往复机械的高性能组合密封圈性能测试系统技术方案

往复机械的高性能组合密封圈性能测试系统，包括往复动力系统和密封腔液压系统；往复动力系统包括活塞杆、伺服缸以及活塞；密封腔液压系统包括作动筒、试验缸、组合密封圈、位移传感器以及球形接头；活塞杆的一端水平穿过伺服缸，活塞将伺服缸的内腔分隔成左腔体和右腔体；活塞杆的另一端通过球形接头与作动筒联接；作动筒水平穿过试验缸，试验缸的内圆柱面的中间位置开设有一凹槽，凹槽与试验缸的外壁之间形成一密封腔，密封腔可模拟飞机着落时起落架缓冲器内油压的波动情况；试验缸的内圆柱面的两端分别开设有两个密封圈安装槽，两个密封圈安装槽内安装有组合密封圈；作动筒远离活塞杆的一端连接位移传感器，位移传感器用以测量往复运动的距离。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种往复机械的高性能组合密封圈性能测试系统，属于属于往复运动部件组合密封圈性能测试

技术介绍
缓冲器是起落架的关键部件，其密封装置设计对缓冲器的性能和飞机的使用安全及出勤率起着重要作用。因此，在设计现代飞机，特别是民用飞机起落架的缓冲器时，都把在预定使用环境中的耐磨损、长寿命和密封性能可靠等，作为其密封的主要设计目标，在缓冲器密封研究中泄漏问题是研究的核心之一。缓冲器密封是一种依靠弹性元件对动环和静环端面的预紧或介质压力与弹性元件共同压紧而达到密封的轴向端面密封装置。在动件活塞杆和静件套筒之间设置有密封组件，其设计优良对起落架的安全性起着重要的作用。密封组件主要作用在于防止油液发生泄漏，从而提高缓冲器的缓冲效率。飞机着陆或滑行时的恶劣工况以及装配产生的偏差，导致活塞杆运动方向与套筒轴线方向不重合，造成密封组件间隙不均匀，长时间会产生变形或磨损，从而产生间隙不均匀带来的泄漏危险。因此，掌握及建立外载变化及结构参数与密封组件摩擦副表面的摩擦力关系，研究密封组件内泄漏特性及流体力学规律，对缓冲器密封组件优化、设计及维修有着非常重要的意义。然而，要从理论上精确得出液压往复密封的性能参数很困难，而在生产实践中也很难全面合理地对产品质量进行评估，只能从使用过程中得到一些极为有限的确定性较差的间接结果。针对这种情况，需要对缓冲器的动静密封组件进行密封性能试验。往复机械的密封性能试验在国内可以参考的资料与标准非常之少，这样的试验难度是很大的。国外，英国流体力学研究组(British Hydromechanics Research Group)提出的测量液压机械往复密封性能的试验标准，列入了ISO TC131/SC7/WG7/N50，它描述了进行中、高压往复密封产品的性能试验所要求的标准试验过程，对试验环境和试验条件提出了一系列标准化的规定。通过试验测量机械往复密封的性能、可以规范往复密封试验的油缸结构，技术条件，试验环境和试验步骤，试验需要遵循此试验标准的往复密封标准试验设计、试验方法和实现步骤，以及数据的监测处理过程等。
技术实现思路
为了解决现有液压往复运动性能测试方式存在的上述缺陷，本专利技术提供一种利用了两个子系统(往复动力系统和密封腔液压系统)实现了在不同往复运动速度和不同油压水平下针对不同组合密封圈的泄漏量(率)及摩擦力的测量的往复机械的高性能组合密封圈性能测试系统，本专利技术模拟参数可以达到飞机起落架正常着落时缓冲器内各参数水平，但不包括事故工况等非正常工况。本专利技术采用的技术方案是：往复机械的高性能组合密封圈性能测试系统，其特征在于：包括往复动力系统和密封腔液压系统；所述的往复动力系统包括活塞杆、伺服缸以及活塞；所述的密封腔液压系统包括作动筒、试验缸、组合密封圈、位移传感器以及球形接头；所述的活塞杆的一端水平穿过所述的伺服缸，位于所述的伺服缸的内腔内的活塞杆的中部设置有活塞，所述的活塞将伺服缸的内腔分隔成左腔体和右腔体；所述的活塞杆的另一端通过所述的球形接头与所述的作动筒联接，所述的活塞杆的往复运动带动所述的作动筒产生相同速度的往复运动；所述的作动筒水平穿过所述的试验缸，所述的试验缸的内圆柱面的中间位置开设有一凹槽，所述的凹槽与所述的试验缸的外壁之间形成一密封腔，所述的密封腔可模拟飞机着落时起落架缓冲器内油压的波动情况；所述的试验缸的内圆柱面