[发明专利]活塞环径向压力检测装置及其检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械测量技术领域，尤其涉及一种活塞环径向压力检测装置及其检测方法。

背景技术

活塞环是内燃机、空气压缩机等机器的关键零件，它安装在气缸的活塞上，起着密封、刮油、传热和支撑等作用。

活塞环的基本形态为一种有缺口的非圆形环，在工作的时候，其嵌套安装在活塞的环槽内形成正圆形，靠着自身形变产生的弹力与气缸壁紧密配合。活塞环在自由状态下的形态决定着气缸壁内的压力分布，并直接影响到内燃机功率、油耗、噪声、缸体寿命等性能，其加工精度是影响机器性能的重要因素。因而，在设计活塞环的自由形状的时候，首先需要在理论上确定适合活塞与气缸壁的最佳压力分布，然后计算出符合压力分布的自由形状。

然而，在实际生产中，加工出来的成品活塞环，在使用中并没有表现出应有的性能。这样的原因可能有两个，其一为由于加工精度不足，加工出来的活塞环的自由形状与理论形状不符，影响其工作性能；其二为设计有误。

这样，就需要必要的检测措施，检测活塞环的压力分布状况。如果压力分布与理论不符，则很可能是制造过程中的问题，可以根据具体问题，逐层检测，缩小范围，找出有问题的工序环节，并相应整改；如果压力分布正常，则很可能是设计失误，需要检查和修正设计。

目前，国内检测活塞环压力分布的技术比较落后，许多工厂采用让活塞环长时间工作来进行破坏性实验，这使产品设计周期大大加长，同时也增加了新产品的设计成本。另有使用如中国专利ZL90100553、ZL200820038515.0揭示的薄壁缸式测试装置，通过设置在薄壁侧的压力传感器测试活塞环的分布压力，这种结构的测试装置只能检测间断的，活塞环的不同点的压力值，而非活塞环位于气缸中的实际连续压力分布；并且受薄壁缸尺寸精度的影响，所测压力会有较大出入 。

因此，需要一种能够检测活塞环在气缸中的实际受压状态的活塞环径向压力检测装置。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提供一种能够检测活塞环在气缸中的实际受压状态的活塞环径向压力检测装置。

本发明的目的通过以下一种活塞环径向压力检测装置来实现：

一种活塞环径向压力检测装置包括：测量台；柔性元件，用于缠绕于活塞环的外周上并压缩所述活塞环；安装于测量台上的固定端，所述柔性元件一端连接于所述固定端上；安装于测量台上的调节端，所述柔性元件的另一端连接于所述调节端上，所述调节端可操作的带动柔性元件的所述另一端移动；夹具，用于可操作的夹持所述活塞环。

优选的，所述测量台上平行间隔设置有固定端滑轨和调节端滑轨，所述固定端可滑移的安装在所述固定端滑轨上，所述调节端可滑移的安装在所述调节端滑轨上。

优选的，所述调节端包括设置于调节端滑轨上的支座，所述支座上设置有垂直于调节端滑轨纵长方向设置的螺孔，螺孔中设有连接柔性元件的螺杆，所述螺杆上套装有螺母，所述螺母可操作的调节螺杆相对于螺孔沿自身纵长方向前后移动。

优选的，所述固定端包括设置于固定端滑轨上的固定端底座，可枢转的安装在固定端底座上的线盘，所述线盘用于供所述柔性元件缠绕安放。

优选的，所述固定端还包括可操作的相对固定端底座锁紧线盘的锁紧件，和可操作的相对线盘固定柔性元件的固定部。

优选的，所述夹具设置于固定端和调节端之间，包括底座，底座上设有安放活塞环的台面，位于底座的台面上方的压板和可操作的向底座的台面压紧压板的螺栓。

优选的，所述螺栓的压紧方向垂直于所述柔性元件的另一端的移动方向。

优选的，所述柔性元件为钢丝或钢带。

本发明还揭示了一种应用上述的活塞环径向压力检测装置的检测活塞环径向压力的方法，包括如下步骤：

首先，保持夹具松开，将活塞环安放在测量台上；

然后，将合适长度的柔性元件固定在固定端上；

然后，上紧所述固定端的锁紧件和固定部；

随后，将柔性元件绕在活塞环上再连接到调节端上，并确保所述柔性元件的未缠绕活塞环的位于所述调节端和固定端之间的露出部分呈一条和活塞环相切的直线；

随后，通过操作调节端，拉紧所述柔性元件，直到活塞环发生弹性形变到达工作时的位置；

再后，通过操作夹具将活塞环压紧在测量台上，并松开调节端，释放柔性元件；

最后，测量此时活塞环外周上的各个点的半径，进而得出活塞环径向压力分布。

本发明的有益效果主要体现在：通过使用工装夹具将活塞环压缩到实际工作状态，测量得到活塞环在工作时各个点的半径增量，进而得到活塞环的实际连续压力分布，检测结构准确、步骤简单。