一種可測量往復密封活塞泄漏的封閉式油膜可視化裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于液壓往復密封領域，具體涉及了一種可測量往復密封活塞泄漏的封閉式油膜可視化裝置。
【背景技術】
[0002]近年來隨著我國飛機項目的興起，相關的配套研究實驗工作也已經陸續開始展開，液壓作動器作為飛機上的主要執行器，其動密封件的性能對于作動器以及系統的安全性、可靠性、維護性和壽命具有重要影響。
[0003]針對現役及未來先進飛機液壓系統的“高可靠、長壽命、準預測”的目標，必須展開流體往復動密封的機理研究，而密封性能與密封界面油膜狀態直接相關，油膜厚度分布、空化區域范圍等因素與泄漏量和摩擦力直接相關，因此密封油膜成膜機理與空化機理研究有助于密封性能的控制及優化，密封區域的可視化是展開上述研究的必要條件。通過透明玻璃觀察密封界面的油膜狀態，利用光干涉法測量密封油膜厚度是密封區域可視化的重要手段。因透明玻璃上加工進出油口對玻璃強度有較大影響，已有的往復密封可視化裝置一般為開式系統，不能提供確定液體壓力條件，并且現有往復密封油膜可視化裝置不檢測作動器活塞處泄漏量或栗回量，不能得到密封區域油膜狀態與作動腔液體壓力、密封泄漏量的定量關系。因此，現有密封油膜可視化裝置也未考慮液體溫度對密封油膜成膜的影響。

【發明內容】

[0004]為了解決【背景技術】中存在的問題，本發明的目的在于提出了一種可測量往復密封活塞泄漏的封閉式油膜可視化裝置，其可實現往復密封油膜可視化的基礎上，為整個作動腔提供一定的流體壓力，能夠檢測作動器活塞處密封的泄漏量或栗回量的大小，并引入油液加熱裝置，結構簡單，滿足實驗系統的使用要求。
[0005]本發明采用的技術方案是:
[0006]本發明包括臺面可視化機構和供油系統，臺面可視化機構包括頂板、基架、直線作動器、拉壓力傳感器、活塞和透明缸，直線作動器懸掛固定在頂板上，直線作動器的輸出桿朝下通過傳感器連接件連接拉壓力傳感器的一端，拉壓力傳感器的另一端連接經透明缸連接件與透明缸固定連接，活塞底部固定在基架的底面，活塞裝于透明缸下端內腔中；活塞底部周圍設有用于油液收集的下部漏液收集組件，基架側壁設有上部漏液高度檢測組件和顯微觀察組件，活塞的底面中心設有豎直油道，豎直油道的頂部與水平油道相通，水平油道兩端貫穿活塞側壁，豎直油道的底端與上部漏液高度檢測組件連接相通；活塞中部沿周向設有環形凹槽作為油液密閉腔，油液密閉腔經活塞內部下管道與活塞底面的進油管路連通，油液密閉腔經活塞內部上管道與活塞頂面的出油管路連通，出油管路上端穿過透明缸后與進油管路一起均連接到供油系統。
[0007]所述的顯微觀察組件包括顯微鏡和(XD相機，顯微鏡通過安裝螺栓和安裝螺母安裝在基架側壁并上下可調節安裝高度，顯微鏡的目鏡被CCD相機代替，顯微鏡物鏡對準上密封圈或下密封圈處。
[0008]所述的透明缸連接件下端周面設有凸緣，透明缸頂端的凸緣夾在透明缸連接件下端凸緣和環形夾板之間并通過缸螺栓和缸螺母連接固定。
[0009]所述的油液密閉腔上方和下方的活塞側壁均通過密封圈和支撐環結構與透明缸內壁形成密封連接。
[0010]所述的油液密閉腔上方和下方的活塞側壁均開有兩道環形槽，上方的兩道環形槽分別裝有上密封圈和上支撐環，下方的兩道環形槽分別裝有下密封圈和下支撐環，使得活塞側壁與透明缸內壁密封連接。
[0011]所述的水平油道位于上密封圈上方，水平油道上方的活塞側壁與透明缸內壁之間設有縫隙。
[0012]所述的下部漏液收集組件包括放于基架底面上的兩個漏液收集半月盤，兩個漏液收集半月盤相對稱通過卡子在兩側夾緊拼裝形成環形盤，位于活塞與透明缸之間配合環面的正下方，兩個漏液收集半月盤收集從下密封圈123處泄漏的油液。
[0013]所述的上部漏液高度檢測組件包括高度指示表和連通器管路，高度指示表豎直固定安裝在基架側壁上，高度指示表經連通器管路與豎直油道的連通。
