CN113654819A - 一种气门座圈防脱落试验机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气门座圈防脱落试验机，涉及气门座圈制造领域，包括机体，本发明结构简单，试验机中的缸头能够模拟实际的发动机缸盖与气门座圈的连接关系，同时试验机中的加热装置和冷却装置对模拟缸头的交替且连续的作用，能够模拟气门座圈在实际使用过程中冷热交替的环境，本试验机通过对发动机气门座圈的高温以及冷热交替的工作环境的模拟，能够对气门座圈投入使用之前先进行防脱落试验，本试验机通过对气门座圈工作环境的真实模拟，能够提高气门座圈防脱落试验结果的准确性，便于对气门座圈后续结构的改进，保证了气门座圈在实际使用过程中的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及气门座圈制造领域，具体是一种气门座圈防脱落试验机。
背景技术
汽车发动机工作时，气门座圈在高温、高压的燃烧缸室内工作，环境温度很高，发动机关闭后，气门座圈又在冷却循环水作用下快速冷却，座圈的整体工作环境冷热交替循环。
目前气门座圈大多为粉末冶金材料，柴油机、气体机缸盖以铸铁材料为主，二者材料不同，其热传导率和膨胀率差异也比较大。主机客户在进行柴油机、气体机等新机型开发时，首先要了解气门座圈在冷热交替循环条件下对热疲劳的可靠性和耐久性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种气门座圈防脱落试验机，通过试验机对气门座圈的检测，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种气门座圈防脱落试验机，包括机体，所述机体包括：
与气门座圈匹配且固定在工作台上的模拟缸头；
用于对模拟缸头进行循环加热和冷却的实验组件；
以及对加热装置、冷却装置开闭分别进行控制的控制系统，所述实验组件包括实现对模拟缸头集中升温的加热件、实现对模拟缸头集中降温的冷却件以及实现对模拟缸头在加热区和冷却区来回切换的平移件。
作为本发明进一步的方案：所述控制系统包括依次相连的信息采集模块、信息处理模块以及外控模块。
作为本发明进一步的方案：所述加热装置包括燃气管道、燃气喷头以及与燃气管道相连且用于控制燃气流量的电磁阀；所述冷却装置包括吹气喷头。
作为本发明进一步的方案：所述平移件包括固定在机体上的导轨、与工作台固定且与导轨相匹配的定位滑块以及用于驱动定位滑块的驱动气缸。
作为本发明进一步的方案：所述模拟缸头外侧固定连接有热电偶，所述热电偶与信息采集模块相连。
作为本发明进一步的方案：所述工作台上固定连接有隔热组件，所述隔热组件包括固定在工作台边缘且与工作台垂直的隔热挡板、带动隔热挡板相对工作台竖直上下移动的气缸。
作为本发明进一步的方案：所述气缸上固定连接有用于对隔热挡板升降位置进行实时监控的限位感应器灯，所述限位感应器灯与控制系统的信息采集模块相连
作为本发明进一步的方案：所述控制系统中的外控模块分别连接有计数器、电磁阀以及吹气喷头。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构新颖，试验机中的缸头能够模拟实际的发动机缸盖与气门座圈的连接关系，同时试验机中的加热装置和冷却装置对模拟缸头的交替且连续的作用，能够模拟气门座圈在实际使用过程中冷热交替的环境，本试验机通过对发动机气门座圈的高温以及冷热交替的工作环境的模拟，能够对气门座圈投入使用之前先进行防脱落试验，本试验机通过对气门座圈工作环境的真实模拟，能够提高气门座圈防脱落试验结果的准确性，便于对气门座圈后续结构的改进，保证了气门座圈在实际使用过程中的安全性。
附图说明
图1为一种试验机的整体结构示意图；
图2为一种试验机中隔热挡板与工作台的连接结构示意图；
图3为一种试验机中工作台与导轨的连接结构示意图；
图4为一种试验机控制系统的模块连接示意图；
