CN111089724A - 密封检测试验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种密封检测试验台，包括电脑检测系统、电气控制系统、液压系统和测试平台，电气控制系统分别与电脑检测系统和液压系统连接，液压系统与测试平台连接；测试平台包括滑动平台和连接小车，滑动平台上设有直线滑轨和位移传感器，连接小车通过两小车底板安装在直线滑轨上，小车底板上均垂直设有小车立板，两小车立板之间设有力传感器，力传感器垂直于两小车立板，一小车立板上垂直固定有被测耳座，另一小车立板上垂直固定有加载耳座，被测耳座上设有被测油缸，加载耳座上设有加载油缸，被测油缸、加载油缸及力传感器三者的轴心线重合；本发明能够对实际工况下密封的实际寿命等进行数据收集，便于提升产品的质量分析分析产品的损坏原因。

Description

密封检测试验台

技术领域

本发明属于密封检测技术领域，尤其涉及一种密封检测试验台。

背景技术

矿用立柱、千斤顶是液压支架中的关键支撑件，对液压支架的安全性起到决定性的作用，而对于立柱和千斤顶，密封是关键部件，起到保压作用；在实际使用过程中，如果密封损坏很难用损坏的密封进行拉伸、压变等试验，目前国内大多数进行的是空载密封试验或简单模拟工况试验，还没有真实的工况模拟试验。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于，提供一种密封检测试验台，能够对实际工况下密封的实际寿命等进行数据收集，便于提升产品的质量分析分析产品的损坏原因。

为了达到上述发明目的，进而采取的技术方案如下：

密封检测试验台，包括电脑检测系统、电气控制系统、液压系统和测试平台，所述电气控制系统分别与电脑检测系统和液压系统连接，所述液压系统与测试平台连接；

所述电脑检测系统采用台达DIAVIEW数据采集控制软件结合SQL server数据库，可以精准的将实时数据采集、计算并保存至数据库中，所述电脑检测系统包括功能选项区、操作区、油泵操作区以及实时数据显示区，所述功能选项区包括参数设置、试运行、摩擦力检测、耐久试验、多曲线比较以及打印报告等，用于不同的测试操作；所述操作区可显示相对应功能区的操作内容，用于操作测试；所述油泵操作区用于控制启停加载油泵电机；所述实时数据显示区显示被测油缸和加载油缸的各项压力，以及被测油缸系统的液体温度；

所述电气控制系统采用台达DVP系列PLC，与电脑检测系统网络连接，数据采集更快，传感器驱动电源使用台达高精度直流电源，保证传感器的稳定；所述电气控制系统用于控制液压系统动作，同时采集测试平台的数据信息，所述电气控制系统采集测试平台的数据信息，传送至电脑检测系统实时数据显示区上显示出所有数据和图形，单次操作的数据都存储于数据库中，防止检测中途数据遗失；

所述测试平台包括滑动平台和连接小车，所述滑动平台上设有直线滑轨和位移传感器，所述直线滑轨平行设有两条，所述连接小车通过两小车底板安装在直线滑轨上，所述小车底板上均垂直设有小车立板，两小车立板之间设有力传感器，所述位移传感器和力传感器将测试的数据信息传送至电气控制系统，然后由电气控制系统传送至电脑检测系统实时数据显示区上显示，所述力传感器垂直于两小车立板，其中一小车立板上垂直固定有上下平行设置的两被测耳座，另一小车立板上垂直固定有上下平行设置的两加载耳座，所述加载耳座与被测耳座背对设置，所述被测耳座上设有被测油缸，所述加载耳座上设有加载油缸，所述被测油缸、加载油缸以及力传感器三者的轴心线重合；所述测试平台使用时安装在试验框架内，所述加载油缸的另一端连接在试验框架的顶块上，所述被测油缸的另一端连接在试验框架的活动顶块上，试验过程中，液压动力源驱动被测油缸运动，利用加载油缸对被测油缸进行负载加载，以达到模拟被测油缸在实际工作状态下的受力情况；