的两端分别开设有两个密封圈安装槽，两个所述的密封圈安装槽内安装有组合密封圈；所述的作动筒远离活塞杆的一端连接所述的位移传感器，所述的位移传感器用以测量往复运动的距离，在规定时间内进行求导运算可得速度、加速度参数；所述的左腔体通过管道连接第一直动型溢流阀，右腔体通过管道连接第二直动型溢流阀；一管道支路的一端连接在与左腔体的管道上，所述的管道支路的另一端连接在高速换向阀的A口；所述的高速换向阀的B口通过另一管道支路连接在右腔体的管道上；所述的高速换向阀的下部设置有对应于A口和B口的A'口和B'口，所述的A'口通过管道连接在第一单向阀上，所述的B'口通过管道连接在过滤器上，A'口的管道与B'口的管道之间分别通过第一减压阀和二位四通电磁阀相连接，所述的第一减压阀和二位四通电磁阀并联；A'口的管道和第一减压阀交汇处通过管道依次连接到第一压力传感器、第一压力表和第一蓄能器上；并且A'口的管道和第一减压阀交汇处通过管道连接在所述的第一单向阀上，再通过管道连接在第一单向定量液压泵上，所述的第一单向定量液压泵的另一口通过管道连接在油箱上；所述的密封腔通过管道连接在二位二通电磁阀上，所述的二位二通电磁阀设置有A”口和B”口，所述的A”口通过管道连接在第二减压阀上，所述的B”口通过管道连接在第二减压阀；所述的B”口的管道和第二减压阀的交汇处通过管道连接到油箱；所述的A”口的管道与第二减压阀的交汇处通过管道依次连接到第二压力传感器，第二压力表和第二蓄能器，所述的A”口的管道与减压阀的交汇处通过另一管道连接到第二单向阀，所述的第二单向阀的入口通过管道连接到第二单向定量液压泵，所述的第一单向定量液压泵的另一口通过管道连接到所述的油箱上。进一步，在所述的组合密封圈的轴向外侧开有泄漏口，所述的泄漏口通过透明软管与量杯连接，在油压和往复运动作用下，所述的密封腔的液压油通过组合密封圈和泄漏口泄漏到量杯内。进一步，所述的第一单向定量液压泵由第一电动机驱动。进一步，所述的第二单向定量液压泵由带有变频器的第二电动机驱动。进一步，所述的第一、第二单向定量液压泵所泵入的液压油来自油箱。进一步，所述的作动筒的外形尺寸跟飞机起落架缓冲器的尺寸一致，所述的作动筒的直径比试验缸直径小。进一步，在所述的组合密封圈处和密封腔处设置冷却夹套，用以在试验时对组合密封圈进行冷却和温度控制。作为优选，所述的作动筒采用空心结构，以此减少惯性力，作动筒的工作表面经加工处理后呈现光滑，无缺陷状态，表面的强度得到强化，抗腐蚀性好。作为优选，所述的高压换向阀产生需要的高压脉冲，最大压力可以达到80MPa，最大脉冲峰值和脉冲周期都是可调的，并且可连续不断地对密封腔产生脉冲高压，通过计算机软件自动记录压力-时间历程。作为优选，所述的往复动力子系统通过大功率低压液压系统驱动，动力源选用伺服电机，往复动力子系统具有较宽的负载调节范围和动态响应范围，以及较大的过载能力，以适应不同型号规格组合密封圈和往复运动速度调节。作为优选，所述的往复动力子系统与密封腔液压系统分别是一个独立的子系统，试验缸密封腔的高压油路与往复动力驱动油路各自独立运行；试验缸油压历程可以模拟飞机起落架正常着落时缓冲器的载荷-时间历程，试验缸油压上升与下降迅速，响应性灵敏。作为优选，所述的往复动力子系统在往复过程的方向切换时提前引入了适当的缓冲控制，考虑到惯性力的因素，将每个单程运动分为高速和缓冲两个阶段，以最大限度地降低测试系统的冲击和振动，提高使用寿命和降低工作噪声。作为优选，所述的组合密封圈摩擦力测量利用了摩擦力与往复动力子系统的压力大致成正比关系，引入了修正系数，最后通过公式计算得到摩擦力。作为优选，所述的密封腔液压系统加装可调式油冷器，对系统油温进行控制；在密封圈处和密封腔处增加冷却夹套，对温度进行控制。对于伺服缸和试验缸，因为有循环液压油的冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