图中：1-模拟缸头、2-气门座圈、3-燃气喷头、4-缸头底座、5-工作台、6-燃气管道、7-电磁阀、8-过滤器、9-电器柜、10-显示屏、11-操作按钮、12-计数器、13-燃气箱、14-机体、15-导轨、16-驱动气缸、17-隔热挡板、18-吹气喷头、19-气缸、20-定位滑块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
本发明实施例中，一种气门座圈防脱落试验机，包括与气门座圈匹配且固定在工作台上的模拟缸头、实现对模拟缸头集中升温的加热装置、实现对模拟缸头集中降温的冷却装置、气门座圈顶出机构以及控制系统；所述加热装置与冷却装置之间间隔有隔热挡板17，所述加热装置包括燃气管道6、燃气喷头以及与燃气管道相连用于控制燃气流量的电磁阀，所述冷却装置包括吹气喷头。
所述工作台5下端固定连接有带动工作台水平移动的直线导轨15，所述直线导轨连接有驱动气缸16，在直线导轨的作用下，能够带动工作台水平移动，从而能够带动工作台上的模拟缸头在加热区和冷却区来回移动，实现对气门座圈实际使用环境的模拟，以此来检测气门座圈的性能。
所述工作台边缘处设有与工作台垂直且能够升降的隔热组件，所述隔热组件包括固定在工作台边缘且与工作台垂直的隔热挡板、带动隔热挡板相对工作台竖直上下移动的气缸，所述气缸上固定连接有限位感应器灯，所述限位感应器灯用于对隔热挡板的升降位置进行限定。所述工作台下端面固定连接有定位滑块，所述机体内设有与定位滑块相互匹配且对工作台移动轨迹限定的导轨，在导轨和定位滑块的配合作用下，能够对气缸带动作用的工作台的移动轨迹进行进一步限定。
所述模拟缸头外侧固定连接有热电偶，用于对模拟缸头加热温度进行实时监测，所述热电偶与信息采集模块相连，当燃气喷头将模拟缸头1加热到设定温度，安装在模拟缸头外圆侧的热电偶检测到温度，将信号传递给控制系统，控制系统的外控模块发出指令，使气缸19开始动作，带动隔热挡板17上升到最高位置，此时气缸19的限位感应器灯亮，控制系统收到隔热挡板动作完成信号后，驱动气缸16开始动作，工作台5左移，缸头底座移动到吹气喷头18的正下方。
所述控制系统包括依次相连的信息采集模块、信息处理模块、外控模块，所述加热装置中的燃气管道与控制系统相连，所述控制系统能够对燃气管道中的出气流量以及控制燃气喷头处的火焰开闭，所述加热装置中包括用于对模拟缸头温度进行检测的热电偶，所述热电偶与控制系统中的信息采集模块相连，所述电磁阀与外控模块相连，所述热电偶能够对加热区的模拟缸头温度进行测试，也能够对冷却区的模拟缸头的温度进行测试，测试得到的温度被信息采集模块采集，经过信息处理模块对温度进行处理，再通过外控模块对驱动气缸进行控制。
所述控制系统中的外控模块连接有计数器，所述计数器能够对模拟缸头在加热区和冷却区来回切换的次数进行计数，便于后续工作人员对气门座圈防脱落实验结果的总结。
当模拟缸头1及座圈2加热温度达到设定温度时，工作台5在直线导轨15上自动滑动到隔热挡板17的左边；吹气喷头18开始自动吹气，将模拟缸头1快速冷却至室温；同时外控模块控制电磁阀7的动作，以控制气体流量，将燃气喷头的火焰变到最小；测温仪检测温度达到室温时，工作台5自动右移到隔热挡板17的右边，外控模块控制电磁阀的动作，使燃气管道的出气流量变大，使液化气喷头3的火焰开始变大，继续对模拟缸头1及气门座圈2进行加热，如此冷热交替循环，做完N次循环实验。
本装置实际使用时，首先按压控制按钮将控制系统开启，加热装置随之开启，对模拟缸头及座圈进行加热，在加热的同时，热电偶对模拟缸头外侧的温度进行实时监测，当热电偶对监测到模拟缸头及座圈的加热温度达到设定温度时，将信号传递至控制系统的信息处理模块，信息处理模块通过外控模块控制加热装置中的电磁阀动作且气缸开启，此时加热装置逐渐停止工作，同时气缸19开启动作带动隔热挡板17上升到最高位置，限位感应灯检测到隔热挡板上升至最高位置，将隔热挡板的位置信息传递至控制系统的信息采集模块，在信息处理模块的作用下，使外控模块启动驱动气缸，在驱动气缸的带动下，工作台左移，将固定在工作台上的模拟缸头移动至吹气喷头18的正下方，信息采集模块检测到工作台的位置信息后，气缸19动作，隔热挡板17下降到最低点，吹气喷头开启对模拟缸头进行降温，热电偶检测到模拟缸头以及座圈的温度降低