[实用新型]变载荷缸套活塞环摩擦磨损试验装置有效

专利信息
申请号: 201120151081.7 申请日: 2011-05-13
公开(公告)号: CN202229997U 公开(公告)日: 2012-05-23
发明(设计)人: 朱华;周元凯;张文谦;姬翠翠 申请(专利权)人: 中国矿业大学
主分类号: G01N3/56 分类号: G01N3/56;G01N3/02;G01N3/04
代理公司: 南京经纬专利商标代理有限公司 32200 代理人: 唐惠芬
地址: 221116 江苏省*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 载荷 活塞环 摩擦 磨损 试验装置
【说明书】:

技术领域

本实用新型涉及一种变载荷缸套活塞环摩擦磨损试验装置,尤其适用于发动机在不同工况条件下的缸套-活塞环摩擦磨损性能参数的测试。 

背景技术

缸套-活塞环是发动机最重要的摩擦副之一,其摩擦磨损性能的好坏直接影响到发动机的使用性能。缸套-活塞环之间的径向压力直接影响到其摩擦磨损性能。对于发动机缸套-活塞环摩擦副,其径向压力在活塞环往复行程中是周期性连续变化的。压力曲线在吸气、排气冲程中呈水平线状,在压缩和做功冲程中呈抛物线状,先上升后下降。所以,发动机缸套-活塞环摩擦磨损试验机研制的难点之一在于如何模拟出活塞环在往复行程中连续变化的径向载荷,又能测出该载荷的大小。专利申请号为89221934.3公开的一种模拟活塞环的径向加载装置,采用由连接杆、压紧块、心轴、加载螺母和弹簧片组成的恒质量弹性加载系统,通过调节加载螺母对弹簧片轴向力的大小,达到调节活塞环所受径向力的大小;专利申请号为200720105146公开的一种模拟活塞环的径向加载装置,是利用加载螺栓和内外涨套实现整环径向加载;专利申请号为200820237523公开的一种模拟活塞环的径向加载装置,采用加载螺母、螺杆、内锥套和外锥套构成的活塞环径向加载装置对活塞环进行径向加载并通过应变片测量螺杆的应变实时监测所加载荷的大小;还有通过杠杆对缸套-活塞环试件加载,悬挂砝码调节载荷等。这些加载装置各有其优缺点,前三种使用整环实验,安装简单,但是调节载荷较为复杂且对载荷测量难度较大;后一种载荷大小可以通过砝码质量直接读出,但是杠杆的横向摆动影响测量结果的准确度。现有的缸套-活塞环摩擦磨损试验机均可对缸套-活塞环之间的摩擦力进行实时的测量,能实现在一定范围内的径向加载,但是对于单次试验不能实现载荷连续变化,只能在调定的载荷下进行试验,对交变载荷的发生和测量不能实现。 

发明内容

技术问题:本实用新型的目的是克服已有技术中的不足之处,提供一种结构简单紧凑、测量准确、能够模拟工况径向交变载荷的变载荷缸套活塞环摩擦磨损试验机。 

技术方案:本实用新型的变载荷缸套活塞环摩擦磨损试验机,包括工作台、设在工作台上的导轨、滑台、左立柱、右立柱,左右立柱上设有杠杆,杠杆上设有砝码挂钩和设在砝码挂钩上的砝码,滑台的一侧设有连杆,连杆的外端连接有曲轴盘,曲轴盘经轴与设在工作台内的主轴电机相连,通过连杆推动滑台在导轨上做往复运动,所述的滑台上设有随滑台往复运动的内凹弧面下夹具,杠杆上设有与内凹弧面下夹具相配合静止不动的外凸弧面上夹具,外凸弧面上夹具上铰接有固定于杠杆上的加载杆,加载杆上设有测试摩擦力的应变片;所述的右立柱内设有位于杠杆端部上方的变载器,并设有位于杠杆端部两侧的限摆器,变载器的动力轴上连接有固定在右立柱外侧的变载器电机。 

所述的内凹弧面下夹具包括下夹具体、经锁紧螺栓固定在下夹具体上的缸套试件,缸套试件的底部设有加热管和与加热管交叉排列的多个热电偶;所述的外凸弧面上夹具包括其上开有球形凹槽的上夹具体,上夹具体的底部间隔设有左中右三个弧形活塞环试件,设置在中部的弧形活塞环试件一侧对称设有活塞环紧定螺钉,设置在左右两侧的弧形活塞环试件分别设有经活塞环锁紧螺栓固定的活塞环锁紧块;所述的变载器包括变载器箱体、设在变载器箱体内的变载器轴、固定在变载器轴上的凸轮和设在凸轮下的T形凸轮从动导杆,T形凸轮从动导杆的下端连接有套装在弹簧导柱上的弹簧导套和设在弹簧导套上的弹簧。所述的限摆器由限摆器座、固定在限摆器座上的限摆器轴、设在限摆器轴上限制杠杆横向摆动的限摆器轴承构成。 

有益效果:由于采用了上述技术方案,具有如下优点: 

1.采用的凸轮式变载器能够产生交变载荷,结合砝码定量加载和杠杆放大作用,增大了变载荷的范围,能更准确地模拟出缸套-活塞环实际工况下的径向载荷;

2.利用加载杆通过球副与外凸弧面上夹具接触,保证了加载方向竖直向下,使其不受装配误差及加载杆变形的影响; 

3.利用深沟球轴承制成的限摆器减小了杠杆摆幅,同时不影响加载力的大小,使机器运行平稳,测量参数更加准确;

4.通过贴在加载杆上的应变片来测量由摩擦力产生的微小弯曲变形量测得摩擦力的大小,测量结果更加准确;

5.通过卸载螺栓抬起杠杆,使安装或取出试件、操作更加方便;

6.利用程序可准确控制步进电机转速,以改变摩擦副的相对运动速度;能进行加速、减速、恒速等速度曲线下的摩擦磨损试验,变载周期可通过变载器电机的转速来调节;

7.设备结构简单、试验功能多样、精度高、便于操作。

附图说明

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