之处在于滑阀阀体4的结构变为滑阀阀体基座4a和滑阀阀套4b;滑阀阀芯13的结构变为可更换阀芯13a、导向活塞上13b和导向活塞下13c,本实施例的优点在于可更换阀芯13a可以方便地替换为市场上的各类滑阀阀芯,通过选用相配套尺寸参数的滑阀阀套4b、导向活塞上13b和导向活塞下13c连同其余的装置构件共同组成本实施例所提出的滑阀耐污染能力评价装置,该装置可对可更换阀芯13a在不同污染工况下的耐污染能力进行定量的测量和评价。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“顶端”、“底端”、“竖直”、“水平”、“一方向”、“二方向”等指示的方位、方向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,而不是指示或暗示所指的装置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。
上述实施例仅为本发明的优选实施方式,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、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.滑阀污染摩擦力实时精确测量装置,包括调平支架(8)、对中支架(10)、电机固定架(11)、相机(7)、透明油杯(6)、滑阀阀体(4)、滑阀阀芯(13)、拉绳(9)、缠线轮(2)、编码器(1)、步进电机(12)、拉力传感器(3)、压力传感器(5)、数据采集终端(14)和金属粉末悬浮油样(15),其特征在于调平支架(8)的上端与对中支架(10)相连接,对中支架(10)的上端与电机固定架(11)相连接,步进电机(12)固定在电机固定架(11)上,步进电机(12)的中心轴与编码器(1)和缠线轮(2)相连接,拉绳(9)的一端固定在缠线轮(2)上,拉绳(9)的另一端穿过拉力传感器(3)后固定在滑阀阀芯(13)上,拉力传感器(3)固定在对中支架(10)上,滑阀阀芯(13)装配在滑阀阀体(4)中,滑阀阀体(4)和相机(7)均固定在调平支架(8)上,透明油杯(6)和压力传感器(5)均固定在滑阀阀体(4)上,数据采集终端(14)分别连接步进电机(12)、编码器(1)、相机(7)、压力传感器(5)和拉力传感器(3)。
2.根据权利要求1所述的滑阀污染摩擦力实时精确测量装置,其特征在于,滑阀阀体(4)开设有阀芯配合孔(16),导流孔(18),测压孔(17);阀芯配合孔(16)内装配有滑阀阀芯(13),测压孔(17)上安装有压力传感器(5),所述导流孔(18)底端安装有透明油杯(6),透明油杯(6)底面正对相机(7)的镜头,阀芯配合孔(16)内安装滑阀阀套(4b)。
3.根据权利要求1所述的滑阀污染摩擦力实时精确测量装置,其特征在于滑阀阀芯(13)包括被测阀芯(19)和导向活塞(20);被测阀芯(19)的直径小于滑阀阀体(4)的阀芯配合孔(16)的直径,用于形成圆环形间隙;导向活塞(20)的直径与滑阀阀体(4)的阀芯配合孔(16)的直径相等,用于保持圆环形间隙径向高度不变;被测阀芯(19)设有牵引孔(21),牵引孔(21)与拉绳(9)连接;导向活塞(20)设有多个均布的通油孔(22);被测阀芯(19)能够做不同锥度和开设若干均压槽结构和形貌的改变;通油孔(22)能变为通油槽结构。
4.根据权利要求1和权利要求3所述的滑阀污染摩擦力实时精确测量装置,其特征在于滑阀阀芯(13)的另一种结构形式包括可更换阀芯(13)、导向活塞上(13b)和导向活塞下(13c);导向活塞上(13b)开设有牵引孔(21),牵引孔(21)与拉绳(9)连接,导向活塞上(13b)开设有多个均布的通油孔(22);导向活塞下(13c)开设有多个均布的通油孔(22);导向活塞上(13b)和导向活塞下(13c)与可更换阀芯(13a)能通过磁性材料和螺纹连接方式连接。
5.根据权利要求1所述的滑阀污染摩擦力实时精确测量装置,其特征在于,所述金属粉末悬浮油样(15)在滑阀阀芯(13)运动开始前注入滑阀阀芯(13)上端的阀芯配合孔(16)内;滑阀阀芯(13)能够在所述步进电机(12)、缠线轮(2)和拉绳(9)的带动下,沿滑阀阀体(4)的阀芯配合孔(16)在竖直方向做匀速直线运动;金属粉末悬浮油样(15)受滑阀阀体(4)的导流孔(18)压差的作用经过滑阀阀芯(13)的圆环形间隙、通油孔(22)和滑阀阀体(4)的导流孔(18)流入透明油杯(6)内。
6.根据权利要求1所述的滑阀污染摩擦力实时精确测量装置,其特征在于调平支架(8)底部设置有八个均布的万向调节脚杯(23),调平支架(8)顶端面板上设有两条沿一方向互相平行的直槽口(24),调平支架(8)上设有四个透明阀体安装孔(25)和两条沿竖直方向互相平行的直槽口(26)。
7.根据权利要求1所述的滑阀污染摩擦力实时精确测量装置,其特征在于对中支架(10)底端面板上设有两条沿二方向互相平行的直槽口(31),与调平支架(8)沿一方向互相平行的直槽口相配合(24),用于在所述一方向和所述二方向调整对中支架(10)的位置,并使拉绳(9)垂直于水平面且和滑阀阀芯(13)同心。
8.根据权利要求1所述的滑阀污染摩擦力实时精确测量装置,其特征在于缠线轮(2)上设有穿绳孔(29)和卡箍(30),紧固拉绳(9)的其中一端。
9.一种滑阀污染摩擦力实时测量方法,采用了权利要求1至8任一项所述的滑阀污染摩擦力实时测量装置,其特征在于,其步骤为:
(1)在阀芯配合孔(16)顶端装配水平气泡仪,调节万向调节脚杯(23)使滑阀阀体(4)的阀芯配合孔(16)处于竖直位置;
(2)配制同一粒径但不同浓度和同一浓度但不同粒径的金属粉末悬浮油样(15);
(3)调整滑阀阀芯(13)位于滑阀阀体配合孔的底端;
(4)将金属粉末悬浮油样(15)注入滑阀阀体(4)的阀芯配合孔(16)内;
(5)启动数据采集终端(14),拉力传感器(3)实时记录拉绳(9)的拉力,压力传感器(5)实时记录滑阀阀体(4)的导流孔(18)内的压强,编码器(1)实时记录滑阀阀芯(13)的位移,相机(7)实时监测透明油杯(6)底面金属粉末的数量;
(6)设定步进电机(12)的转速,启动步进电机(12),步进电机(12)带动缠线轮(2)匀速转动,拉绳(9)牵引滑阀阀芯(13)沿滑阀阀体(4)的阀芯配合孔(16)向上做匀速直线运动直至到达阀芯配合孔(16)顶端;
(7)关闭步进电机(12),储存数据采集终端(14)和相机(7)记录的相关数据,清洁滑阀阀体(4)内的污染油液;
(8)计算滑阀阀芯(13)在运动过程中所受到的污染摩擦力为:
式中:F为拉绳(9)的实时拉力,M为阀芯的质量,为标准大气压,为滑阀阀体(4)的导流孔(18)内油液的压强,S为阀芯的有效横截面积;
(9)重复步骤(3)至步骤(8)测量计算不同金属粉末悬浮油样(15)对滑阀阀芯(13)造成的污染摩擦力;
(10)更换不同形貌的阀芯和阀体,重复步骤(1)至步骤(9)测量计算不同滑阀的污染摩擦力。
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