至设定温度时，再次将信号传递至控制系统的信息处理模块，信息处理模块通过外控模块控制吹气喷头动作且气缸再次开启，此时冷却装置逐渐停止工作，同时气缸19开启动作带动隔热挡板17上升到最高位置，限位感应灯检测到隔热挡板上升到最高位置，将隔热挡板的位置信息传递至控制系统的信息采集模块，在信息处理模块的作用下，使外控模块启动驱动气缸，在驱动气缸的带动下，工作台右移，将固定在工作台上的模拟缸头移动至燃气喷头的正下方；信息采集模块检测到工作台的位置信息后，气缸19开始动作，隔热挡板17下降到最低点，加热装置的电磁阀开启，液化气流量增大，对模拟缸头进行加热升温，循环重复上述步骤，控制系统能够始终保持试验机的循环且持续动作，同时工作台循环往复次数通过计数器进行计数。
所述计数器与控制系统中的信息处理模块相连，当计数器中的数值达到预设值时，控制系统中的外控模块将试验机断电；或者直接通过控制按钮将试验机断电，使试验机停止动作。
本发明结构新颖，运行稳定，本发明在使用时，根据待实验的气门座圈的外径，设计好过盈量(与实际发动机上状态一致)，制作模拟缸头、顶出工装等；再分别检测座圈试验件的外径、模拟缸头底孔内径等数据，计算实验前过盈量数值等；再将气门座圈2压入模拟缸头，将模拟缸头装入缸头底座4；在显示屏10和计数器12上设定好实验温度、实验次数等实验参数；所述隔热挡板17左边为冷却区，右边为加热区，打开隔热挡板17右上方的燃气喷头，开始加热实验；当模拟缸头1及气门座圈2解热温度达到设定温度时，工作台5在直线导轨15上自动滑动到隔热挡板17的左边；吹气喷头18开始自动吹气，将模拟缸头1快速冷却至室温，同时电磁阀对气体流量进行控制，火焰变至最小；测温仪检测到气门座圈的温度达到室温后，工作台5自动右移至隔热挡板17的右边，燃气喷头3火焰开始变大，继续对模拟缸头1及气门座圈2进行加热，如此冷热交替循环直至N次循环实验完成；人工松开模拟缸头1上的紧固螺丝，将缸头从底座4上拆下，使用测试机将座圈从模拟缸头1中顶出，记录顶出力；分别检测气门座圈及缸头多个方向的外径、内径数值，计算参与过盈量。上述实验结束后，可以对不同材质的气门座圈进行更换后再次进行实验测试。
将对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.一种气门座圈防脱落试验机，包括机体，其特征在于，所述机体包括：
与气门座圈匹配且固定在工作台上的模拟缸头；
用于对模拟缸头进行循环加热和冷却的实验组件；
以及对加热装置、冷却装置开闭分别进行控制的控制系统，所述实验组件包括实现对模拟缸头集中升温的加热件、实现对模拟缸头集中降温的冷却件以及实现对模拟缸头在加热区和冷却区来回切换的平移件。
2.根据权利要求1所述的一种气门座圈防脱落试验机，其特征在于，所述控制系统包括依次相连的信息采集模块、信息处理模块以及外控模块。
3.根据权利要求1所述的一种气门座圈防脱落试验机，其特征在于，所述加热装置包括燃气管道、燃气喷头以及与燃气管道相连且用于控制燃气流量的电磁阀；所述冷却装置包括吹气喷头。
4.根据权利要求1所述的一种气门座圈防脱落试验机，其特征在于，所述平移件包括固定在机体上的导轨、与工作台固定且与导轨相匹配的定位滑块以及用于驱动定位滑块的驱动气缸。
5.根据权利要求1所述的一种气门座圈防脱落试验机，其特征在于，所述模拟缸头外侧固定连接有热电偶，所述热电偶与信息采集模块相连。
6.根据权利要求1所述的一种气门座圈防脱落试验机，其特征在于，所述工作台上固定连接有隔热组件，所述隔热组件包括固定在工作台边缘且与工作台垂直的隔热挡板、带动隔热挡板相对工作台竖直上下移动的气缸。
7.根据权利要求6所述的一种气门座圈防脱落试验机，其特征在于，所述气缸上固定连接有用于对隔热挡板升降位置进行实时监控的限位感应器灯，所述限位感应器灯与控制系统的信息采集模块相连。
8.根据权利要求2所述的一种气门座圈防脱落试验机，其特征在于，所述控制系统中的外控模块分别连接有计数器、电磁阀以及吹气喷头。
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