CN118088524A - 一种泵送油缸易损密封件模拟检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于密封检测技术领域，具体是指一种泵送油缸易损密封件模拟检测设备，包括载台、往复驱动机构、加载油缸和油缸模拟机构，所述油缸模拟机构的非开口端铰接设于载台上，所述往复驱动机构铰接设于油缸模拟机构的开口端，所述加载油缸设于油缸模拟机构的上方，加载油缸用于模拟并提供缸工作时受到的偏载力，往复驱动机构能够驱动油缸模拟机构中的密封往复运动，使密封的移动贴近真实工况。本发明通过加载油缸和油缸模拟机构的设置，使密封件的温度和受力状况能够贴近实际工况，同时又缩短了活塞上密封的行程，提高了验证速度。

Description

一种泵送油缸易损密封件模拟检测设备

技术领域

本发明属于密封检测技术领域，具体是指一种泵送油缸易损密封件模拟检测设备。

背景技术

泵送油缸是混凝土泵车的关键执行元件之一，油缸在工作时会承受一定的侧载，侧向载荷会传递到活塞上，使活塞上的密封发生偏磨，加速密封的损坏。同时，为了将混凝土输送到变幅臂架的顶部，泵送油缸的活塞需要在高压下频繁地往复运动，活塞承受的压力远高于常规油缸的压力。活塞内的密封在高压、高温的恶劣工况下，密封橡胶会加速氧化和老化，造成密封失效漏油。因此，泵送油缸的密封是混凝土泵车中极易损坏的部件之一。

针对密封的改进和优化是泵送油缸的核心改进方向之一，包括密封材料的选择，密封安装沟槽尺寸的选择，密封与缸筒间隙的选择等。然而，每一次改型后，都需要将油缸投入到市场使用后才能得到反馈，造成了反馈周期长，验证成本大，客户投诉多等问题。

常规的型式试验台的验证速度较慢，其验证油缸内的活塞保持全行程往复运动，活塞与密封的行程长、速度慢，也无法模拟工作状态下活塞上密封受到的偏载力，验证效果不理想，需要改善。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种泵送油缸易损密封件模拟检测设备，通过加载油缸和油缸模拟机构的设置，使密封件的温度和受力状况能够贴近实际工况，同时又缩短了活塞上密封的行程，提高了验证速度。

本发明采取的技术方案如下：本发明提出的一种泵送油缸易损密封件模拟检测设备，包括载台、往复驱动机构、加载油缸和油缸模拟机构，所述油缸模拟机构的非开口端铰接设于载台上，所述往复驱动机构铰接设于油缸模拟机构的开口端，所述加载油缸设于油缸模拟机构的上方，加载油缸用于模拟并提供缸工作时受到的偏载力，往复驱动机构能够驱动油缸模拟机构中的密封往复运动，使密封的移动贴近真实工况；所述载台上壁靠近油缸模拟机构的非开口端区域设有支撑板，支撑板对油缸模拟机构起到支撑作用，所述载台上壁中部设有立架，所述加载油缸的非伸出端设于立架上。

进一步地，为了提高验证速度，使油缸内部结构迅速达到长期往复运动时的温度状态，所述油缸模拟机构包括侧载筒、加热线圈和运动模拟组件，所述侧载筒的非开口端铰接设于载台上，所述加热线圈套设于加载筒靠近开口的一端，所述加载油缸的伸出端设于侧载筒上位于开口端与加热线圈之间的区域，加热线圈的两端与电源连接，所述运动模拟组件设于侧载筒内孔靠近开口的一端，加热线圈能够对侧载筒加热，并使运动模拟组件快速升温，以模仿密封实际工作时的温度，无需再使油缸内零件长时间往返摩擦运动。

进一步地，所述运动模拟组件包括活塞杆、补偿活塞、多路油盘、油管、活塞单元、缸筒单元和连接盘，所述缸筒单元靠近往复驱动机构的一端设于侧载筒的端面上，所述连接盘设于缸筒单元远离侧载筒开口的一端，所述活塞单元滑动设于缸筒单元内，所述油管设于活塞单元上，所述多路油盘设于油管远离活塞单元的一端，所述多路油盘套设在活塞杆上，多路油盘相对活塞杆保持固定，油管能够将多路油盘内的液压油输送到活塞单元内，所述补偿活塞设于活塞单元的中心，所述活塞杆设于补偿活塞中心，补偿活塞能够调整活塞单元与活塞杆之间的间隙，以便安装测试不同规格的活塞单元，所述往复驱动机构包括转盘、摆杆和电机，所述摆杆铰接设于活塞杆上，所述电机设于载台上，所述转盘键连接设于电机的输出轴上，所述摆杆远离活塞杆的一端铰接设于转盘上，当电机转动时，转盘转动，并带动摆杆与活塞杆的铰接点沿侧载筒的长度方向往复滑动，从而使运动模拟组件内的活塞单元往复滑动，模拟密封实际运动时的状态。

