一种可测量单个密封圈摩擦力的往复密封实验缸体结构制造技术

本发明专利技术公开了一种可测量单个密封圈摩擦力的往复密封实验缸体结构，包括实验缸体与辅助测量装置，实验缸体固定在工作台上，通过外接液压系统对腔体内提供高压油，并通过一个往复直线驱动装置驱动活塞杆进行往复直线运动；实验缸体只有一侧装有往复密封圈，另一侧通过力传感器与辅助测量装置固连，辅助测量装置则通过一个活塞杆运动过程中受力基本不变的静密封和一个往复密封件实现密封效果，同时可以测量该密封圈的摩擦力；本实验缸体可以分别测量单个密封圈内外行程摩擦力。

A Cylinder Block Structure of Reciprocating Seal for Measuring Friction Force of Single Seal Ring

【技术实现步骤摘要】
一种可测量单个密封圈摩擦力的往复密封实验缸体结构
本专利技术属于橡塑往复密封
，特别涉及一种可测量单个密封圈摩擦力的往复密封实验缸体结构。
技术介绍
往复密封是指密封界面之间做往复运动的动密封，是保证液压、气压等系统正常工作的关键核心零部件，其性能好坏影响到设备的稳定性和安全性，在诸如航空航天、机械、汽车等现代工业中起着非常重要的作用。近几年随着主机装备整体性能的提高，对密封件长寿命和高可靠性的要求也在不断提高，因此对往复密封开展更加系统、深入的研究具有重要的现实意义。往复密封技术看似简单，实则是涉及材料学、机械学、力学、摩擦学及传热学等多个学科综合性很强的基础技术。对往复密封而言，泄漏率与摩擦力是评价其性能好坏最重要的两个指标。依据现有理论，往复密封工作时杆表面会附着一层油膜，外行程时将液压油泄漏出去，而内行程时又会泵回一定的液压油，于是可以通过设计出不对称的密封圈结构，使内行程的泵回能力大于外行程的泄漏量，从而实现零泄漏。而这样会导致内外行程的摩擦力有所不同，如何用实验的方法分别测量出两个行程的摩擦力对往复密封的研究而言有重大的意义。然而想要达到这一目的却并不容易，因为一般的实验缸体两端都需要密封圈来密封住腔内流体，这样导致在测量时，测得的摩擦力永远是内行程与外行程的摩擦力之和，从而无法单独测出内行程和外行程的摩擦力。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种可测量单个密封圈摩擦力的往复密封实验缸体结构，可以将往复密封圈的内外行程摩擦力区分开单独测量。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种可测量单个密封圈摩擦力的往复密封实验缸体结构，包括实验缸体与辅助测量装置，所述实验缸体水平卧放，其缸筒5固定在工作台1上，左侧缸底座3和右侧缸底座9固定在缸筒5两侧，左侧盖板2固定在左侧缸底座3左侧，在左侧盖板2与左侧缸底座3之间有第一密封件安装衬套4，右侧盖板10固定在右侧缸底座9右侧，第二辅助测量盘8通过力传感器12固定在右侧缸底座9左侧，第一辅助测量盘6固定在第二辅助测量盘8左侧，在第二辅助测量盘8与第一辅助测量盘6之间有第二密封件安装衬套7，活塞杆21水平穿入缸筒5内，贯穿左侧盖板2、第一密封件安装衬套4、左侧缸底座3、第一辅助测量盘6、第二密封件安装衬套7、第二辅助测量盘8、右侧缸底座9和右侧盖板10，活塞杆21左侧与一个往复直线驱动装置相连，缸筒5侧壁开有进油孔16，第一密封件安装衬套4与活塞杆21之间设置有往复密封件19，第一密封件安装衬套4与左侧缸底座3之间设置有第一静密封件18，待测密封件15设置在第二密封件安装衬套7与活塞杆21之间，第二密封件安装衬套7与第二辅助测量盘8之间设置有第三静密封件14，左侧缸底座3与缸筒5内壁之间设置有第二静密封件17，第二辅助测量盘8与缸筒5内壁之间设置有第四静密封件13。