所述液压系统分为被测油缸液压系统和加载油缸液压系统，所述被测油缸液压系统用于控制被测油缸的动作，所述加载油缸液压系统控制加载油缸的动作。

所述被测油缸液压系统由前后腔高精度压力传感器、单向调速阀、电液换向阀，电液换向阀控制被测缸前后移动，在经过单向调速阀控制被测缸的移动速度，再由前后腔高精度压力传感器将相关的压力数据反馈至电气检测系统。

所述加载油缸液压系统包括油泵、阀组，在加载系统中油泵仅提供给加载油缸补液作用，阀组上集成了一些单向阀和溢流阀，调节加载油缸前后腔的溢流阀能改变加载油缸被动加载时的作用力，所述压力传感器用于检测加载系统的实时压力数据，由于加载油缸属于被动方式运行，所以加载油缸的往复运动无法操控，仅用于被测油缸的推拉运动，也只有在被测油缸推拉加载油缸运动的同时才能改变加载油缸前后腔内的压力，加载油缸内部压力才会变化，然后根据需要再调节溢流阀来达到改变负载作用力的目的。

密封检测试验台实用方法，包括以下步骤：

1.试运行：使被测油缸在无负载工况下起动，并全行程往复运动数次，完全排除被测油缸内的空气。被测油缸往复运动过程中，观察被测油缸的运行情况，是否有爬行等不正常情况；

2.动摩擦检测：在额定压力和额定加载下，使被测油缸以试验要求的速度连续运行，试验过程中，测定密封与缸筒之间的综合动态摩擦力；

当滑动小车处于静止状态时：

当被测缸匀速伸出时：

所以，在被测油缸和加载油缸在做缓慢并且匀速的运动时：

综合摩擦力≈被测油缸作用腔等效力-被测油缸被压腔等效力-加载力

试验时必须保证压力平稳，速度平稳，速度越慢得出的结果值越准确。试验目的是为了在相同的缸体材料、缸体尺寸、光洁度、压力下检验不同材质密封件的摩擦力。

3.密封耐久试验：在额定压力和加载70％～80％额定推拉力的情况下，使被测油缸以试验要求的速度连续往复规定次数，并记录往复过程中前后腔的压力值绘制压力曲线图，运行过程中不间断的设定的要求检测压力数据，判断压降状况。此试验是模拟油缸的实际工况作密封疲劳寿命测试。

测试项目

1、高水基密封耐磨性与粗糙度的关系

本试验项目主要研究矿用液压支架立柱千斤顶密封件耐磨性与缸筒内壁粗糙度的关系，即取不同内壁粗糙度的缸筒装配后在额定压力、恒定乳化液浓度、相同的时间间隔或试验次数内进行往复行程试验，观察测定密封的磨损情况，得出最优耐磨性的粗糙度数值范围。

2、高水基密封材料选择与寿命研究

本试验项目主要研究不同材质的密封在相同工况及试验次数下密封使用寿命的长短。测试材质重点集中于普通聚氨酯、聚醚聚氨酯、夹布橡胶、丁腈橡胶等。

3、高水基密封性能与不同高水基液体的适应性研究

本试验项目主要研究聚醚聚氨酯丁腈橡胶复合密封与不同高水基液体的适应性关系。高水基液体主要侧重于纯水、乳化液、浓缩液等。

4、不同高水基液防锈性能研究

本试验项目主要研究在不同高水基液体(乳化液或浓缩液)中零件在特定时间段锈蚀情况的分析。从而更好的对高水基液体进行更好的选型使用。

5、不同高水基液与密封副润滑性能的关系研究

本试验项目主要研究在不同高水基液体(乳化液或浓缩液)中摩擦副在实际工况下摩擦力的分析。从而更好的对高水基液体进行更好的选型使用。

1.6、同种高水基不同浓度的防锈性、润滑性研究

本试验项目主要研究同一种高水基液体(乳化液或浓缩液)通过不同浓度的配比后进行试验，得出其在真实工况下最优的浓度配比。

本发明的有益效果是：本发明可对矿用立柱、千斤顶进行密封试验，填补了国内实际工况模拟数据的空白，对同行业在今后的产品质量提升以及损坏后的原因分析提供了有力的支持，推动了矿用产品的安全性，对设计及工艺的提升起到了决定性的作用。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为测试平台的结构示意图；

