CN110987409B - 一种碗形塞摩擦力测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碗形塞摩擦力测试装置和方法，其包括用于向待测件内碗形塞加载的加载杆、用于支撑待测件的托板和用于保证均匀加载的钢球和加载柱，所述托板设置有用于供待测件内碗形塞加载后脱离待测件的通孔，所述加载杆的端面上设置有与钢球形状相对应的球形接触面，所述加载柱的一侧端面上设置有与钢球形状相对应的第一球形接触面、另一侧的端面上设置有与供待测件内碗形塞形状相对于的第二球形接触面，本发明可对高、低温下的碗形塞摩擦力进行精确测量。
Description
技术领域
本发明属于发动机缸体、缸盖检测技术领域，具体涉及一种碗形塞摩擦力测试方法。
背景技术
发动机缸体、缸盖铸造时会留有铸造工艺孔，发动机装配时需在该工艺孔内装上碗形塞，保持缸体的密封性。当发动机运转时，因机油压力高，且油温也较高，故对碗形塞的堵漏、密封性能有极高要求。
现有技术中一般仅对碗形塞的气密性是否合格进行检测，而未关注不同温度下碗形塞的密封性能(即对碗形塞压出时的最大摩擦力进行测试)。故有可能由于缸体碗形塞脱落导致发动机泄露事故，影响发动机的安全性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种碗形塞摩擦力测试方法和装置，其配合温度环境箱，可对高、低温下的碗形塞摩擦力进行精确测量。
为解决上述技术问题，本发明采用了这样一种碗形塞摩擦力测试装置，其包括用于向待测件内碗形塞加载的加载杆、用于支撑待测件的托板和用于保证对中性加载的钢球和加载柱，所述托板设置有用于供待测件内碗形塞加载后脱离待测件的通孔，所述加载杆的端面上设置有与钢球形状相对应的球形接触面，所述加载柱的一侧端面上设置有与钢球形状相对应的第一球形接触面、另一侧的端面上设置有与供待测件内碗形塞形状相对于的第二球形接触面。
在本发明的一种优选实施方案中，所述加载杆包括连接套和顶杆，所述连接套设置有用于连接加载装的孔，所述顶杆与所述连接套螺纹连接，所述顶杆的端面上设置有球形接触面。
在本发明的一种优选实施方案中，所述加载柱的外径小于待测件内上用于安装碗形塞的孔的孔径。
在本发明的一种优选实施方案中，所述加载柱为较软金属材料，如铜、铝等。
本发明还公开了一种碗形塞摩擦力测试方法，其包括加载装置，其通过碗形塞摩擦力测试装置向待测件内碗形塞加载，实现碗形塞最大摩擦力的检测。
在本发明的一种优选实施方案中，所述碗形塞摩擦力测试装置位于温度环境箱内。
在本发明的一种优选实施方案中，所述加载装置为万能试验机。
在本发明的一种优选实施方案中，其具体步骤包括：步骤1.在缸体、缸盖等成品零件上对不同规格的碗形塞取样；步骤2.加热碗形塞；步骤3.利用碗形塞摩擦力测试装置对样件加载，测试碗形塞挤出时的摩擦力及位移，得到摩擦力与位移的关系曲线；步骤4.检验碗形塞边缘的磨痕是否均匀一致，测量碗形塞、缸体、缸盖等孔径尺寸，并计算过盈量。
本发明的有益效果是：本发明可测试不同规格碗形塞压出时的最大摩擦力，及压出时摩擦力和位移的关系曲线，为评价碗形塞的密封性能提供依据；进一步的，其通过在加载组件和待测件之间增加钢球和加载柱从而保证了加载的对中性，加载柱球面可保证与碗形塞接触痕迹均匀，施加的载荷应力均匀；进一步的，其可以配合温度环境箱，可测试不同温度下的碗形塞压出时的摩擦力。
附图说明
图1是本发明实施例一种碗形塞摩擦力测试装置的示意图；
图2是本发明实施例一种碗形塞摩擦力测试装置的剖视图；
图3是本发明实施例一种碗形塞摩擦力测试装置的加载柱示意图；
图4是本发明实施例一种碗形塞摩擦力测试方法的流程图；
图中：1-加载杆；2-托板；3-通孔；4-加载柱；5-球形接触面；6-钢球；7-待测件；8-碗形塞；1.1-连接套；1.2-顶杆；4.1-第一球形接触面；4.2-第二球形接触面。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
碗形塞对发动机缸体的密封性起着关键作用，而碗形塞与缸体壁的摩擦力是保证密封性的直接因素，目前没有直接测量碗形塞与缸体壁摩擦力的装置及测量方法，无法评价碗形塞密封性能的优劣。故本发明针对上述技术问题，公开了一种碗形塞摩擦力测试装置和方法，该装置及方法可测试不同规格碗形塞压出时的最大摩擦力，及压出时摩擦力和位移的关系曲线，为评价碗形塞的密封性能提供依据。配合温度环境箱，可测试不同温度下的碗形塞压出时的摩擦力