进一步地，为了提高试验速度，同时验证多种改进规格的产品，所述活塞单元包括多组嵌套设置的验证活塞，最内侧的所述验证活塞套设于补偿活塞上，每组所述验证活塞的外径和内径均不相同，每组所述验证活塞上对称设有验证密封，每组验证活塞和验证密封对应一种新型改进产品，使活塞单元可以一次性检测多种产品；所述验证活塞上环绕设有密封腔，所述密封腔两侧对称设有槽口，所述验证密封设于槽口中，槽口的槽宽和深度为验证密封的设计安装尺寸，所述验证活塞的侧壁圆周阵列贯穿设有通油口，所述油管连接设于通油口上；所述缸筒单元包括多组嵌套设置的验证筒，最外侧的所述验证筒设于侧载筒的开口端，所述连接盘设于最外侧的验证筒上，其余嵌套设置的所述验证筒通过连接盘与侧载筒同轴设置，最内侧的所述侧载筒的内壁套设在最内侧的所述验证活塞的外圆周壁上，最内侧的侧载筒与最内侧的验证活塞之间的间隙为验证密封安装时的预留间隙，在验证密封和验证筒的作用下，密封腔形成密闭的空间，将液压油从通油口注入，并设定为工作时的油压，往复移动验证活塞，模拟验证活塞和验证密封的实际运动轨迹，若验证密封性能良好，则密封腔内的压力不会发生变化，凭此可以判断验证密封的状态；当配合加热线圈模拟高温下的工作状态时，若密封腔压力变化，拆卸后发现验证密封良好，则表明验证活塞与验证筒在高温下膨胀变形较大，使验证密封漏油，导致***性失效，此时需要更改验证密封的安装尺寸，以满足高温变化的工况。

进一步地，所述多路油盘中错位环绕设有多组内腔环路，每组所述内腔环路上设有外连接管，所述油管远离通油口的一端设于内腔环路中，每种规格的验证活塞都通过油管与内腔环路适配连接，每组验证活塞都有一个内腔环路与其适配，外连接管上连接有油泵和压力阀，用于向多路油盘内供油，并监测每个验证活塞的密封腔内的油压。

采用上述结构本发明取得的有益效果如下：

1、加载油缸能够对侧载筒施加压力，使侧载筒的端部承受一定的侧载力，侧载力的大小可以调节，从而模拟油缸真时工作时受到的侧向载荷，使验证密封的检测工况更加贴近实际工况；

2、加热线圈能够对侧载筒加热，使侧载筒的局部升温，并将热量传递到验证活塞、验证密封和验证筒中，使其受热变形，从而对验证密封的尺寸、验证活塞上密封安装槽口的尺寸以及验证密封与验证筒之间的间隙作***性的验证和判定，利用加热升温模拟活塞、密封和缸筒高频次摩擦后的温度，在较短的行程中就能实现长行程摩擦升温的效果，无需再进行全行程模拟运动，加快了验证的速度；

3、受益于加热线圈的加热效果，验证密封只需在短行程内往复运动，就能实现长行程工作时的高温状态，进一步缩短了验证时间；

4、活塞单元和缸筒单元为多组嵌套设计，可以一次性同时验证多种规格的产品，加快新品的验证；

5、验证活塞上的密封腔在两侧槽口和验证密封的作用下，与验证筒共同形成了密闭的腔体，向密封腔内灌注液压油，液压油对两侧密封施加压力，在小范围内就能模拟密封实际工作时受到的压力，当活塞往返运动时，就无需像传统油缸一样在有杆腔和无杆腔内往复抽吸液压油，极大地提高了验证的速度。

