活塞环的弹力检测装置的制作方法

本实用新型涉及一种活塞环的弹力检测装置，可以对活塞环的弹力进行检测。

背景技术：

汽车发动机多为活塞式发动机，安装于活塞上的活塞环具有成熟的设计、制造、检验方法。活塞环自由状态与工作状态不同，自由状态下开口较大，工作时安装在圆柱面内被压缩，从而对外围的圆柱面产生一定的弹力或者压力，如图1所示。汽车发动机的活塞环直径相对较小，活塞环的刚性较大，多采用相关标准进行活塞环弹力的检测，如gb/t1149，iso6621等，检测方法包括钢带法、铁箍法等。

大涵道比涡扇航空发动机常常采用挤压油膜阻尼器进行减振，挤压油膜阻尼器中，活塞环用于密封挤压油膜阻尼器内部的滑油，同时，对滑油的泄漏量进行控制，是挤压油膜阻尼器的重要部件。同汽车发动机中的活塞环一样，需要对挤压油膜阻尼器的活塞环进行弹力测量。但是，车用活塞环的刚性较大，采用柔性的钢带等进行活塞环的弹力测量是可行的，挤压油膜阻尼器的活塞环直径较大，沿径向厚度相对很低，导致活塞环自身的刚性较低，如果采用钢带法检测其弹力，则容易出现椭圆变形，如图3所示，因此，不能准确检测其工作状态下的弹力。如果采用铁箍法检测弹力，若铁箍刚性较强，则影响弹力测量的准确性，若铁箍刚性较弱，则容易出现椭圆变形。另外，钢带法、铁箍法测量弹力时，缺少轴向变形限位。

本实用新型意在针对航空发动机挤压油膜阻尼器的活塞环设计适用的弹力检测装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种活塞环的弹力检测装置，可以适用于对柔性较大的活塞环例如航空发动机挤压油膜阻尼器的活塞环进行弹力检测。

本实用新型提供一种活塞环的弹力检测装置，包括第一卡座、第二卡座和测力计，其中，第一卡座具有第一铰接端和第一自由端，在所述第一铰接端和所述第一自由端之间设置有沿圆弧延伸的第一安装槽；第二卡座具有第二铰接端和第二自由端，在所述第二铰接端和所述第二自由端之间设置有沿圆弧延伸的第二安装槽；测力计连接到所述第二卡座的所述第二自由端；所述第二卡座的所述第二铰接端与所述第一卡座的所述第一铰接端铰接，从而所述第二卡座可转动至使得所述第二自由端靠近所述第一自由端，并且所述第一安装槽和所述第二安装槽对合形成可从外周侧包容所述活塞环的环形安装槽。

在一个实施方式中，所述第一卡座具有沿圆弧延伸的第一内圆柱面，所述第一安装槽通过从所述第一内圆柱面径向向外凹陷而形成；和/或所述第二卡座具有沿圆弧延伸的第二内圆柱面，所述第二安装槽通过从所述第二内圆柱面径向向外凹陷而形成。

在一个实施方式中，所述第一卡座具有沿圆弧延伸的第一内圆柱面，并且所述第一卡座还具有从所述第一内圆柱面径向向内突出的多个第一凸齿，每个第一凸齿的齿顶具有第一凹槽，所述第一安装槽通过所述多个第一凸齿的第一凹槽组合而成；和/或所述第二卡座具有沿圆弧延伸的第二内圆柱面，并且所述第二卡座还具有从所述第二内圆柱面径向向内突出的多个第二凸齿，每个第二凸齿的齿顶具有第二凹槽，所述第二安装槽通过所述多个第二凸齿的第二凹槽组合而成。

在一个实施方式中，所述第二卡座的所述第二铰接端通过圆柱销与所述第一卡座的所述第一铰接端铰接，所述第一铰接端和/或所述第二铰接端还设置有注油孔，用于向所述圆柱销注射滑油。

