CN110763442A - 活塞环径向压力分布测量装置 - Google Patents

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刘杰
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/0028—Force sensors associated with force applying means

Abstract

本发明一种活塞环径向压力分布测量装置包括：测量工件，测量时，待测活塞环装入测量工件；丝杆，设置在测量工件的一侧；压板，设置在测量工件的上方，与丝杆连接；顶杆，设置在压板下方，与丝杆连接；测头，设置在压板上方，与丝杆连接；测头，设置在压板上方，与丝杆连接；驱动构件一，与丝杆连接，控制压板，测头及顶杆的移动；驱动构件二，与测量工件连接，控制待测活塞环的转动；数据处理组件，接收测头端采集的数据、处理数据、输出数据结果，本方案通过驱动构件驱动活塞环转动，保证多点测量压力(位移)，通过测头端采集数据，数据处理组件处理数据，输出数据，实现自动控制测量过程、处理过程及智能输出，装置结构简单，测量便捷，控制精准。

Description

活塞环径向压力分布测量装置
技术领域
本发明涉及设备制造领域，尤其涉及活塞环径向压力分布测量装置。
背景技术
活塞环作为发动机的最关键零件之一，在内燃机中起着密封、润滑、导热、定位的作用，活塞环是一种在自由状态下非圆异型、自身有弹力的开口零件，在工作的时候，器嵌套安装在活塞的环槽内形成正圆形，靠自身的形变产生的弹力与气缸壁紧密配合，活塞环自由状态下的形状决定着其气缸壁内的压力分布，并直接影响到内燃机功率、油耗、噪声等内燃机技术经济指标，保持气密性是活塞环的最主要作用，在各种情况下，都需要把压缩气体和燃烧气体的泄露量控制到最低，以提高热效率。为了对产品的质量进行控制，找出加工中的薄弱环节加以改善及通过加工出根据不同模型计算出的外型轮廓的活塞环来加以检测其计算方法的合理性，研制可靠、操作简便的径向压力分布测量系统，保证活塞环精度的要求势在必行。目前，国内现有的检测装置，大都不能精确地测量出压力分布的实际情况，现有技术就是进行活塞环的磨合和长时间运行的破坏性试验，成立活塞环生产厂家检验活塞环使用性能唯一的选择，这样，使得产品的设计周期加长，成本增加。因此，研究精确的活塞环径向压力分布检测技术、开发自动高效的自动检测装置是国内众多活塞环生产企业的当务之急。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是对活塞环径向压力分布进行测量。为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：活塞环径向压力分布测量装置包括测量工件，测量时，待测活塞环装入测量工件；丝杆，设置在测量工件的一侧；压板，设置在测量工件的上方，与丝杆连接；顶杆，设置在压板下方，与丝杆连接；测头，设置在压板上方，与丝杆连接；驱动构件一，与丝杆连接，控制压板、测头及顶杆的移动；驱动构件二，与测量工件连接，控制待测活塞环的转动；数据处理组件，接收测头端采集的数据、处理数据、输出数据结果。
进一步，驱动构件二包括分度步进电机和涡轮蜗杆分度传动机构，涡轮蜗杆分度传动机构通过传递交错轴之间的回转运动，带动待测活塞环转动。
进一步，驱动构件一包括升降步进电机和减速器，减速器内的直线轴承与丝杆连接，丝杆在直线内轴承的限制下，升降步进电机驱动丝杆上下直线运动。
进一步，测量工件与丝杆为可拆卸连接，测量工件内设置有活塞环座，待测活塞环通过活塞环座设置在测量工件内，测量工件可放置任意规格的活塞环座。
进一步，测头为气压导向式测量头，测头可随着活塞环面的曲面改变探针的力度。
进一步，分度步进电机根据设定的角带动待测活塞环转动，完成18个点的压力测量。
进一步，数据处理组件包括计算机和显示器，所述计算机接收测头端采集的数据，处理数据，将处理后的数据及处理流程显示在显示器。
进一步，还包括支柱，测量装置通过支柱固定或者滑动设置在地面。
本方案通过驱动构件驱动活塞环转动，保证多点测量压力(位移)，通过测头端采集数据，数据处理组件处理数据，输出数据，实现自动控制测量过程、处理过程及智能输出，装置结构简单，测量便捷，控制精准；
针对不同规格的活塞环，设计相应的活塞环座，通过更换活塞环座实现不同型号的活塞环的径向压力分布的测量，操作简单方便；
依据所采集多个点的径向压力(位移)数据，在数据处理组件中进行压力数据换算，并实现自动记录检测数据、径向压力分布曲线图形显示、储存数据，输出对比结果等功能。
附图说明
图1示意性示出了本发明实施例的活塞环径向压力分布测量装置示意图；
图2示意性示出了本发明实施例的径向压力分布示意图；
图3示出了本发明实施例的显示界面。
图中附图标记：1、测量工件；2、丝杆；3、压板；4、测头；5、驱动构件二；51、分度步进电机；52、涡轮蜗杆分度传动机构；6、驱动构件一；61、升降步进电机；62、减速器；7、顶杆；8、功能选择按钮；9、支柱。
具体实施方式
以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
请参考图1、图2和图3所示，本发明提供了活塞环径向压力分布测量装置，该装置的测量工件1，在测量时，将待测活塞环装入测量工件；测量工件1与丝杆2为可拆卸连接，测量工件1内设置有活塞环座(图中未示出)，待测活塞环通过活塞环座设置在测量工件1内，测量工件1可放置任意规格的活塞环座，丝杆2设置在测量工件1的一侧且与测量工件1连接；压板3设置在测量工件1的上方，与丝杆2连接；顶杆7设置在压板3下方，与丝杆2连接；测头4设置在压板3上方，与丝杆2连接，测头4优选为气压导向式测量头，测头4可随着活塞环面的曲面改变探针的力度；驱动构件一6与丝杆2连接，控制压板3、测头4及顶杆7的移动，驱动构件一6包括升降步进电机61和减速器62，减速器62内的直线轴承与丝杆2连接，丝杆2在直线内轴承的限制下，升降步进电机61驱动丝杆2上下直线运动；驱动构件二5与测量工件1连接，控制待测活塞环的转动，驱动构件二5包括分度步进电机61和涡轮蜗杆分度传动机构62，涡轮蜗杆分度传动机构62通过传递交错轴之间的回转运动，带动待测活塞环转动，分度步进电机61根据设定的角带动待测活塞环转动，完成18个点的压力测量，角度和选择的测量点可以根据具体情况调整；数据处理组件，接收测头端采集的数据、处理数据、输出数据结果，测量装置通过所述支柱9固定或者滑动设置在地面，实现定点测量或者移动位置实现多工位的测量任务。
在本发明所提供的活塞环径向压力分布测量装置的操作为，在计算机上输入所要测量规格型号的活塞环的需求数据，将待测活塞环装入测量工件1中，启动升降步进电机61，带动减速器62旋转，减速器62通过直线轴承限制并带动丝杆2向下移动，同时压板3下压把待测量活塞环压紧，测头4也下降至与活塞环环面接触，测头4由于受到待测活塞环的径向压力而产生偏移，得到第一个测量点，完成第一个测量点的测量结果，分度步进电机61按照预设的程序带动待测活塞环转动预定角度，进行下一个点的测量，测量点优选为18个，直至完成全部测量点的测量，升降步进电机61启动，带动压板3上升，测头4也上升，同时顶杆7把测量工件1顶出，并且计算机依据所采集的测量点的径向压力数据与设定的数据进行比对，把运算处理过程的流程及结果显示在显示器上，测量过程中，设定活塞环所处的受力状态与其工作状态相同。
在本发明所提供的活塞环径向压力分布测量装置，通过驱动构件二5带动活塞环转动，保证多点测量压力，通过测头4端采集数据，数据处理组件处理数据，输出数据，实现自动控制测量过程、处理过程及智能输出，装置结构简单，测量便捷，控制精准；
针对不同规格的活塞环，设计相应的活塞环座，通过更换活塞环座实现不同型号的活塞环的径向压力分布的测量，操作简单方便；依据所采集多个点的径向压力数据与之前已设定在数据处理组件中的数据进行比对，实现自动记录检测数据、径向压力分布曲线图形显示、储存数据，输出对比结果等功能。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，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 (8)