本发明的碗形塞摩擦力测试装置包括用于向待测件内碗形塞加载的加载杆1、用于支撑待测件的托板2和用于保证均匀加载的钢球6和加载柱4，托板2设置有用于供待测件内碗形塞加载后脱离待测件的通孔3，加载杆1的端面上设置有与钢球6形状相对应的球形接触面5，加载柱4的一侧端面上设置有与钢球6形状相对应的第一球形接触面4.1、另一侧的端面上设置有与供待测件内碗形塞形状相对于的第二球形接触面4.2。加载杆1包括连接套1.1和顶杆1.2，连接套1.1设置有用于连接加载装置的孔，顶杆1.2与连接套1.1螺纹连接，顶杆1.2的端面上设置有球形接触面5。加载柱4的外径小于待测件内上用于安装碗形塞的孔的孔径。加载柱4为较软金属，如铜、铝等材料。
使用本发明的碗形塞摩擦力测试装置进行测试时：首先将万能试验机与连接套1.1固定连接，然后将顶杆1.2螺纹连接于与连接套1.1上，完成加载组件的安装；将托板2放置在顶杆1.2的正下方。将加热到一定温度的待测件(缸体零件块)快速放置在托板2上后，在待测件的工艺孔中顺次放入加载柱4和钢球6，启动万能试验机进行碗形塞摩擦力的测量。根据万能试验机测量的力值和位移数据，可得出碗形塞摩擦力与压出位移的关系曲线。
本发明的一种碗形塞摩擦力的测试装置，可保证顶杆和铜柱的对中性，及碗形塞压出时铜柱与碗形塞贴合面均匀，铜柱材料较软，在压出碗形塞过程中与碗形塞贴合性较好。碗形塞表面所受应力载荷均匀，不会产生偏向压力，测量的摩擦力结果准确。
本发明配合温度环境箱，可测量不同温度时碗形塞的摩擦力，为评价缸体密封性提供依据。
本发明通过连接万能试验机，利用该套装置测量碗形塞摩擦力及压出位移，得出碗形塞摩擦力与位移关系曲线的方法。
本发明还公开了一种碗形塞摩擦力测试方法，其包括加载装置，其通过碗形塞摩擦力测试装置向待测件内碗形塞加载，实现碗形塞最大摩擦力的检测。碗形塞摩擦力测试装置可放置于温度环境箱内。加载装置为万能试验机。其具体步骤包括：步骤1.在缸体成品零件上对不同规格的碗形塞取样；步骤2.加热碗形塞；步骤3.利用碗形塞摩擦力测试装置对样件加载，测试碗形塞挤出时的摩擦力及位移，得到摩擦力与位移的关系曲线；步骤4.检验碗形塞边缘的磨痕是否均匀一致，测量碗形塞、缸体孔径尺寸，并计算过盈量。
以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种碗形塞摩擦力测试方法，其特征在于：
该方法测试不同规格碗形塞压出时的最大摩擦力，及压出时摩擦力和位移的关系曲线，为评价碗形塞的密封性能提供依据；配合温度环境箱，测试不同温度下的碗形塞压出时的摩擦力；
其通过碗形塞摩擦力测试装置向待测件内碗形塞加载，实现碗形塞最大摩擦力的检测，碗形塞摩擦力测试装置包括用于向待测件内碗形塞加载的加载杆（1）、用于支撑待测件的托板（2）和用于保证均匀加载的钢球（6）和加载柱（4），所述托板（2）设置有用于供待测件内碗形塞加载后脱离待测件的通孔（3），所述加载杆（1）的端面上设置有与钢球（6）形状相对应的球形接触面（5），所述加载柱（4）的一侧端面上设置有与钢球（6）形状相对应的第一球形接触面（4.1）、另一侧的端面上设置有与供待测件内碗形塞形状相对于的第二球形接触面（4.2）；所述碗形塞摩擦力测试装置位于温度环境箱内；
其具体步骤包括：
步骤1.在待测成品零件上对不同规格的碗形塞取样；
步骤2.加热碗形塞；
步骤3.利用碗形塞摩擦力测试装置对样件加载，测试碗形塞压出时的摩擦力及位移，得到摩擦力与位移的关系曲线；
步骤4.检验碗形塞边缘的磨痕是否均匀一致，测量碗形塞、待测成品零件上孔径尺寸，并计算过盈量。
2.根据权利要求1所述的碗形塞摩擦力测试方法，其特征在于：所述加载杆（1）包括连接套（1.1）和顶杆（1.2），所述连接套（1.1）设置有用于连接加载装置的孔，所述顶杆（1.2）与所述连接套（1.1）螺纹连接，所述顶杆（1.2）的端面上设置有球形接触面（5）。
3.根据权利要求1所述的碗形塞摩擦力测试方法，其特征在于：所述加载柱（4）的外径小于待测件内上用于安装碗形塞的孔的孔径。
4.根据权利要求2所述的碗形塞摩擦力测试方法，其特征在于：所述加载柱（4）为铜柱或铝柱。
5.根据权利要求2所述的碗形塞摩擦力测试方法，其特征在于：所述加载装置为万能试验机。
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