在一个实施方式中，所述第一卡座的所述第一自由端或所述第二卡座的所述第二自由端设置有标尺，用于查看所述第二自由端与所述第一自由端的靠近程度。

在一个实施方式中，所述第二卡座的所述第二自由端设置有作用孔，所述测力计通过所述作用孔连接到所述第二自由端而可向所述第二卡座施力。

在一个实施方式中，所述第一卡座的所述第一铰接端设置有卡槽，所述第二卡座的所述第二自由端卡入所述卡槽而与所述第一卡座的所述第一铰接端铰接。

在一个实施方式中，所述第二卡座包括两个平直段和两端分别连接所述两个平直段的圆弧段；所述两个平直段分别构成所述第二铰接端和所述第二自由端，所述第二安装槽设置于所述圆弧段的内圆弧面。

在一个实施方式中，所述活塞环是航空发动机挤压油膜阻尼器的活塞环。

上述活塞环的弹力检测装置可以适用于对柔性较大的活塞环例如航空发动机挤压油膜阻尼器的活塞环进行弹力检测。弹力检测装置自身刚度强，对测试结果影响小；弹力检测装置设有环形安装槽，可以起到轴向变形限位的作用；环形结构进行力的加载，使活塞环受力更为均匀，变形更接近于圆；弹力检测装置的检测条件与活塞环特别是航空发动机挤压油膜阻尼器的活塞环的实际装配条件更为接近，检测结果更为准确。

上述弹力检测装置结构简单，便于实施。而且，改进型的设置凸齿的弹力检测装置还可以了解用于活塞环沿圆周方向的接触情况。

附图说明

本实用新型的上述及其他特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1是活塞环自由状态和工作状态的示意图。

图2是鼠笼弹性支承式挤压油膜阻尼器的结构示意图。

图3是挤压油膜阻尼器的活塞环使用钢带法检测时的变形示意图。

图4是根据本实用新型的活塞环的弹力检测装置的示意图。

图5是图4的弹力检测装置中安放活塞环的示意图。

图6是弹力检测装置中的测力计测量拉力时的示意图。

图7是弹力检测装置中的注油孔的示意图。

图8是弹力检测装置中卡座设置凸齿的示意图。

图9是弹力检测装置中设置标尺的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和附图对本实用新型作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施方式的内容限制本实用新型的保护范围。

例如，在说明书中随后记载的第一特征在第二特征上方或者上面形成，可以包括第一特征和第二特征通过直接联系的方式形成的实施方式，也可包括在第一特征和第二特征之间形成附加特征的实施方式，从而第一特征和第二特征之间可以不直接联系。进一步地，当第一元件是用与第二元件相连或结合的方式描述的，该说明包括第一元件和第二元件直接相连或彼此结合的实施方式，也包括采用一个或多个其他介入元件加入使第一元件和第二元件间接地相连或彼此结合。

图1示出了活塞环10处于自由状态与工作状态的示意图，其中，点划线a表示活塞环10处于自由状态，而实线b表示活塞环10处于工作状态。m表示活塞环10处于自由状态时的自由开口尺寸。ft表示活塞环10处于工作状态时的切向弹力，fd表示活塞环10处于工作状态时的径向弹力，弹力检测时测得的是fd，圆周上所受力在径向方向的叠加。s1表示活塞环10处于工作状态时的闭口间隙，α表示活塞环10处于工作状态时的径向厚度。

航空发动机挤压油膜阻尼器的一种结构形式为鼠笼弹性支承式挤压油膜阻尼器100，如图2所示，还示出了滚动轴承400。其中，弹性支承200的外周面、油膜外环300的内周面、活塞环10围成的区域为挤压油膜，工作时，该区域内的油膜被挤压形成阻尼。活塞环10的作用在于密封挤压油膜阻尼器100内部的滑油，同时，对滑油的泄漏量进行控制。

航空发动机挤压油膜阻尼器的活塞环10直径较大，径向厚度较小，自身刚度较弱或者本身柔性较大，采用柔性的钢带这类传统检测方法来测量活塞环的弹力并不合适，可能难以检测，或者检测结果与活塞环工作状态的弹力差距较大。如图3所示，如果采用钢带法检测其弹力，则容易出现椭圆变形。图3中，500表示钢带法中采用的滚柱，3表示测力计。