往复机械的高性能组合密封圈性能测试系统，其特征在于：包括往复动力系统和密封腔液压系统；所述的往复动力系统包括活塞杆、伺服缸以及活塞；所述的密封腔液压系统包括作动筒、试验缸、组合密封圈、位移传感器以及球形接头；所述的活塞杆的一端水平穿过所述的伺服缸，位于所述的伺服缸的内腔内的活塞杆的中部设置有活塞，所述的活塞将伺服缸的内腔分隔成左腔体和右腔体；所述的活塞杆的另一端通过所述的球形接头与所述的作动筒联接，所述的活塞杆的往复运动带动所述的作动筒产生相同速度的往复运动；所述的作动筒水平穿过所述的试验缸，所述的试验缸的内圆柱面的中间位置开设有一凹槽，所述的凹槽与所述的试验缸的外壁之间形成一密封腔，所述的密封腔可模拟飞机着落时起落架缓冲器内油压的波动情况；所述的试验缸的内圆柱面的两端分别开设有两个密封圈安装槽，两个所述的密封圈安装槽内安装有组合密封圈；所述的作动筒远离活塞杆的一端连接所述的位移传感器，所述的位移传感器用以测量往复运动的距离；所述的左腔体通过管道连接第一直动型溢流阀，右腔体通过管道连接第二直动型溢流阀；一管道支路的一端连接在与左腔体的管道上，所述的管道支路的另一端连接在高速换向阀的A口；所述的高速换向阀的B口通过另一管道支路连接在右腔体的管道上；所述的高速换向阀的下部设置有对应于A口和B口的A'口和B'口，所述的A'口通过管道连接在第一单向阀上，所述的B'口通过管道连接在过滤器上，A'口的管道与B'口的管道之间分别通过第一减压阀和二位四通电磁阀相连接，所述的第一减压阀和二位四通电磁阀并联；A'口的管道和第一减压阀交汇处通过管道依次连接到第一压力传感器、第一压力表和第一蓄能器上；并且A'口的管道和第一减压阀交汇处通过管道连接在所述的第一单向阀上，再通过管道连接在第一单向定量液压泵上，所述的第一单向定量液压泵的另一口通过管道连接在油箱上；所述的密封腔通过管道连接在二位二通电磁阀上，所述的二位二通电磁阀设置有A”口和B”口，所述的A”口通过管道连接在第二减压阀上，所述的B”口通过管道连接在第二减压阀；所述的B”口的管道和第二减压阀的交汇处通过管道连接到油箱；所述的A”口的管道与第二减压阀的交汇处通过管道依次连接到第二压力传感器，第二压力表和第二蓄能器，所述的A”口的管道与减压阀的交汇处通过另一管道连接到第二单向阀，所述的第二单向阀的入口通过管道连接到第二单向定量液压泵，所述的第一单向定量液压泵的另一口通过管道连接到所述的油箱上。...

【技术特征摘要】
1.往复机械的高性能组合密封圈性能测试系统，其特征在于：包括往复动力系统和密封腔液压系统；所述的往复动力系统包括活塞杆、伺服缸以及活塞；所述的密封腔液压系统包括作动筒、试验缸、组合密封圈、位移传感器以及球形接头；所述的活塞杆的一端水平穿过所述的伺服缸，位于所述的伺服缸的内腔内的活塞杆的中部设置有活塞，所述的活塞将伺服缸的内腔分隔成左腔体和右腔体；所述的活塞杆的另一端通过所述的球形接头与所述的作动筒联接，所述的活塞杆的往复运动带动所述的作动筒产生相同速度的往复运动；所述的作动筒水平穿过所述的试验缸，所述的试验缸的内圆柱面的中间位置开设有一凹槽，所述的凹槽与所述的试验缸的外壁之间形成一密封腔，所述的密封腔可模拟飞机着落时起落架缓冲器内油压的波动情况；所述的试验缸的内圆柱面的两端分别开设有两个密封圈安装槽，两个所述的密封圈安装槽内安装有组合密封圈；所述的作动筒远离活塞杆的一端连接所述的位移传感器，所述的位移传感器用以测量往复运动的距离；所述的左腔体通过管道连接第一直动型溢流阀，右腔体通过管道连接第二直动型溢流阀；一管道支路的一端连接在与左腔体的管道上，所述的管道支路的另一端连接在高速换向阀的A口；所述的高速换向阀的B口通过另一管道支路连接在右腔体的管道上；所述的高速换向阀的下部设置有对应于A口和B口的A'口和B'口，所述的A'口通过管道连接在第一单向阀上，所述的B'口通过管道连接在过滤器上，A'口的管道与B'口的管道之间分别通过第一减压阀和二位四通电磁阀相连接，所述的第一减压阀和二位四通电磁阀并联；A'口的管道和第一减压阀交汇处通过管道依次连接到第一压力传感器、第一压力表和第一蓄能器上；并且A'口的管道和第一减压阀交汇处通过管道连接在所述的第一单向阀上，再通过管道连接在第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛剑峰，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33