所述左侧盖板2内径处安装有左侧导向环20，右侧盖板10内径处安装有右侧导向环11。所述左侧缸底座3与缸筒5之间、右侧缸底座9与缸筒5之间、左侧盖板2与左侧缸底座3之间、右侧盖板10与右侧缸底座9之间、第一辅助测量盘6与第二辅助测量盘8之间均通过螺母连接，但不限于螺母。所述左侧缸底座3的左侧面中央部分下凹，左侧盖板2的右侧面中央部分外凸，第一密封件安装衬套4位于该下凹处，被左侧盖板2的外凸顶住，所述第一静密封件18环绕设置在该下凹处的内侧壁与第一密封件安装衬套4的外侧壁之间。所述第二辅助测量盘8的左侧面中央部分下凹，第一辅助测量盘6的右侧面中央部分外凸，第二密封件安装衬套7位于该下凹处，被第一辅助测量盘6的外凸顶住，所述第三静密封件14环绕设置在该下凹处的内侧壁与第二密封件安装衬套7的外侧壁之间。本专利技术通过两块分离的装置进行两侧的密封，两装置之间则通过力传感器12固接并通过一个作用力在活塞杆21运动过程中几乎不发生改变的静密封实现两套装置之间的密封，实现了单个密封圈内外摩擦力的分开测量。本专利技术在常规往复密封实验缸体的基础上，添加了一个辅助测量装置，辅助测量装置能承担一侧的密封效果并且通过刚度较大的力传感器与实验缸体相连，如此一来活塞杆往复运动时对密封圈的摩擦力只会造成辅助测量装置微小的位移，此时静密封对辅助测量装置的作用力变化可忽略，力传感器就能够测量出单个往复密封圈的摩擦力变化。与现有往复密封实验台相比，本专利技术能够对单个密封圈的内外行程摩擦力进行单独测量。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图。图2为实验缸右侧放大图。图3为实验缸左侧放大图。具体实施方式下面结合附图和实施例详细说明本专利技术的实施方式。如图1、图2和图3所示，一种可测量单个密封圈摩擦力的往复密封实验缸体结构，包括实验缸体与辅助测量装置。其中，实验缸体水平卧放，其缸筒5固定在工作台1上，左侧缸底座3和右侧缸底座9固定在缸筒5两侧，左侧盖板2固定在左侧缸底座3左侧，左侧盖板2内径处安装有左侧导向环20，左侧缸底座3的左侧面中央部分下凹，左侧盖板2的右侧面中央部分外凸，第一密封件安装衬套4位于该下凹处，被左侧盖板2的外凸顶住。右侧盖板10固定在右侧缸底座9右侧，右侧盖板10内径处安装有右侧导向环11，第二辅助测量盘8通过力传感器12固定在右侧缸底座9左侧，力传感器12可采用压阻式压力传感器，数量可以为3个，沿圆周方向对称布置。第一辅助测量盘6固定在第二辅助测量盘8左侧，第二辅助测量盘8的左侧面中央部分下凹，第一辅助测量盘6的右侧面中央部分外凸，第二密封件安装衬套7位于该下凹处，被第一辅助测量盘6的外凸顶住。活塞杆21水平穿入缸筒5内，贯穿左侧盖板2、第一密封件安装衬套4、左侧缸底座3、第一辅助测量盘6、第二密封件安装衬套7、第二辅助测量盘8、右侧缸底座9和右侧盖板10，活塞杆21左侧与一个往复直线驱动装置相连，缸筒5侧壁开有进油孔16，第一密封件安装衬套4与活塞杆21之间设置有往复密封件19，在左侧缸底座3下凹处的内侧壁与第一密封件安装衬套4的外侧壁之间环绕设置第一静密封件18。待测密封件15设置在第二密封件安装衬套7与活塞杆21之间，在第二辅助测量盘8下凹处的内侧壁与第二密封件安装衬套7的外侧壁之间环绕设置第三静密封件14，左侧缸底座3与缸筒5内壁之间设置有第二静密封件17，第二辅助测量盘8与缸筒5内壁之间设置有第四静密封件13。上述的左侧缸底座3与缸筒5之间、右侧缸底座9与缸筒5之间、左侧盖板2与左侧缸底座3之间、右侧盖板10与右侧缸底座9之间、第一辅助测量盘6与第二辅助测量盘8之间均通过螺母连接，但不限于螺母。上述的第一辅助测量盘6、第二辅助测量盘8和力传感器12组成了所述辅助测量装置的主要部分。本专利技术的工作原理为：实验过程中，外接液压系统通过进油孔16给实验缸体内供油，腔体内充满一定压力的油液之后，利用往复直线驱动装置带动活塞杆21进行往复运动。