附图说明

图1为本发明提出的一种泵送油缸易损密封件模拟检测设备的结构示意图；

图2为油缸模拟机构的结构示意图；

图3为油缸模拟机构的剖视图；

图4为运动模拟组件的结构示意图；

图5为运动模拟组件的***图；

图6为运动模拟组件的剖视图；

图7为图6中I部分的放大图；

图8为活塞单元的剖视图；

图9为缸筒单元的剖视图；

图10为多路油盘的剖视图。

其中，1、载台，2、往复驱动机构，3、加载油缸，4、油缸模拟机构，5、转盘，6、摆杆，7、电机，8、支撑板，9、立架，10、侧载筒，11、加热线圈，12、运动模拟组件，13、活塞杆，14、补偿活塞，15、多路油盘，16、油管，17、活塞单元，18、缸筒单元，19、连接盘，20、验证密封，21、验证活塞，22、槽口，23、密封腔，24、通油口，25、验证筒，26、内腔环路，27、外连接管。

附图用来提供对本发明的进一步理解，且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，本发明提出的一种泵送油缸易损密封件模拟检测设备，包括载台1、往复驱动机构2、加载油缸3和油缸模拟机构4，油缸模拟机构4的非开口端铰接设于载台1上，往复驱动机构2铰接设于油缸模拟机构4的开口端，加载油缸3设于油缸模拟机构4的上方，加载油缸3用于模拟并提供缸工作时受到的偏载力，往复驱动机构2能够驱动油缸模拟机构4中的密封往复运动，使密封的移动贴近真实工况；载台1上壁靠近油缸模拟机构4的非开口端区域设有支撑板8，支撑板8对油缸模拟机构4起到支撑作用，载台1上壁中部设有立架9，加载油缸3的非伸出端设于立架9上。

如图2和图3所示，为了提高验证速度，使油缸内部结构迅速达到长期往复运动时的温度状态，油缸模拟机构4包括侧载筒10、加热线圈11和运动模拟组件12，侧载筒10的非开口端铰接设于载台1上，加热线圈11套设于加载筒靠近开口的一端，加载油缸3的伸出端设于侧载筒10上位于开口端与加热线圈11之间的区域，加热线圈11的两端与电源连接（未在附图中标出），运动模拟组件12设于侧载筒10内孔靠近开口的一端，加热线圈11能够对侧载筒10加热，并使运动模拟组件12快速升温，以模仿密封实际工作时的温度，无需再使油缸内零件长时间往返摩擦运动。

如图3-图6所示，运动模拟组件12包括活塞杆13、补偿活塞14、多路油盘15、油管16、活塞单元17、缸筒单元18和连接盘19，缸筒单元18靠近往复驱动机构2的一端设于侧载筒10的端面上，连接盘19设于缸筒单元18远离侧载筒10开口的一端，活塞单元17滑动设于缸筒单元18内，油管16设于活塞单元17上，多路油盘15设于油管16远离活塞单元17的一端，多路油盘15套设在活塞杆13上，多路油盘15相对活塞杆13保持固定，油管16能够将多路油盘15内的液压油输送到活塞单元17内，补偿活塞14设于活塞单元17的中心，活塞杆13设于补偿活塞14中心，补偿活塞14能够调整活塞单元17与活塞杆13之间的间隙，以便安装测试不同规格的活塞单元17，如图1所示，往复驱动机构2包括转盘5、摆杆6和电机7，摆杆6铰接设于活塞杆13上，电机7设于载台1上，转盘5键连接设于电机7的输出轴上，摆杆6远离活塞杆13的一端铰接设于转盘5上，当电机7转动时，转盘5转动，并带动摆杆6与活塞杆13的铰接点沿侧载筒10的长度方向往复滑动，从而使运动模拟组件12内的活塞单元17往复滑动，模拟密封实际运动时的状态。

如图7-图9所示，为了提高试验速度，同时验证多种改进规格的产品，活塞单元17包括多组嵌套设置的验证活塞21，最内侧的验证活塞21套设于补偿活塞14上，每组验证活塞21的外径和内径均不相同，每组验证活塞21上对称设有验证密封20，每组验证活塞21和验证密封20对应一种新型改进产品，使活塞单元17可以一次性检测多种产品；验证活塞21上环绕设有密封腔23，密封腔23两侧对称设有槽口22，验证密封20设于槽口22中，槽口22的槽宽和深度为验证密封20的设计安装尺寸，验证活塞21的侧壁圆周阵列贯穿设有通油口24，油管16连接设于通油口24上；缸筒单元18包括多组嵌套设置的验证筒25，最外侧的验证筒25设于侧载筒10的开口端，连接盘19设于最外侧的验证筒25上，其余嵌套设置的验证筒25通过连接盘19与侧载筒10同轴设置，最内侧的侧载筒10的内壁套设在最内侧的验证活塞21的外圆周壁上，最内侧的侧载筒10与最内侧的验证活塞21之间的间隙为验证密封20安装时的预留间隙，在验证密封20和验证筒25的作用下，密封腔23形成密闭的空间，将液压油从通油口24注入，并设定为工作时的油压，往复移动验证活塞21，模拟验证活塞21和验证密封20的实际运动轨迹，若验证密封20性能良好，则密封腔23内的压力不会发生变化，凭此可以判断验证密封20的状态；当配合加热线圈11模拟高温下的工作状态时，若密封腔23压力变化，拆卸后发现验证密封20良好，则表明验证活塞21与验证筒25在高温下膨胀变形较大，使验证密封20漏油，导致***性失效，此时需要更改验证密封20的安装尺寸，以满足高温变化的工况。