图4至图9示出了根据本实用新型的活塞环的弹力检测装置20的示意图。需要理解，虽然以航空发动机挤压油膜阻尼器的活塞环10作为待测活塞环来描述弹力检测装置20的弹力检测过程，但是，弹力检测装置20也可以用于检测其他活塞环包括车用活塞环的弹力，尤其适用于柔性较大的活塞环的弹力检测。

结合图4至图6，弹力检测装置10包括第一卡座1、第二卡座2和测力计3(图6中示出)。

第一卡座1具有第一铰接端11和第一自由端12，在第一铰接端11和第一自由端12之间设置有沿圆弧c1延伸的第一安装槽13。

第二卡座2具有第二铰接端21和第二自由端22，在第二铰接端21和第二自由端22之间设置有沿圆弧c2延伸的第二安装槽23。

第一卡座1可以设置有固定安装孔18，例如作为底座固定安装到固定台。图示实施方式中，弹力检测装置10为垂直放置，第一卡座1在下侧，而第二卡座在上侧。然而，需要理解，弹力检测装置10也可以水平放置，例如，第一卡座1在水平方向上的左侧，第二卡座2在水平方向上的右侧。

测力计3连接到第二卡座2的第二自由端22。图示实施方式中，第二卡座2的第二自由端22设置有作用孔31，测力计3通过作用孔31连接到第二自由端22而可向第二卡座2施力。例如，测力计3可以采用拉力弹簧秤，拉力弹簧秤的钩子钩挂于作用孔31，而施力端由人工或机器操作。

第二卡座2的第二铰接端21与第一卡座1的第一铰接端11铰接，从而第二卡座2可转动至使得第二自由端22靠近第一自由端12，并且第一安装槽13和第二安装槽23对合形成可从外周侧包容活塞环10的环形安装槽，如图8所示。需要理解，此处的“对合”并不表示第一安装槽13和第二安装槽23需要完全对接，或者，第二自由端22和第一自由端12完全接触，而是，例如，可以根据实际需要，接近于第一卡座1和第二卡座2的完全闭合状态，例如，可以使得第二卡座2转动至第二自由端22和第一自由端12之间的距离达到预定距离即可。

第一安装槽13和第二安装槽23对合形成环形安装槽，从外周侧包容活塞环10，可以起到对活塞环10沿轴向x0的变形限位的作用。第一安装槽13和

第二安装槽23可以分别设置于第一卡座1和第二卡座2沿轴向x0的中间位置。

还需要理解，虽然图示实施方式中，第一安装槽13延伸沿着的圆弧c1以及第二安装槽23延伸沿着的圆弧c2均为半圆弧，但是，可以理解，圆弧c1或者第一安装槽13以及圆弧c2或第二安装槽23可以仅仅大半圆弧或者小半圆弧，彼此对合后可以从外周侧包容活塞环10，活塞环10可以对外围的第一卡座1或第二卡座2产生一定的弹力即可。

参见图4，第一卡座1具有沿圆弧c1延伸的第一内圆柱面14，第一安装槽13通过从第一内圆柱面14径向向外凹陷而形成。与之类似地，第二卡座2也具有沿圆弧c2延伸的第二内圆柱面24，第二安装槽23通过从第二内圆柱面24径向向外凹陷而形成。

参见图6，第二卡座2包括两个平直段26、27和两端分别连接两个平直段26、27的圆弧段28。两个平直段26、27分别构成第二铰接端21和第二自由端22，第二安装槽23设置于圆弧段28的内圆弧面。第二卡座2的圆弧段28大体呈半圆环状。

参见图7，第二卡座2的第二铰接端21通过圆柱销4与第一卡座1的第一铰接端11铰接，第一铰接端11和/或第二铰接端21还设置有注油孔41，用于向圆柱销4注射滑油，从而可以减小圆柱销4与第一卡座1、第二卡座2的摩擦。