[0014]所述的油液供給系統包括油箱、油溫表、電動機、第一單向閥、安全閥、栗出口過濾器、前油液壓力表、前油液溫度表、第二單向閥、油液加熱器、后油液溫度表、常閉型錐閥、后油液壓力表、壓力傳感器和蓄能器；
[0015]油溫表安裝在油箱內，電動機連接內嚙合齒輪栗帶動其轉動，內嚙合齒輪栗的進油口連接油箱，內嚙合齒輪栗的出油口依次經第一單向閥、栗出口過濾器、第二單向閥后連接到油液加熱器，油液加熱器的出口分別連接后油液溫度表、后油液壓力表、壓力傳感器和蓄能器，油液加熱器的出口作為外出口(A)連接所述進油管路；栗出口過濾器和第二單向閥之間的油路連接有前油液壓力表和前油液溫度表，回油路過濾器的出油口連接油箱，回油路過濾器進油口依次經散熱器、溢流閥和節流閥后作為回油口(B)，回油口⑶經常閉型錐閥同與油箱相連，油箱的油液通過空氣過濾器與大氣相通；第一單向閥和栗出口過濾器之間的油路與散熱器、溢流閥之間的油路通過用于保證液壓系統安全的安全閥連接相通。
[0016]所述的栗出口過濾器和回油路過濾器均帶有光學壓差指示器。
[0017]本發明主要由臺面可視化機構與供油系統兩部分組成；直線作動器懸掛固定于頂板上，直線作動器的輸出桿通過傳感器連接件、拉壓力傳感器、透明缸連接件同透明缸相連；安裝于基架側壁的顯微鏡，可通過顯微鏡安裝螺栓、螺母上下調節高度，使其物鏡對準所需觀察的密封區域，調定高度后鎖緊；透明缸體內密閉腔體中充滿油液，直線作動器帶動透明缸往復勻速上下運動，即可模擬液壓缸中活塞的往復運動，顯微鏡觀察油膜形成過程并利用光干涉法測量密封腔體內油膜厚度，由拉壓力傳感器檢測摩擦力的大小；利用連通器原理，將油液泄漏量轉變為油液高度的變化，并放大顯示，即可檢測活塞處密封的泄漏量或栗回量的大小；供油系統為整個裝置提供壓力及油液溫度模擬環境，可研究壓力及油液溫度對密封摩擦力和泄漏量的影響。
[0018]本發明整個豎直放置，透明缸上部缸體連接部通過透明缸上部的階梯軸同透明缸相連，缸體連接部下部圓柱同缸體內部相配合，起定位和保證同軸度的作用，缸體連接體同拉壓力傳感器通過螺紋連接，拉壓力傳感器同直線作動器通過螺紋連接，直線作動器固定于上部頂板上。
[0019]活塞內部加工用于檢測油液泄漏量的油路，其一端同上部密封圈頂端流道相連，另一端同帶有凸透鏡的油液高度刻度表相連，兩端均與空氣相通，在實驗開始前整個泄漏量油路充滿油液，油液在活塞上部側面同透明缸體縫隙中達到適當高度，在檢測泄漏量前透明缸往復運動一定次數，油液粘附于透明缸體，靜止間隔一定時間，記錄油液在刻度表中的高度，開始正常試驗，試驗結束后，靜止間隔同樣的時間，記錄油液在刻度表中的高度變化，利用該辦法可以排除透明缸體粘附油液的影響，更精確測量泄漏量或栗回量的大小，下部密封圈泄漏油液可通過兩個半月型盤收集。開始實驗后，右部顯微鏡固定一定高度，直線作動器帶動透明缸體往復上下運動，觀察油膜形成過程和檢測油膜厚度。
[0020]本發明具有的有益效果是:
[0021]本發明解決了現有往復密封可視化裝置無法提供確定液體壓力、檢測泄漏量的技術難題，在不干擾密封油膜成膜過程觀察和油膜厚度檢測的基礎上，其通過改變活塞結構，形成密閉腔體，可提供穩定的液體壓力。
[0022]本發明將缸體和活塞倒置，并將進出油管路安裝于活塞兩端，避免在透明玻璃上加工產生微裂紋，可防止高精度要求的玻璃缸產生破壞，一定程度上保證玻璃缸的承載能力和壽命。
[0023]同時本發明活塞上部油口作為出油口的同時可作為排氣口使用，結構簡單。
[0024]本發明利用連通器原理，利用活塞同缸壁間的狹小縫隙中油液高度的變化檢測活塞處密封的泄漏量或栗回量的大小。
[0025]本發明提供有油液加熱系統，可用于探究油液溫度對密封性能的影響。
【附圖說明】
[0026]圖1是本發明的臺面可視化機構示意圖。
[0027]圖2是本發明的活塞外觀示意圖。
[0028]圖3是本發明的臺面可視化機構剖視圖。
[0029]圖4是本發明油液進出油口示意圖。
[0030]圖5是本發明供油系統原理圖。
[0031]圖中:101.直線作動器；102.輸出桿；103.傳感器連接件；