1. 痛點問題
液壓往復密封作為航空液壓系統的關鍵基礎,其泄漏導致的液壓系統減能或失效,輕則影響航空裝備的完好率,重則造成飛行事故。關于往復密封的研究距今已有了80多年的歷史,現該技術的理論模型和實驗仿真等在低壓、低速工況下的研究已較為成熟。然而近幾年隨著主機裝配性能的不斷提高,往復密封的研究也要往保證高壓高速下密封性能和密封壽命的方向突破,高壓高速的嚴苛工況給往復密封技術提出了更高的要求。
往復密封技術是涉及材料學、機械學、力學、摩擦學及傳熱學等多個學科的綜合性密封技術,對于往復密封系統中的摩擦力和泄漏量等物理量的測量本身就有一定難度,在高壓高速的工況下測量的難度會更大;不僅如此,想要控制系統內的高壓,并且讓活塞桿有較穩定的高速運動,在實現上也有技術難度;另外,高壓高速的艱難工況會給密封系統帶來較為嚴重的溫升,由密封界面的摩擦導致的大量摩擦生熱,只能通過活塞桿和實驗缸體內的油液運走,所以對于這樣的高壓高溫系統,必須要設計合理的冷卻系統控制密封界面和實驗缸體內的溫度。
2. 解決方案
為了使實驗裝置能夠成功模擬高壓高速的惡劣工況,并解決在此工況下的測量難題,本發明提供一種高壓高速往復密封實驗測試平臺的方案和結構設計,整套實驗設備以實驗缸體為核心,配套提供高速往復運動的驅動裝置、進行系統降溫的冷卻裝置,并且將實驗缸體浮動式安裝以準確地測得密封圈摩擦力。
本發明通過組合偏心輪、導桿、直線軸承等傳動裝置,形成了曲柄滑塊機構,實現了活塞桿的往復高速運動,將直線軸承布置在缸體兩側,可以有效地平衡導桿傳遞給實驗桿的力矩,同時可以通過設計偏心輪的轉動慣量,平衡高速往復運動所帶來的慣性沖擊;將整個缸體浮動安裝,并用力傳感器將其與機架相連,實現了密封圈摩擦力的測量。
本技術所形成的試驗技術基本可全覆蓋國內所有液壓系統對密封試驗測試的需求,具有良好的應用前景。目標客戶,可以是密封生產單位,也可以是航空等密封用戶單位。
預計2-3年在航空、工程機械等液壓領域,以普通許可方式進行全面推廣。
與以往的往復試驗臺相比,本發明能夠提供穩定的高壓高速工況,并能準確測得密封圈摩擦力,給往復密封性能研究提供更為廣泛的實驗條件與實驗數據。
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