如图3和图10所示，多路油盘15中错位环绕设有多组内腔环路26，每组内腔环路26上设有外连接管27，油管16远离通油口24的一端设于内腔环路26中，每种规格的验证活塞21都通过油管16与内腔环路26适配连接，每组验证活塞21都有一个内腔环路26与其适配，外连接管27上连接有油泵和压力阀，用于向多路油盘15内供油，并监测每个验证活塞21的密封腔23内的油压。

具体工作时，根据待验证密封20的尺寸规格，选择适配的补偿活塞14、验证活塞21和验证筒25，补偿活塞14的内径与活塞杆13的外径相等，补偿活塞14的外径与最内侧一组验证活塞21的内径相同，将验证密封20安装到对应的验证活塞21的槽口22中；然后通过油管16将每一组验证活塞21与多路油盘15上对应的内腔环路26连接固定，使液压油能够从外连接管27、内腔环路26、油管16和通油口24进入密封腔23中，安装完成后，每一组验证活塞21从内到外嵌套设置形成活塞单元17，活塞杆13穿过每一组验证活塞21的中心，验证活塞21在油管16的作用下与活塞杆13和多路油盘15连接固定，活塞杆13移动时，能够带动活塞单元17移动。

然后，将最外侧的验证筒25与连接盘19同轴固定，根据验证活塞21的直径，将其余验证活塞21从大到小依次同轴安装在连接盘19上，组成缸筒单元18，然后将缸筒单元18穿入侧载筒10中，并将最外侧验证筒25远离连接盘19的一端固定在侧载筒10的开口端上，此时，缸筒单元18与侧载筒10相对固定。

最后，将活塞单元17***缸筒单元18中，每一组验证活塞21与验证筒25的尺寸适配，此时，验证筒25、验证密封20和验证活塞21共同将密封腔23密闭，然后通过油管16向密封腔23内注入液压油，并使密封腔23内的油压与油缸泵送工作时的油压相同，至此，所有安装准备工作完成。

然后，启动加载油缸3，加载油缸3的伸出端对侧载筒10施加压力，使侧载筒10内的活塞单元17、缸筒单元18和验证密封20均承受一定的侧向载荷，当验证密封20移动时，验证密封20表面会产生偏磨现象，从而模拟油缸工作时的状况，加载油缸3的压力能够调节，具体压力大小由实际工况决定。

当侧向载荷调整完成后，对加热线圈11供热，使侧载筒10、验证活塞21和验证筒25发热升温，验证密封20在验证活塞21的作用下同步升温，从而在短时间内模拟油缸反复泵送混凝土时的发热现象，以便观察验证密封20、验证活塞21和验证筒25在高温下的变形影响。

当侧载筒10的表面温度达到要求后（表面温度可由温度仪测量），停止加热，启动电机7，电机7转动，并在摆杆6的作用下驱时活塞杆13往复运动，从而带动活塞单元17相对缸筒单元18往复运动。

在此过程中，验证密封20温度上升，能够模拟油缸工作时反复摩擦的升温现象；验证密封20移动时与验证筒25表面摩擦，能够模拟油缸工作时，内部零件的动作；侧载筒10受到加载油缸3的压力，使验证密封20表面产生偏磨，能够模拟油缸工作时受到的侧载工况；再通过外连接管27上的压力阀监测密封腔23内部的压力变化，若密封腔23内压力流失，则说明有漏油现象，拆卸活塞单元17和缸筒单元18，测量验证活塞21和验证筒25的尺寸，观察验证密封20的外观，若验证密封20外观良好，则表明验证活塞21和验证筒25在高温下的尺寸变化量会影响密封效果，需要重新调整验证活塞21和验证筒25的尺寸，若验证密封20外观损坏，则表明当前验证密封20的优化存在缺陷，需要继续改进。

