本發(fā)明屬于動力裝置領域，具體涉及一種活塞環(huán)徑向剛度測試裝置。

背景技術：

為了滿足活塞環(huán)氣密性的要求，活塞環(huán)在安裝到缸套內時必定會有一定的徑向剛度。該活塞環(huán)徑向剛度的大小取決于活塞環(huán)張力，并且對活塞環(huán)的性能有很大的影響，并且對活塞環(huán)相關計算分析是一個非常重要的參數(shù)。因此對活塞環(huán)徑向剛度測試有著重要的工程意義。

公告號cn102374931a的專利提供了一種關于活塞環(huán)張力的測量裝置，該裝置通過一端固定在支架上的鋼帶纏繞在活塞環(huán)上，通過鋼帶的牽拉使活塞環(huán)收縮使其間隙等于活塞在實際缸套中的間隙，進而通過測得繩子上的拉力得到活塞環(huán)的張力，但繩子給活塞環(huán)的摩擦力將會影響到測試結果的精度。在公告號為cn201066316y的專利中，將鋼帶和振動機構相連，通過鋼帶的振動盡可能的減小了繩子和環(huán)間的摩擦力，但是影響依然存在。而且目前的活塞環(huán)測試裝置基本上適用于等壓環(huán)，無法用于非等壓環(huán)的測試。此外，當活塞環(huán)在應用于不同的缸套的時候，環(huán)的閉合程度也會產(chǎn)生相應的變化，在活塞環(huán)徑向剛度測定時需要考慮活塞環(huán)間隙變化。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種精度更高的活塞環(huán)徑向剛度測試裝置。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，包括：固定平臺、旋轉臺和測試組件；所述的測試組件包括拉簧、頂柱、壓力傳感器和剛性繩；

固定平臺固定于水平基礎底座上；固定平臺中部有環(huán)形凹坑；凹坑的圓心位置為圓形空心并安裝有旋轉臺；旋轉臺包括內螺紋管、旋鈕和螺柱，螺柱安裝于內螺紋管內，螺柱上有旋鈕；沿凹坑的圓周方向有滑槽，滑槽內安裝測試組件；頂柱的一側由拉簧連接至滑槽側壁，頂柱的另一側有與壓力傳感器匹配的凹槽，用于安裝壓力傳感器；壓力傳感器抵住活塞環(huán)外側；頂柱上下兩端分別有凸臺；剛性繩的一端纏繞在凸臺上，剛性繩的另一端纏繞于螺柱上；

本發(fā)明還可以包括：

1.所述的滑槽在活塞環(huán)徑向成對分布，滑槽有3～5對。

2.所述頂柱橫截面為工字型且與固定平臺之間有間隙。

3.所述內螺紋管的上臺面有刻度尺。

本發(fā)明具有如下有益效果：

1、本發(fā)明方法頂柱部分不與固定平臺接觸，避免了傳統(tǒng)方法中通過鋼帶纏繞擠壓環(huán)測試活塞環(huán)張力時摩擦力的影響。

2、每次可以測試周向若干個點隨活塞環(huán)開口間隙變化的徑向剛度，通過旋轉活塞環(huán)可以改變活塞環(huán)的周向的測點，測試操作簡單，效率高。

3、該裝置不僅適用于等壓環(huán)還適用于非等壓環(huán)，并且可根據(jù)實際環(huán)安裝于缸套中的開口間隙得到相應的張力，實用性高。

附圖說明

圖1為俯視結構示意圖；

圖2為滑槽主視結構示意圖；

圖3為頂柱的剖視結構示意圖；

圖4為徑向剛度曲線效果圖。

具體實施方式

下面結合附圖對該裝置進行具體的說明。

如圖1所示，一種活塞環(huán)6徑向剛度測試裝置，包括：固定平臺1、旋轉臺和測試組件；所述的測試組件包括拉簧2、頂柱3、壓力傳感器5和剛性繩4，如圖2所示；旋轉臺包括旋鈕7和螺柱8；

固定平臺1固定于水平基礎底座上；固定平臺1中部有環(huán)形凹坑；凹坑的圓心位置為圓形空心并安裝有旋轉臺，旋轉臺包括內螺紋管12、旋鈕7和螺柱8，螺柱8安裝于內螺紋管12內，螺柱8上有旋鈕7；沿凹坑的圓周方向有滑槽10，滑槽10內安裝測試組件；滑槽10側壁與頂柱3一側由拉簧2連接，頂柱3的另一側有與壓力傳感器5匹配的凹槽，用于安裝壓力傳感器5；壓力傳感器5抵住活塞環(huán)6外側；頂柱3上下兩端分別有凸臺；剛性繩4的一端纏繞凸臺上，剛性繩4的另一端纏繞于螺柱8上；

