[發明專利]一種液壓往復密封動態性能檢測裝置及設計

有效

• 申請號: 201610777324.5
• 申請日: 2016-08-30
• 公開（公告）號: CN106194900B
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 趙秀栩;鄭文涵;陽群;張栓栓;柯偉
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: F15B19/00
• 分類號: F15B19/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 王守仁

技術領域

本發明涉及檢測裝置，特別是一種液壓往復密封動態性能檢測裝置及設計。

背景技術

液壓往復密封在液壓執行元件中具有極為重要的作用，其功能是防止系統內部工作介質泄漏及外界雜質侵入，是液壓執行元件安全高效運行的重要保證。液壓往復密封的循環工作過程具有顯著的動態特性，對于滿足液壓執行元件特定的功能要求具有極為重要的作用。液壓往復密封的動態性能主要包括動態密封性能和動態摩擦性能。其中，液壓往復密封的動態密封性能是指其在液壓執行元件的正常工作條件下，保證密封容腔內的流體工作介質不發生泄漏的能力。液壓往復密封的動態摩擦性能是指在液壓執行元件的循環往復工作過程中，在液壓往復密封、密封槽和及其中油液的共同作用下所產生的摩擦力。液壓往復密封的動態性能檢測對于保證液壓執行元件的可靠性非常重要。一旦液壓往復密封在液壓執行元件的運行過程中出現問題，會造成資源浪費和環境污染，甚至可能引起嚴重的安全事故。但是，由于液壓往復密封的運動狀態和密封結構的限制，使得液壓往復密封的動態性能檢測成為一個難題。針對上述問題，本發明將光纖光柵傳感技術和其它多種傳感方法相結合，提出一種可以從泄漏和摩擦兩個方面對液壓往復密封的動態性能進行檢測的方法。

目前，現有的液壓往復密封動態性能監測方法和試驗裝置，可以根據其驅動方式和測量摩擦力的拉壓力傳感器布置形式分為以下三種類型：

1.采用試驗缸活塞桿運動，缸筒不動的方式，測量摩擦力的拉壓力傳感器裝在活塞桿上。

在參考文獻1(“宋佳,賈光政,易華榮,李想,陳明源.液壓控制密封試驗臺設計[J].液壓與氣動,2012,09:1-3.”)中，密封試驗臺能夠對密封工作壓力和摩擦力進行測試。其中，摩擦力通過安裝在驅動系統伺服液壓缸活塞桿上的拉壓力傳感器測定。試驗密封圈面對面安裝在左右缸套中。試驗時，通過工控機和PLC完成各種信號的采集、處理和控制。由于在加載系統中添加了增壓模塊，所以能夠模擬高壓環境下往復密封狀態監測。但是，在該方法中通過拉壓力傳感器測量得到是試驗液壓缸活塞桿密封和活塞密封的總摩擦力；另外沒有考慮試驗缸的泄漏測量問題。

在專利文獻3(CN201020056434.0[P].2010-10-13.)公布的“一種往復運動液壓聚氨酯密封圈試驗臺”中，驅動系統通過拉壓力傳感器連接實驗液壓缸，從而在實驗液壓缸的往復運動過程中實現摩擦力(啟動摩擦力，內行程摩擦力，外行程摩擦力)的測量。該方法可以對聚氨酯材料往復密封的摩擦和泄漏情況進行檢測，并通過在左右端蓋上開設的泄油口來測量活塞桿密封的外泄漏量。但是，該方法未考慮試驗油缸的內泄漏問題。

在參考文獻4(“王世強，基于液壓實驗平臺的液壓往復密封技術研究[D].天津科技大學,2012.”)公布的方法中，電動缸通過拉壓力傳感器與試驗缸活塞桿連接從而實現往復運動，通過拉壓力傳感器可以測得試驗缸的摩擦力大小。其特點是在試驗缸的活塞桿上裝有兩個活塞，在兩個活塞之間的容腔中通高壓油，模擬密封圈的工作壓力，通過拉壓力傳感器測量活塞密封的摩擦力，在缸筒的左右兩端同時開有泄油口用來測量外泄漏。但是，該方法沒有考慮試驗液壓缸的內泄漏測量問題。

2.采用試驗缸活塞桿不運動，缸筒運動的方式，測量摩擦力的拉壓力傳感器安裝在試驗缸活塞桿上。

在專利文獻5(CN201510008992.7[P].2015-4-22.)公布的“一種測量單個密封圈摩擦力特性的往復密封實驗臺”中，能夠對活塞桿密封在往復運動過程中的摩擦力大小進行測量。該方法將試驗缸的活塞桿分成兩部分，在左邊活塞桿的左右兩端分別裝了一個拉壓力傳感器，試驗缸的左活塞桿通過拉壓力傳感器固定在安裝底座上。在試驗過程中，驅動缸帶動試驗缸的缸筒沿工作臺導軌做直線運動，通過記錄裝在密封圈前和密封圈后的兩個拉壓力傳感器讀數，再將二者相減即可得到活塞桿密封在內、外行程中的摩擦力大小。另外，該方法可以對活塞桿密封的外泄漏量進行測量。

通過上述分析可以看出，由于液壓往復密封的運動狀態以及密封結構的限制，現有的測試方法主要是通過流體壓力信號和拉壓力監測的方法來間接反映液壓往復密封性能變化。但是，這種間接測量的方法難以及時準確地反映液壓往復密封的動態性能。針對這一問題，本發明提供一種可以在不改變液壓往復密封的結構和液壓執行元件功能要求的前提下，按照液壓執行元件的正常運行條件對活塞桿密封和活塞密封的動態密封性能進行檢測的方法和設計方案。

發明內容