通过以上设备和措施，能够在短时间内验证改进效果，大大节约了验证成本和时间。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种泵送油缸易损密封件模拟检测设备，其特征在于：包括载台（1）、往复驱动机构（2）、加载油缸（3）和油缸模拟机构（4），所述油缸模拟机构（4）的非开口端铰接设于载台（1）上，所述往复驱动机构（2）铰接设于油缸模拟机构（4）的开口端，所述加载油缸（3）设于油缸模拟机构（4）的上方；

所述油缸模拟机构（4）包括侧载筒（10）、加热线圈（11）和运动模拟组件（12），所述侧载筒（10）的非开口端铰接设于载台（1）上，所述加热线圈（11）套设于加载筒靠近开口的一端，所述运动模拟组件（12）设于侧载筒（10）内孔靠近开口的一端；

所述运动模拟组件（12）包括活塞杆（13）、补偿活塞（14）、多路油盘（15）、油管（16）、活塞单元（17）、缸筒单元（18）和连接盘（19），所述缸筒单元（18）靠近往复驱动机构（2）的一端设于侧载筒（10）的端面上，所述连接盘（19）设于缸筒单元（18）远离侧载筒（10）开口的一端，所述活塞单元（17）滑动设于缸筒单元（18）内，所述油管（16）设于活塞单元（17）上，所述多路油盘（15）设于油管（16）远离活塞单元（17）的一端，所述补偿活塞（14）设于活塞单元（17）的中心，所述活塞杆（13）设于补偿活塞（14）中心。

2.根据权利要求1所述的一种泵送油缸易损密封件模拟检测设备，其特征在于：所述往复驱动机构（2）包括转盘（5）、摆杆（6）和电机（7），所述摆杆（6）铰接设于活塞杆（13）上，所述电机（7）设于载台（1）上，所述转盘（5）键连接设于电机（7）的输出轴上，所述摆杆（6）远离活塞杆（13）的一端铰接设于转盘（5）上。

3.根据权利要求2所述的一种泵送油缸易损密封件模拟检测设备，其特征在于：所述活塞单元（17）包括多组嵌套设置的验证活塞（21），最内侧的所述验证活塞（21）套设于补偿活塞（14）上，每组所述验证活塞（21）的外径和内径均不相同，每组所述验证活塞（21）上对称设有验证密封（20）。

4.根据权利要求3所述的一种泵送油缸易损密封件模拟检测设备，其特征在于：所述验证活塞（21）上环绕设有密封腔（23），所述密封腔（23）两侧对称设有槽口（22），所述验证密封（20）设于槽口（22）中，所述验证活塞（21）的侧壁圆周阵列贯穿设有通油口（24）。

5.根据权利要求4所述的一种泵送油缸易损密封件模拟检测设备，其特征在于：所述缸筒单元（18）包括多组嵌套设置的验证筒（25），最外侧的所述验证筒（25）设于侧载筒（10）的开口端，所述连接盘（19）设于最外侧的验证筒（25）上，其余嵌套设置的所述验证筒（25）通过连接盘（19）与侧载筒（10）同轴设置，最内侧的所述侧载筒（10）的内壁套设在最内侧的所述验证活塞（21）的外圆周壁上。

6.根据权利要求5所述的一种泵送油缸易损密封件模拟检测设备，其特征在于：所述多路油盘（15）中错位环绕设有多组内腔环路（26），每组所述内腔环路（26）上设有外连接管（27）。

7.根据权利要求6所述的一种泵送油缸易损密封件模拟检测设备，其特征在于：所述油管（16）连接设于通油口（24）上，所述油管（16）远离通油口（24）的一端设于内腔环路（26）中。

8.根据权利要求7所述的一种泵送油缸易损密封件模拟检测设备，其特征在于：所述载台（1）上壁靠近油缸模拟机构（4）的非开口端区域设有支撑板（8），所述载台（1）上壁中部设有立架（9）。

9.根据权利要求8所述的一种泵送油缸易损密封件模拟检测设备，其特征在于：所述加载油缸（3）的伸出端设于侧载筒（10）上位于开口端与加热线圈（11）之间的区域，所述加载油缸（3）的非伸出端设于立架（9）上。