图2为测试平台的第二视角结构示意图；

图3为液压系统的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

密封检测试验台，包括电脑检测系统、电气控制系统、液压系统和测试平台，所述电气控制系统分别与电脑检测系统和液压系统连接，所述液压系统与测试平台连接；

所述电脑检测系统采用台达DIAVIEW数据采集控制软件结合SQL server数据库，可以精准的将实时数据采集、计算并保存至数据库中，所述电脑检测系统包括功能选项区、操作区、油泵操作区以及实时数据显示区，所述功能选项区包括参数设置、试运行、摩擦力检测、耐久试验、多曲线比较以及打印报告等，用于不同的测试操作；所述操作区可显示相对应功能区的操作内容，用于操作测试；所述油泵操作区用于控制启停加载油泵电机；所述实时数据显示区显示被测油缸3和加载油缸4的各项压力，以及被测油缸3系统的液体温度；

所述电气控制系统采用台达DVP系列PLC，与电脑检测系统网络连接，数据采集更快，传感器驱动电源使用台达高精度直流电源，保证传感器的稳定；所述电气控制系统用于控制液压系统动作，同时采集测试平台的数据信息，所述电气控制系统采集测试平台的数据信息，传送至电脑检测系统实时数据显示区上显示出所有数据和图形，单次操作的数据都存储于数据库中，防止检测中途数据遗失；

如图1-2所示，所述测试平台包括滑动平台1和连接小车2，所述滑动平台1上设有直线滑轨11和位移传感器12，所述直线滑轨11平行设有两条，所述连接小车2通过两小车底板21安装在直线滑轨11上，所述小车底板21上均垂直设有小车立板22，两小车立板22之间设有力传感器23，所述位移传感器12和力传感器23将测试的数据信息传送至电气控制系统，然后由电气控制系统传送至电脑检测系统实时数据显示区上显示，所述力传感器23垂直于两小车立板22，其中一小车立板22上垂直固定有上下平行设置的两被测耳座24，另一小车立板22上垂直固定有上下平行设置的两加载耳座25，所述加载耳座25与被测耳座24背对设置，所述被测耳座24上设有被测油缸3，所述加载耳座25上设有加载油缸4，所述被测油缸3、加载油缸4以及力传感器23三者的轴心线重合；所述测试平台使用时安装在试验框架内，所述加载油缸4的另一端连接在试验框架的顶块上，所述被测油缸3的另一端连接在试验框架的活动顶块上，试验过程中，液压动力源驱动被测油缸3运动，利用加载油缸4对被测油缸3进行负载加载，以达到模拟被测油缸3在实际工作状态下的受力情况。

如图3所示，所述液压系统分为被测油缸液压系统和加载油缸液压系统，所述被测油缸液压系统用于控制被测油缸3的动作，所述加载油缸液压系统控制加载油缸4的动作。

所述被测油缸液压系统由前后腔高精度压力传感器、单向调速阀51、电液换向阀52，电液换向阀52控制被测缸前后移动，在经过单向调速阀51控制被测缸的移动速度，再由前后腔高精度压力传感器23将相关的压力数据反馈至电气检测系统。

所述加载油缸液压系统包括油泵、阀组，在加载系统中油泵仅提供给加载油缸4补液作用，阀组上集成了一些单向阀53和溢流阀54，调节加载油缸4前后腔的溢流阀54能改变加载油缸4被动加载时的作用力，所述压力传感器23用于检测加载系统的实时压力数据，由于加载油缸4属于被动方式运行，所以加载油缸4的往复运动无法操控，仅用于被测油缸3的推拉运动，也只有在被测油缸3推拉加载油缸4运动的同时才能改变加载油缸4前后腔内的压力，加载油缸4内部压力才会变化，然后根据需要再调节溢流阀54来达到改变负载作用力的目的。

密封检测试验台实用方法，包括以下步骤：

1.试运行：使被测油缸在无负载工况下起动，并全行程往复运动数次，完全排除被测油缸内的空气。被测油缸往复运动过程中，观察被测油缸的运行情况，是否有爬行等不正常情况；

