CN203479509U - 活塞试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种活塞试验装置，包括活塞疲劳液压缸体和安装在活塞疲劳液压缸体上的活塞疲劳液压缸盖，活塞疲劳液压缸体内安装有活塞销，活塞销的外部套装有活塞，活塞疲劳液压缸体的底部安装有其上伸段安装在活塞销上且能将活塞疲劳液压缸体密封起来的活塞疲劳模拟连杆，活塞疲劳液压缸盖的上部安装有与活塞疲劳液压缸体内腔连通的增压装置，可将低压泵站产生的低压液压压力放大后进行高载荷的试验，能够节约装置的成本并节省能耗,因此间接提高了设备的安全性能，增压装置的下部一侧设有第一压力传感器，活塞疲劳液压缸体下部一侧设有第二压力传感器，下部的压力传感器可以对浸泡在液压油中的活塞进行监测，有效提高了判断的准确性。

Description

活塞试验装置

技术领域

本实用新型涉及一种活塞试验装置。

背景技术

活塞是发动机的关键零部件之一，活塞工作的可靠性、耐久性直接关系到发动机的整体性能，活塞工作过程中不仅要承受顶部燃气产生的热负荷，还要承受爆发压力、往复惯性力、侧向力和摩擦力等机械负荷，活塞好坏直接影响到发动机的性能，因此对发动机活塞的可靠性考核至为重要，目前对发动机活塞的可靠性考核主要通过活塞疲劳试验和热冲击试验来进行，在活塞疲劳试验中，发现活塞疲劳裂纹基本上是从活塞销到活塞顶面的贯穿裂纹，因此在对疲劳裂纹的诊断方法上进行研究，并且在现有的活塞疲劳试验中，只对活塞顶面的液压压力进行监测和研究，没有对活塞下部的液压油压力进行监测，实验中观察疲劳裂纹都是人工进行观察的，当工人发现裂纹时，裂纹已经扩展到很大，不利于准确统计疲劳寿命，更有可能造成事故的发生。

目前活塞疲劳试验方法是采用缸内直接加压的方式进行，高压油直接通过油管接头螺栓进入活塞上部的液压空间，对活塞顶部的液压压力进行监测，液压压力由泵站提供，试验装置中活塞顶部直接用高压液压油施加载荷，并用压力传感器进行监控，活塞下部浸泡在液压油中，主要是对活塞销进行润滑，但不对其进行压力监控，这种缸内直接加压活塞疲劳试验装置需要较高的液压压力，对泵站的要求较高，液压压力需要长期工作压力达到40Mpa以上，需要很高的能耗，同时对管路的联接以及耐压要求提高，增加安全的不确定性，另外由于只对活塞上部进行压力监控，对活塞下部不进行监测，在裂纹较小阶段较难发现。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对上述缺陷，提供一种可以对活塞上下部位同时进行压力监测的活塞试验装置，而且本活塞试验装置采用低压泵站产生的低压液压压力放大后进行高载荷的试验。

为了解决上述技术问题，本实用新型的包括活塞疲劳液压缸体和安装在活塞疲劳液压缸体上的活塞疲劳液压缸盖，所述活塞疲劳液压缸体内安装有活塞销，所述活塞销的外部套装有活塞，所述活塞疲劳液压缸体的底部安装有其上伸段安装在活塞销上且能将活塞疲劳液压缸体密封起来的活塞疲劳模拟连杆，其结构特点是所述活塞疲劳液压缸盖的上部安装有与活塞疲劳液压缸体内腔连通的增压装置，所述增压装置的下部一侧设有第一压力传感器，所述活塞疲劳液压缸体下部一侧设有第二压力传感器。

所述增压装置包括安装在活塞疲劳液压缸盖上且其内腔与活塞疲劳液压缸体内腔连通的增压缸体，所述增压缸体的上部安装有增压缸缸盖，所述增压缸体上部内腔截面面积大于下部内腔截面面积，所述增压缸体内安装有增压缸活塞, 所述增压缸体的侧部安装有伺服阀座，伺服阀座上安装有比例伺服阀,所述伺服阀座包括与增压缸体内腔连通的上阀门和下阀门。

所述增压缸缸盖的上部安装有与增压缸活塞连接的位移传感器。

所述增压缸体上部内腔截面面积为增压缸体下部内腔截面面积的两倍。

所述增压缸活塞的上部与增压缸体上部内腔相适应，所述增压缸活塞的下部与增压缸体下部内腔相适应。

采用上述方案的活塞试验装置与现有技术相比具有以下优点：活塞疲劳液压缸盖的上部安装有与活塞疲劳液压缸体内腔连通的增压装置，由于增压缸上下部的截面面积之比为二比一，所以在增压缸活塞下部液压油产生的压力为上部压力的两倍，泵站只要提供所需载荷的一半压力即可，该增压装置可将低压泵站产生的低压液压压力放大后进行高载荷的试验，来代替价格高昂的高压泵站，能够节约装置的成本并节省大量的能耗,因此间接提高了设备的安全性能；活塞上下部位同时安装压力传感器，下部的压力传感器可以对浸泡在液压油中的活塞进行监测，有效提高了判断的准确性。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明：