所述頂柱3橫截面為工字型且與固定平臺1之間有間隙。

所述內螺紋管的上臺面有刻度尺11。

將固定平臺1，通過固定孔9將其剛性固定在基礎上并保持平臺的上下表面水平。將若干頂柱3放置于沿平臺周向分布的滑槽10中，并且通過拉簧2將頂柱3與固定平臺1連接。通過兩根剛性繩4穿過內螺紋管12的通線孔分別將頂柱3的上下表面和位于中心的螺柱8剛性連接，然后在頂柱3前面剛性安裝壓力傳感器5。且將該壓力傳感器5和和活塞環(huán)6進行剛性接觸。按照以上的安裝方式分別在平臺的滑槽10中進行相應的安裝。所述的滑槽10在活塞環(huán)6徑向成對分布，滑槽10有3～5對。

通過具有一定的厚度的方形鋼板上的邊緣處的通孔將測試平臺剛性固定在基礎上，并且保持測試平臺的上表面水平。在板中間挖出一個環(huán)形的凹坑，且在圓周方向開出向外的矩形截面滑槽10。取一工字鋼作為頂柱3插入滑槽10，使滑槽10的底部通過拉簧2和工字鋼連接。工字鋼結構如圖3所示。在工字鋼的截面上開出一個合適的槽，將該槽安裝上壓力傳感器5進而擠壓活塞環(huán)6。壓力傳感器5在與環(huán)接觸部位做一個弧形面的工裝和環(huán)能夠盡量貼合。

在工字鋼末端的上下表面做兩個凸臺，在凸臺上纏繞剛性繩4，使繩子的另一端和中心的旋轉臺相連接。根據(jù)被測的環(huán)選擇剛度合適的剛性繩4，通過旋轉中心的旋鈕7纏繞繩子，進而拉動頂柱3使壓力傳感器5壓縮活塞環(huán)6，根據(jù)中心旋鈕7的角度和壓力傳感器5的示數(shù)經(jīng)過計算即可得到相應的活塞環(huán)6的徑向剛度。

具體操作方式為：內螺紋管12安裝在固定平臺1上，通過旋轉臺中心的旋鈕7可以進行轉動，旋鈕7帶動螺柱8旋轉，在內螺紋管12的上臺面上有環(huán)形刻度尺11。根據(jù)螺柱8旋轉的角度和螺紋的螺距可以精確的測量活塞環(huán)6與壓力傳感器的接觸點的徑向位移，通過壓力傳感器可以測試得到各周向測試點的壓力。

首先進行對中間旋鈕進行調零，當活塞環(huán)處于自由狀態(tài)的時候，使壓力傳感器剛剛接觸到活塞環(huán)此時中心旋鈕的指針對應刻度尺11的0刻度。通過微量旋轉中心旋鈕7分別記錄第一次的徑向壓力f1，徑向位移x1，然后旋轉旋鈕7得到下一次的徑向壓力f2，徑向位移x2。然后可以近似的得到活塞環(huán)開口間隙為x時的活塞環(huán)在周向某測試點的徑向剛度值為k。由于活塞環(huán)可以近似為一個圓形，且環(huán)開口間隙很小，所以可以將活塞環(huán)的間隙的玄長近似為對應的弧長。活塞環(huán)處于自由狀態(tài)時的開口間隙為δ其中各量的計算參考公式1和公式2。

x＝δ-2π(x2-x1)(2)

依次進行多次測試即可得到活塞環(huán)隨開口間隙變化時不同的剛度值進而得到該測點的徑向剛度曲線。同理可以得到其他測點的剛度曲線，還可以將活塞環(huán)繞中心旋轉對下一組各測點進行測試。得到的剛度曲線效果圖如圖4所示。

為了克服現(xiàn)有裝置的缺陷，得到更加準確的活塞環(huán)6周向各位置的張力進而得到徑向的剛度。本發(fā)明裝置通過對環(huán)進行中心壓縮，直接測試環(huán)外側擠壓力與環(huán)周向各點的徑向收縮的位移，進而得到活塞環(huán)6的徑向剛度曲線。同時，通過活塞環(huán)6在測試平臺上周向的旋轉可以改變環(huán)上相應的測點位置，具有很高的測試精度和測試效率。

以上結合附圖對實施方式進行了具體說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施方式，該領域的技術人員可以在不違背該發(fā)明的宗旨下采用其他的實施方式。