一种可测量往复密封活塞泄漏的封闭式油膜可视化装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于液压往复密封领域，具体涉及了一种可测量往复密封活塞泄漏的封闭式油膜可视化装置。
【背景技术】
[0002]近年来随着我国飞机项目的兴起，相关的配套研究实验工作也已经陆续开始展开，液压作动器作为飞机上的主要执行器，其动密封件的性能对于作动器以及系统的安全性、可靠性、维护性和寿命具有重要影响。
[0003]针对现役及未来先进飞机液压系统的“高可靠、长寿命、准预测”的目标，必须展开流体往复动密封的机理研究，而密封性能与密封界面油膜状态直接相关，油膜厚度分布、空化区域范围等因素与泄漏量和摩擦力直接相关，因此密封油膜成膜机理与空化机理研究有助于密封性能的控制及优化，密封区域的可视化是展开上述研究的必要条件。通过透明玻璃观察密封界面的油膜状态，利用光干涉法测量密封油膜厚度是密封区域可视化的重要手段。因透明玻璃上加工进出油口对玻璃强度有较大影响，已有的往复密封可视化装置一般为开式系统，不能提供确定液体压力条件，并且现有往复密封油膜可视化装置不检测作动器活塞处泄漏量或栗回量，不能得到密封区域油膜状态与作动腔液体压力、密封泄漏量的定量关系。因此，现有密封油膜可视化装置也未考虑液体温度对密封油膜成膜的影响。
【发明内容】
[0004]为了解决【背景技术】中存在的问题，本发明的目的在于提出了一种可测量往复密封活塞泄漏的封闭式油膜可视化装置，其可实现往复密封油膜可视化的基础上，为整个作动腔提供一定的流体压力，能够检测作动器活塞处密封的泄漏量或栗回量的大小，并引入油液加热装置，结构简单，满足实验系统的使用要求。
[0005]本发明采用的技术方案是:
[0006]本发明包括台面可视化机构和供油系统，台面可视化机构包括顶板、基架、直线作动器、拉压力传感器、活塞和透明缸，直线作动器悬挂固定在顶板上，直线作动器的输出杆朝下通过传感器连接件连接拉压力传感器的一端，拉压力传感器的另一端连接经透明缸连接件与透明缸固定连接，活塞底部固定在基架的底面，活塞装于透明缸下端内腔中；活塞底部周围设有用于油液收集的下部漏液收集组件，基架侧壁设有上部漏液高度检测组件和显微观察组件，活塞的底面中心设有竖直油道，竖直油道的顶部与水平油道相通，水平油道两端贯穿活塞侧壁，竖直油道的底端与上部漏液高度检测组件连接相通；活塞中部沿周向设有环形凹槽作为油液密闭腔，油液密闭腔经活塞内部下管道与活塞底面的进油管路连通，油液密闭腔经活塞内部上管道与活塞顶面的出油管路连通，出油管路上端穿过透明缸后与进油管路一起均连接到供油系统。
[0007]所述的显微观察组件包括显微镜和(XD相机，显微镜通过安装螺栓和安装螺母安装在基架侧壁并上下可调节安装高度，显微镜的目镜被CCD相机代替，显微镜物镜对准上密封圈或下密封圈处。
[0008]所述的透明缸连接件下端周面设有凸缘，透明缸顶端的凸缘夹在透明缸连接件下端凸缘和环形夹板之间并通过缸螺栓和缸螺母连接固定。
[0009]所述的油液密闭腔上方和下方的活塞侧壁均通过密封圈和支撑环结构与透明缸内壁形成密封连接。
[0010]所述的油液密闭腔上方和下方的活塞侧壁均开有两道环形槽，上方的两道环形槽分别装有上密封圈和上支撑环，下方的两道环形槽分别装有下密封圈和下支撑环，使得活塞侧壁与透明缸内壁密封连接。
[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侧壁与透明缸内壁之间设有缝隙。
[0012]所述的下部漏液收集组件包括放于基架底面上的两个漏液收集半月盘，两个漏液收集半月盘相对称通过卡子在两侧夹紧拼装形成环形盘，位于活塞与透明缸之间配合环面的正下方，两个漏液收集半月盘收集从下密封圈123处泄漏的油液。
[0013]所述的上部漏液高度检测组件包括高度指示表和连通器管路，高度指示表竖直固定安装在基架侧壁上，高度指示表经连通器管路与竖直油道的连通。
