[发明专利]一种液压缸活塞杆-密封件表面适应性评价方法及装置

说明书

本发明公开了一种液压缸活塞杆‑密封件表面适应性评价方法及装置，属于液压缸技术领域，该方法包括以下步骤：驱动密封件在活塞杆上往复运动；在所述活塞杆上施加径向载荷；实时采集并记录往复运动过程中活塞杆与密封件之间的摩擦力；检测试验过程中液压缸内液压油泄漏量；计算密封件的磨损减少的重量；考虑活塞杆与密封件之间的摩擦力、液压油泄漏量和密封件减少的重量评价活塞杆‑密封件表面适应性。本发明提出对活塞杆和密封件之间的摩擦力、液压油泄漏量、密封件磨损量的适应性多维度评价，并设计了不同评价指标的检测方法，可以更加全面、系统评价活塞杆表面涂层和状态与密封件涂层和表面质量状态的匹配性。

技术领域

本发明涉及一种液压缸活塞杆-密封件表面适应性评价方法及装置，属于液压缸技术领域。

背景技术

液压缸作为关键液压执行元件，能够将液压能转化为机械能，且可以承受极高的负载，广泛应用于工程机械产品、海工装备、水利机械产品等大型装备。活塞式液压缸是一种常用的液压缸，主要是依靠活塞与缸筒内壁间密封、导向套与活塞杆间密封实现内部高压，进而驱动工作装置克服高负载。

在服役过程中，液压缸使用环境通常较为严苛，富含腐蚀介质、粉尘及外界硬质颗粒的撞击。因此，要求液压缸活塞杆表面具备耐磨损、耐腐蚀、抗磕碰等性能。针对上述问题，行业中广泛采用表面处理技术对活塞杆表面进行强化，包括超音速火焰喷涂技术、等离子喷涂技术、超高速激光熔覆技术等。同时，严苛环境下密封件容易发生磨损、水解、老化等失效，且极端环境下密封件还应具备耐高温、高承载等特殊性能。因此，为满足不同工况下使用需求，现有的密封件结构、材料类型较多，且行业中还采用真空镀膜等工艺技术对密封件表面进行强化。然而，不同表面处理技术所制备的涂层具有不同的表面形貌，如超音速火焰喷涂技术制备的WC涂层具有较高的硬度，孔隙率≤1%，加工后表面粗糙度可以达到Ra0.1μm以内，又如等离子喷涂技术制备的Cr₂O₃-TiO₂涂层，孔隙率约3%-4%之间，加工后表面粗糙度≥0.3微米，且表面均匀分布着细小凹坑。而传统电镀层和超高速激光熔覆层内部致密，孔隙率一般≤0.1%，其加工后表面无凹坑等缺陷产生。同时，密封件表面形貌及性能与其结构形式、材料类型、表面处理工艺直接相关。

因此，针对不同服役环境下液压缸的使用性能需求，如何解决活塞杆表面涂层和状态与密封件涂层和表面质量状态的匹配性设计问题，具有十分重要的意义。为此，本发明提出了一种液压缸活塞杆-密封件表面适应性评价方法及装置。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中活塞杆表面涂层和状态与密封件涂层和表面质量状态难以匹配设计的技术问题，提供了一种液压缸活塞杆-密封件表面适应性评价方法及装置，能够实现活塞杆材料及表面质量、密封件材料及表面质量、载荷形式、运动速度多种因素综合作用下的准确测试，为严苛环境下高性能液压缸开发提供技术支撑。

为解决上述技术问题，本发明是采用下述技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种液压缸活塞杆-密封件表面适应性评价方法，包括以下步骤：

驱动密封件在活塞杆上往复运动；

在所述活塞杆上施加径向载荷；

实时采集并记录往复运动过程中活塞杆与密封件之间的摩擦力；

检测试验过程中液压缸内液压油泄漏量；

计算密封件的磨损减少的重量；

考虑活塞杆与密封件之间的摩擦力、液压油泄漏量和密封件减少的重量评价活塞杆-密封件表面适应性。

基于第一方面，进一步地，在所述驱动密封件在活塞杆上往复运动过程中，改变往复运动的速度。

基于第一方面，进一步地，在所述活塞杆上施加径向载荷时，对活塞杆施加不同大小和方向的径向载荷。

基于第一方面，进一步地，检测所述液压油泄漏量包括试验开始前和结束后分别称量密封件的重量，对比密封件的磨损后的损失重量。