1.一种活塞环径向压力分布测量装置，其特征在于，包括：
测量工件，测量时，待测活塞环装入所述测量工件；
丝杆，设置在所述测量工件的一侧；
压板，设置在所述测量工件的上方，与所述丝杆连接；
测头，设置在所述压板上方，与所述丝杆连接；
顶杆，设置在所述压板下方，与所述丝杆连接；
驱动构件一，与所述丝杆连接，控制所述压板、测头及顶杆的移动；
驱动构件二，与所述测量工件连接，控制所述待测活塞环的转动；
数据处理组件，接收所述测头端采集的数据、处理数据、输出数据结果。
2.根据权利要求1所述活塞环径向压力分布测量装置，其特征在于，所述驱动构件二包括分度步进电机和涡轮蜗杆分度传动机构，所述涡轮蜗杆分度传动机构通过传递交错轴之间的回转运动，带动待测活塞环转动。
3.根据权利要求1所述活塞环径向压力分布测量装置，其特征在于，所述驱动构件一包括升降步进电机和减速器，所述减速器内的直线轴承与所述丝杆连接，所述丝杆在直线内轴承的限制下，所述升降步进电机驱动丝杆上下直线运动。
4.根据权利要求3所述活塞环径向压力分布测量装置，其特征在于，所述测量工件为与所述丝杆为可拆卸连接，所述测量工件内设置有活塞环座，所述待测活塞环通过活塞环座设置在所测量工件内，所述测量工件可放置任意规格的活塞环座。
5.根据权利要求1所述活塞环径向压力分布测量装置，其特征在于，所述测头为气压导向式测量头，所述测头可随着活塞环面的曲面改变探针的位移。
6.根据权利要求2所述活塞环径向压力分布测量装置，其特征在于，所述分度步进电机根据设定的角带动待测活塞环转动，完成18个点的压力(位移)测量。
7.根据权利要求1所述活塞环径向压力分布测量装置，其特征在于，所述数据处理组件包括计算机和显示器，所述计算机接收测头端采集的数据，处理数据，将处理后的数据及处理流程显示在显示器。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述活塞环径向压力分布测量装置，其特征在于，还包括支柱，所述测量装置通过所述支柱固定或者滑动设置在地面。
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