[0014]所述的油液供给系统包括油箱、油温表、电动机、第一单向阀、安全阀、栗出口过滤器、前油液压力表、前油液温度表、第二单向阀、油液加热器、后油液温度表、常闭型锥阀、后油液压力表、压力传感器和蓄能器；
[0015]油温表安装在油箱内，电动机连接内啮合齿轮栗带动其转动，内啮合齿轮栗的进油口连接油箱，内啮合齿轮栗的出油口依次经第一单向阀、栗出口过滤器、第二单向阀后连接到油液加热器，油液加热器的出口分别连接后油液温度表、后油液压力表、压力传感器和蓄能器，油液加热器的出口作为外出口(A)连接所述进油管路；栗出口过滤器和第二单向阀之间的油路连接有前油液压力表和前油液温度表，回油路过滤器的出油口连接油箱，回油路过滤器进油口依次经散热器、溢流阀和节流阀后作为回油口(B)，回油口⑶经常闭型锥阀同与油箱相连，油箱的油液通过空气过滤器与大气相通；第一单向阀和栗出口过滤器之间的油路与散热器、溢流阀之间的油路通过用于保证液压系统安全的安全阀连接相通。
[0016]所述的栗出口过滤器和回油路过滤器均带有光学压差指示器。
[0017]本发明主要由台面可视化机构与供油系统两部分组成；直线作动器悬挂固定于顶板上，直线作动器的输出杆通过传感器连接件、拉压力传感器、透明缸连接件同透明缸相连；安装于基架侧壁的显微镜，可通过显微镜安装螺栓、螺母上下调节高度，使其物镜对准所需观察的密封区域，调定高度后锁紧；透明缸体内密闭腔体中充满油液，直线作动器带动透明缸往复匀速上下运动，即可模拟液压缸中活塞的往复运动，显微镜观察油膜形成过程并利用光干涉法测量密封腔体内油膜厚度，由拉压力传感器检测摩擦力的大小；利用连通器原理，将油液泄漏量转变为油液高度的变化，并放大显示，即可检测活塞处密封的泄漏量或栗回量的大小；供油系统为整个装置提供压力及油液温度模拟环境，可研究压力及油液温度对密封摩擦力和泄漏量的影响。
[0018]本发明整个竖直放置，透明缸上部缸体连接部通过透明缸上部的阶梯轴同透明缸相连，缸体连接部下部圆柱同缸体内部相配合，起定位和保证同轴度的作用，缸体连接体同拉压力传感器通过螺纹连接，拉压力传感器同直线作动器通过螺纹连接，直线作动器固定于上部顶板上。
[0019]活塞内部加工用于检测油液泄漏量的油路，其一端同上部密封圈顶端流道相连，另一端同带有凸透镜的油液高度刻度表相连，两端均与空气相通，在实验开始前整个泄漏量油路充满油液，油液在活塞上部侧面同透明缸体缝隙中达到适当高度，在检测泄漏量前透明缸往复运动一定次数，油液粘附于透明缸体，静止间隔一定时间，记录油液在刻度表中的高度，开始正常试验，试验结束后，静止间隔同样的时间，记录油液在刻度表中的高度变化，利用该办法可以排除透明缸体粘附油液的影响，更精确测量泄漏量或栗回量的大小，下部密封圈泄漏油液可通过两个半月型盘收集。开始实验后，右部显微镜固定一定高度，直线作动器带动透明缸体往复上下运动，观察油膜形成过程和检测油膜厚度。
[0020]本发明具有的有益效果是:
[0021]本发明解决了现有往复密封可视化装置无法提供确定液体压力、检测泄漏量的技术难题，在不干扰密封油膜成膜过程观察和油膜厚度检测的基础上，其通过改变活塞结构，形成密闭腔体，可提供稳定的液体压力。
[0022]本发明将缸体和活塞倒置，并将进出油管路安装于活塞两端，避免在透明玻璃上加工产生微裂纹，可防止高精度要求的玻璃缸产生破坏，一定程度上保证玻璃缸的承载能力和寿命。
[0023]同时本发明活塞上部油口作为出油口的同时可作为排气口使用，结构简单。
[0024]本发明利用连通器原理，利用活塞同缸壁间的狭小缝隙中油液高度的变化检测活塞处密封的泄漏量或栗回量的大小。
[0025]本发明提供有油液加热系统，可用于探究油液温度对密封性能的影响。
【附图说明】
[0026]图1是本发明的台面可视化机构示意图。
[0027]图2是本发明的活塞外观示意图。
[0028]图3是本发明的台面可视化机构剖视图。
[0029]图4是本发明油液进出油口示意图。
[0030]图5是本发明供油系统原理图。
[0031]图中:101.直线作动器；102.输出杆；103.传感器连接件；