图7的实施方式中，第一卡座1的第一铰接端11设置有卡槽111，第二卡座2的第二自由端22卡入卡槽111而与第一卡座1的第一铰接端11铰接。圆柱销4依次穿过卡槽111的一个侧槽壁、第二自由端22以及卡槽111的另一侧槽壁。卡槽111的设置可以有利于第二卡座2相对于第一卡座1沿轴向x0的定位，从而使得第二卡座2的第二安装槽23和第一卡座1的第一安装槽13在轴向x0上对齐，对活塞环10更好地限位。图中，前述注油孔41设置于第二卡座2的第二自由端22。

参见图8，第一卡座1具有沿圆弧c1延伸的第一内圆柱面14，并且第一卡座1还可以具有从第一内圆柱面14径向向内突出的多个第一凸齿15，每个第一凸齿15的齿顶具有第一凹槽15a，第一安装槽13通过多个第一凸齿15的第一凹槽15a组合而成。与之类似地，第二卡座2具有沿圆弧c2延伸的第二内圆柱面24，并且第二卡座2也可以具有从第二内圆柱面24径向向内突出的多个第二凸齿25，每个第二凸齿25的齿顶具有第二凹槽25a，第二安装槽23通过多个第二凸齿25的第二凹槽25a组合而成。换言之，第一安装槽13和第二安装槽23沿其延伸方向并非连续的，而是分别由离散的多个凹槽15a和离散的多个凹槽25a组合连接而成。或者，第一安装槽13或第二安装槽23可以是齿形安装槽。

由于加工误差的存在，活塞环10不一定在第一卡座1的第一内圆柱面14和第二卡座2的第二内圆柱面24形成的整个圆周上的每一处都接触、贴合。因此，当活塞环10放置于第一安装槽13和第二安装槽23这两个安装槽时，可以施加力使活塞环10处于与工作状态相同的约束情况，然后用塞尺检测各个凸齿15、25(相邻两个凸齿)之间的径向间隙，或者在暗室中进行透光检测，检测活塞环10的贴合状态。换言之，对活塞环10进行检测测量时，当活塞环10处于压紧状态时，可以用塞尺检测尺寸，或者进行透光检测，以此来查看圆周各处的接触情况。

参见图9，第一卡座1的第一自由端12或第二卡座2的第二自由端22可以设置有标尺5例如图中的滑动标尺(如，游标卡尺)，用于查看第二自由端22与第一自由端12的靠近程度，或者，可以查看第一卡座1与第二卡座2的闭合情况，可以测量第一卡座1的第一自由端12与第二卡座2的第二自由端22之间的距离。可以在游标卡尺第一卡座1的第一自由端12或第二卡座2的第二自由端22预留游标卡尺的安装位置。

测量过程中，可以将待测活塞环10浸泡在挤压油膜阻尼器100所用的滑油中，从而可以减少活塞环10与弹力检测装置20之间的摩擦，而且通过活塞环10浸油，使弹力检测装置20的检测条件与活塞环10实际装配条件更为接近，从而尽可能地模拟活塞环10的工作状态，实现更为准确的检测结果。然后，从滑油中取出活塞环10，放入弹力检测装置20中，如图5所示；然后利用连接于作用孔31的测力计3，拉至活塞环10的开口或者第一卡座1和第二卡座2接近于闭合状态，如图6所示，然后读取该状态下测力计的读数，从而可以测出活塞环10的弹力。另外，如果弹力检测装置20是垂直放置，可以根据第二卡座2的重量进行修正，如果是水平放置，则可以不考虑第二卡座2的影响。

上述弹力检测装置20可以适用于对航空发动机挤压油膜阻尼器的活塞环这种本身柔性较大的活塞环进行弹力检测，可以实线采用刚性检测工具来进行弹力测量，通过弹力检测装置20，可以尽可能地贴近挤压油膜阻尼器的活塞环的实际工况，使检测的弹力更接近于工作状态时的弹力。

需要理解，附图均仅作为示例，并非按照等比例的条件绘制，不应该以此作为对本实用新型实际要求的保护范围构成限制。此外，不同实施方式下的变换方式可以进行适当组合。

本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本实用新型权利要求所界定的保护范围之内。