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，该活塞试验装置包括活塞疲劳液压缸体5和安装在活塞疲劳液压缸体5上的活塞疲劳液压缸盖6，活塞疲劳液压缸体5内安装有活塞销4，活塞销4的外部套装有活塞3，活塞疲劳液压缸体5的底部安装有其上伸段安装在活塞销4上且能将活塞疲劳液压缸体5密封起来的活塞疲劳模拟连杆2，活塞疲劳模拟连杆2底部即活塞疲劳液压缸体5的底座，活塞疲劳液压缸盖6、活塞疲劳液压缸体5和活塞疲劳模拟连杆2通过液压缸螺栓1固定为一体。活塞疲劳液压缸盖6的上部安装有与活塞疲劳液压缸体5内腔连通的增压装置，增压装置包括安装在活塞疲劳液压缸盖6上且其内腔与活塞疲劳液压缸体5内腔连通的增压缸体7，增压缸体7的上部安装有增压缸缸盖10，增压缸体7内安装有增压缸活塞8,增压缸体7上部内腔截面面积大于下部内腔截面面积，增压缸体7上部内腔截面面积为增压缸体7下部内腔截面面积的两倍，即增压缸空腔上下部截面面积之比为2:1，因此增压缸活塞8下部液压油产生的压力为上部压力的两倍。增压缸活塞8的上部与增压缸体7上部内腔相适应，增压缸活塞8的下部与增压缸体7下部内腔相适应。增压缸体7的侧部安装有伺服阀座13，伺服阀座13上安装有比例伺服阀14, 伺服阀座13包括与增压缸体7内腔连通的上阀门17和下阀门12。压力为P1的液压油从上阀门17进入到增压缸活塞8上部，推动增压活塞8向下运动，将增压缸活塞8下部液压油产生的压力定义为P2，即P2=2P1，当P2达到设定值时，下阀门12进油，同时上阀门17回油，增压缸活塞8向上运动，直至P2压力为零，单个循环结束。增压缸缸盖10的上部安装有与增压缸活塞8连接的位移传感器11，增压活塞8滑动连接在位移传感器11下伸到增压缸体7内腔中的连杆上，增压活塞8上通过螺栓固接有滑动连接在连杆上的磁环9。增压装置的下部一侧设有第一压力传感器15，第一压力传感器15安装在增压缸体7的一侧，并与增压缸体7的内腔连通，可监测活塞3上部腔室的压力，活塞疲劳液压缸体5下部一侧设有第二压力传感器16，第二压力传感器16与活塞疲劳液压缸体5的内腔连通，可监测活塞3下部腔室的压力，有效提高了判断的准确性。本实施例中活塞疲劳液压缸体5与活塞疲劳模拟连杆2之间、活塞疲劳液压缸体5与活塞疲劳液压缸盖6之间均安装有密封圈，增压缸体7与增压缸活塞8之间、增压缸体7与增压缸缸盖10之间也安装有密封圈，增强整个系统的密封性。

在整个实验过程中，首先通过比例伺服阀14下部的进油口将活塞疲劳液压缸体5内腔及增压缸活塞8下部的增压缸体内腔注满液压油，再通过第一压力传感器15采集活塞3上部空腔的压力，第二压力传感器16采集活塞3下部空腔的压力，将采集到的信号经过数据采集卡，把模拟信号转换成数字信号，送到工控机里，进行信号的处理和分析；信号处理模块主要是通过小波去噪方法，把采集到的振动信号中的高频信号剔除掉，还原真实信号，通过巴氏低通滤波方法处理应变信号，使其接受信号中的低频信号而抑制高频分量或者干扰噪声；信号分析模块主要是通过把在线采集到的信号，以1000个点为一组，通过傅里叶变换把压力信号中的时域信号转换成频域信号，以此发现当压力信号出现异常信号时的信号特征值，以此作为活塞出现疲劳裂纹的判据之一，通过对两路压力信号与初始时的信号进行对比分析和信号奇异性检测，若信号出现异常，作为活塞出现疲劳裂纹的判据之一，通过上述方法，系统判断采集到的压力信号出现异常时，触发报警模块，实现自动停机。

本实用新型不限于上述具体实施方式，本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下，可做若干的更改和修饰。本实用新型的保护范围应以本实用新型的权利要求为准。

Claims (5)

1.一种活塞试验装置,包括活塞疲劳液压缸体（5）和安装在活塞疲劳液压缸体（5）上的活塞疲劳液压缸盖（6），所述活塞疲劳液压缸体（5）内安装有活塞销（4），所述活塞销（4）的外部套装有活塞（3），所述活塞疲劳液压缸体（5）的底部安装有其上伸段安装在活塞销（4）上且能将活塞疲劳液压缸体（5）密封起来的活塞疲劳模拟连杆（2），其特征是所述活塞疲劳液压缸盖（6）的上部安装有与活塞疲劳液压缸体（5）内腔连通的增压装置，所述增压装置的下部一侧设有第一压力传感器（15），所述活塞疲劳液压缸体（5）下部一侧设有第二压力传感器（16）。

2.根据权利要求1所述的活塞试验装置，其特征是所述增压装置包括安装在活塞疲劳液压缸盖（6）上且其内腔与活塞疲劳液压缸体（5）内腔连通的增压缸体（7），所述增压缸体（7）的上部安装有增压缸缸盖（10），所述增压缸体（7）上部内腔截面面积大于下部内腔截面面积，所述增压缸体（7）内安装有增压缸活塞（8）, 所述增压缸体（7）的侧部安装有伺服阀座（13），伺服阀座（13）上安装有比例伺服阀（14）,所述伺服阀座（13）包括与增压缸体（7）内腔连通的上阀门（17）和下阀门（12）。

3.根据权利要求2所述的活塞试验装置，其特征是所述增压缸缸盖（10）的上部安装有与增压缸活塞（8）连接的位移传感器（11）。

4.根据权利要求2所述的活塞试验装置，其特征是所述增压缸体（7）上部内腔截面面积为增压缸体（7）下部内腔截面面积的两倍。

5.根据权利要求4所述的活塞试验装置，其特征是所述增压缸活塞（8）的上部与增压缸体（7）上部内腔相适应，所述增压缸活塞（8）的下部与增压缸体（7）下部内腔相适应。