测量摩擦力前先要进行力传感器12的标零，让电机转速最低，带动活塞杆21缓慢运动，记录下内外行程摩擦力的稳定值，因为低速下内外行程摩擦力可认为相等，于是可取平均值作为力传感器的零点。标零之后开始正式实验，得到带有方向性质的摩擦力数据。综上，本专利技术通过外接液压系统对腔体内提供高压油，并通过一个往复直线驱动装置驱动活塞杆进行往复直线运动；实验缸体只有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可测量单个密封圈摩擦力的往复密封实验缸体结构，包括实验缸体与辅助测量装置，其特征在于，所述实验缸体水平卧放，其缸筒(5)固定在工作台(1)上，左侧缸底座(3)和右侧缸底座(9)固定在缸筒(5)两侧，左侧盖板(2)固定在左侧缸底座(3)左侧，在左侧盖板(2)与左侧缸底座(3)之间有第一密封件安装衬套(4)，右侧盖板(10)固定在右侧缸底座(9)右侧，第二辅助测量盘(8)通过力传感器(12)固定在右侧缸底座(9)左侧，第一辅助测量盘(6)固定在第二辅助测量盘(8)左侧，在第二辅助测量盘(8)与第一辅助测量盘(6)之间有第二密封件安装衬套(7)，活塞杆(21)水平穿入缸筒(5)内，贯穿左侧盖板(2)、第一密封件安装衬套(4)、左侧缸底座(3)、第一辅助测量盘(6)、第二密封件安装衬套(7)、第二辅助测量盘(8)、右侧缸底座(9)和右侧盖板(10)，活塞杆(21)左侧与一个往复直线驱动装置相连，缸筒(5)侧壁开有进油孔(16)，第一密封件安装衬套(4)与活塞杆(21)之间设置有往复密封件(19)，第一密封件安装衬套(4)与左侧缸底座(3)之间设置有第一静密封件(18)，待测密封件(15)设置在第二密封件安装衬套(7)与活塞杆(21)之间，第二密封件安装衬套(7)与第二辅助测量盘(8)之间设置有第三静密封件(14)，左侧缸底座(3)与缸筒(5)内壁之间设置有第二静密封件(17)，第二辅助测量盘(8)与缸筒(5)内壁之间设置有第四静密封件(13)。...

【技术特征摘要】
1.一种可测量单个密封圈摩擦力的往复密封实验缸体结构，包括实验缸体与辅助测量装置，其特征在于，所述实验缸体水平卧放，其缸筒(5)固定在工作台(1)上，左侧缸底座(3)和右侧缸底座(9)固定在缸筒(5)两侧，左侧盖板(2)固定在左侧缸底座(3)左侧，在左侧盖板(2)与左侧缸底座(3)之间有第一密封件安装衬套(4)，右侧盖板(10)固定在右侧缸底座(9)右侧，第二辅助测量盘(8)通过力传感器(12)固定在右侧缸底座(9)左侧，第一辅助测量盘(6)固定在第二辅助测量盘(8)左侧，在第二辅助测量盘(8)与第一辅助测量盘(6)之间有第二密封件安装衬套(7)，活塞杆(21)水平穿入缸筒(5)内，贯穿左侧盖板(2)、第一密封件安装衬套(4)、左侧缸底座(3)、第一辅助测量盘(6)、第二密封件安装衬套(7)、第二辅助测量盘(8)、右侧缸底座(9)和右侧盖板(10)，活塞杆(21)左侧与一个往复直线驱动装置相连，缸筒(5)侧壁开有进油孔(16)，第一密封件安装衬套(4)与活塞杆(21)之间设置有往复密封件(19)，第一密封件安装衬套(4)与左侧缸底座(3)之间设置有第一静密封件(18)，待测密封件(15)设置在第二密封件安装衬套(7)与活塞杆(21)之间，第二密封件安装衬套(7)与第二辅助测量盘(8)之间设置有第三静密封件(14)，左侧缸底座(3)与缸筒(5)内壁之间设置有第二静密封件(...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭飞，项冲，贾晓红，王玉明，姜炳岐，李永健，黄伟峰，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11