2.动摩擦检测：在额定压力和额定加载下，使被测油缸以试验要求的速度连续运行，试验过程中，测定密封与缸筒之间的综合动态摩擦力；

当滑动小车处于静止状态时：

当被测缸匀速伸出时：

所以，在被测油缸和加载油缸在做缓慢并且匀速的运动时：

综合摩擦力≈被测油缸作用腔等效力-被测油缸被压腔等效力-加载力

试验时必须保证压力平稳，速度平稳，速度越慢得出的结果值越准确。试验目的是为了在相同的缸体材料、缸体尺寸、光洁度、压力下检验不同材质密封件的摩擦力。

3.密封耐久试验：在额定压力和加载70％～80％额定推拉力的情况下，使被测油缸以试验要求的速度连续往复规定次数，并记录往复过程中前后腔的压力值绘制压力曲线图，运行过程中不间断的设定的要求检测压力数据，判断压降状况。此试验是模拟油缸的实际工况作密封疲劳寿命测试。

测试项目

1、高水基密封耐磨性与粗糙度的关系

本试验项目主要研究矿用液压支架立柱千斤顶密封件耐磨性与缸筒内壁粗糙度的关系，即取不同内壁粗糙度的缸筒装配后在额定压力、恒定乳化液浓度、相同的时间间隔或试验次数内进行往复行程试验，观察测定密封的磨损情况，得出最优耐磨性的粗糙度数值范围。

2、高水基密封材料选择与寿命研究

本试验项目主要研究不同材质的密封在相同工况及试验次数下密封使用寿命的长短。测试材质重点集中于普通聚氨酯、聚醚聚氨酯、夹布橡胶、丁腈橡胶等。

3、高水基密封性能与不同高水基液体的适应性研究

本试验项目主要研究聚醚聚氨酯丁腈橡胶复合密封与不同高水基液体的适应性关系。高水基液体主要侧重于纯水、乳化液、浓缩液等。

4、不同高水基液防锈性能研究

本试验项目主要研究在不同高水基液体(乳化液或浓缩液)中零件在特定时间段锈蚀情况的分析。从而更好的对高水基液体进行更好的选型使用。

5、不同高水基液与密封副润滑性能的关系研究

本试验项目主要研究在不同高水基液体(乳化液或浓缩液)中摩擦副在实际工况下摩擦力的分析。从而更好的对高水基液体进行更好的选型使用。

1.6、同种高水基不同浓度的防锈性、润滑性研究

本试验项目主要研究同一种高水基液体(乳化液或浓缩液)通过不同浓度的配比后进行试验，得出其在真实工况下最优的浓度配比。

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、改进或组合等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.密封检测试验台，其特征在于：包括电脑检测系统、电气控制系统、液压系统和测试平台，所述电气控制系统分别与电脑检测系统和液压系统连接，所述液压系统与测试平台连接；

所述电脑检测系统可以精准的将实时数据采集、计算并保存至数据库中，所述电脑检测系统包括功能选项区、操作区、油泵操作区以及实时数据显示区，所述操作区可显示相对应功能区的操作内容，用于操作测试；所述油泵操作区用于控制启停加载油泵电机；所述实时数据显示区显示被测油缸和加载油缸的各项压力，以及被测油缸系统的液体温度；

所述电气控制系统与电脑检测系统网络连接，所述电气控制系统用于控制液压系统动作，同时采集测试平台的数据信息，传送至电脑检测系统实时数据显示区上显示出所有数据和图形，单次操作的数据都存储于数据库中，防止检测中途数据遗失；

所述测试平台包括滑动平台和连接小车，所述滑动平台上设有直线滑轨和位移传感器，所述直线滑轨平行设有两条，所述连接小车通过两小车底板安装在直线滑轨上，所述小车底板上均垂直设有小车立板，两小车立板之间设有力传感器，所述力传感器垂直于两小车立板，其中一小车立板上垂直固定有上下平行设置的两被测耳座，另一小车立板上垂直固定有上下平行设置的两加载耳座，所述加载耳座与被测耳座背对设置，所述被测耳座上设有被测油缸，所述加载耳座上设有加载油缸，所述被测油缸、加载油缸以及力传感器三者的轴心线重合；

所述液压系统分为被测油缸液压系统和加载油缸液压系统，所述被测油缸液压系统用于控制被测油缸的动作，所述加载油缸液压系统控制加载油缸的动作。

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