專利名稱：發(fā)動(dòng)機(jī)氣門與座圈磨損試驗(yàn)臺(tái)用電磁感應(yīng)溫度場模擬裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，具體涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)氣門與座圈磨損試驗(yàn)臺(tái)用電磁感應(yīng)溫度場模擬裝置。
背景技術(shù)：
氣門與座圈是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要摩擦副之一，氣門與座圈的運(yùn)行壽命與可靠性在某種程度上決定了發(fā)動(dòng)機(jī)的工作性能、服役壽命與輸出功率。近年來，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)，特別是柴油機(jī)的功率與可靠性要求的提高，對(duì)氣門與座圈這對(duì)摩擦副的要求也相應(yīng)提高了。目前，有關(guān)氣門與座圈摩擦磨損試驗(yàn)系統(tǒng)的溫度場模擬，國內(nèi)外僅采用電阻絲加熱和燃?xì)鈬娚鋬煞N實(shí)現(xiàn)方式。電阻絲加熱可以提供穩(wěn)定的溫度場且可控性較好，但是，座圈周圍位置上爐腔徑向和軸向電阻絲的分配實(shí)現(xiàn)難度較大，且電阻絲接口處易腐蝕斷裂，因此，電阻絲電熱具有體積大、壽命短、可觀性差等缺點(diǎn)；燃?xì)鈬娚浼訜犭m然可以達(dá)到溫度模擬和氣氛腐蝕雙重目的，但敞開式燃?xì)鈬娚浼訜岱€(wěn)定性差，加熱不均勻，控溫難，且對(duì)試驗(yàn)室環(huán)境污染較大。更為重要的是，采用電阻絲加熱和燃?xì)鈬娚渚y實(shí)現(xiàn)非接觸的測溫控制，多輪次加熱工件測溫點(diǎn)的熱電偶布置和密封也將是實(shí)現(xiàn)溫度場模擬的一個(gè)難點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服上述不足，提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)氣門與座圈磨損試驗(yàn)臺(tái)用電磁感應(yīng)溫度場模擬裝置，該模擬裝置體積小，壽命長，可觀性好，能夠?qū)崿F(xiàn)非接觸的測溫控制，加熱穩(wěn)定性好，加熱均勻，且減少了對(duì)實(shí)驗(yàn)室的污染。本發(fā)明的技術(shù)方案一種發(fā)動(dòng)機(jī)氣門與座圈磨損試驗(yàn)臺(tái)用電磁感應(yīng)溫度場模擬裝置，它包括氣門、座圈、支架、紅外感應(yīng)器、銅管感應(yīng)器、溫控儀、電磁電路裝置、冷卻裝置和試驗(yàn)臺(tái)架，氣門設(shè)置在試驗(yàn)臺(tái)架上，座圈設(shè)置在氣門外，銅管感應(yīng)器與座圈同軸設(shè)置且其底面高出座圈頂面5mm，銅管感應(yīng)器與電磁電路裝置連接，紅外感應(yīng)器通過支架設(shè)置在試驗(yàn)臺(tái)架上，紅外感應(yīng)器與溫控儀連接，溫控儀與電磁電路裝置連接，電磁電路裝置與冷卻裝置連接。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果1、電磁感應(yīng)加熱針對(duì)性強(qiáng)，
不管是電阻絲加熱還是采用燃?xì)鈬娚?，均是把加熱工件大范圍的包含在溫度場?nèi)，這樣不希望被加熱的工件部分同樣被加熱，熱負(fù)荷較大。而本發(fā)明電磁感應(yīng)加熱可以根據(jù)工件被加熱面的形狀制定出特殊的感應(yīng)器形狀，再通過感應(yīng)器的安裝位置來控制交流磁力線在工件加熱面的定位分布，以此實(shí)現(xiàn)加熱的針對(duì)性，熱負(fù)荷較小。2、電磁感應(yīng)加熱效率高、 能耗小且無污染，電磁感應(yīng)加熱是通過感應(yīng)器的高頻電流產(chǎn)生交變磁場，磁場中的工件內(nèi)部產(chǎn)生渦電流，以此達(dá)到被加熱的目的。一般地，加熱器通上高頻電流后，適當(dāng)功率下數(shù)秒鐘即可加熱到預(yù)設(shè)的溫度，然后保持在間歇工作的狀態(tài)，功率控制在IKW左右。這一點(diǎn)就解決了電阻絲加熱慢、能耗大和燃?xì)鈬娚湮廴敬蟮膯栴}。3、電磁感應(yīng)加熱便捷、測溫靈活、可觀性好，采用電磁感應(yīng)加熱，只要保證合適的感應(yīng)器形狀和安放位置，送上高頻電流即可實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的定位加熱。測溫采用非接觸紅外測溫，測溫靈活。加熱系統(tǒng)工作時(shí)，除對(duì)感應(yīng)器冷卻外無需其它輔助系統(tǒng)，工件也無需密閉保護(hù)，可觀性好。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明中紅外感應(yīng)器的結(jié)構(gòu)框圖； 圖3是本發(fā)明中冷卻裝置的冷卻管路控制示意圖。
具體實(shí)施例方式一種發(fā)動(dòng)機(jī)氣門與座圈磨損試驗(yàn)臺(tái)用電磁感應(yīng)溫度場模擬裝置，如圖1所示，它包括氣門1、座圈2、支架3、紅外感應(yīng)器4、銅管感應(yīng)器5、溫控儀6、電磁電路裝置7、冷卻裝置8和試驗(yàn)臺(tái)架9，氣門1設(shè)置在試驗(yàn)臺(tái)架9上，座圈2設(shè)置在氣門1外，銅管感應(yīng)器5與座圈2同軸設(shè)置且其底面高出座圈2頂面5mm，銅管感應(yīng)器5與電磁電路裝置7連接，紅外感應(yīng)器4通過支架3設(shè)置在試驗(yàn)臺(tái)架9上，紅外感應(yīng)器4與溫控儀6連接，溫控儀6與電磁電路裝置7連接，電磁電路裝置7與冷卻裝置8連接。打開加熱電路的冷卻裝置8和溫控儀 6，調(diào)節(jié)紅外感應(yīng)器4到預(yù)測溫度位置，并通過溫控儀設(shè)置溫度場的上限和下限。等冷卻和溫控程序參數(shù)設(shè)置完畢后啟動(dòng)電磁電路，加熱開始。數(shù)秒后，溫控儀表顯示已加熱到預(yù)設(shè)溫度范圍，然后，電磁電路就保持在間歇工作的狀態(tài)，直至整個(gè)試驗(yàn)結(jié)束。在整個(gè)加熱過程中， 如果出現(xiàn)電路電壓、電流或冷卻水溫、水壓、流量異常，電磁電路將啟動(dòng)自我保護(hù)裝置，停止工作。紅外測溫工作過程
考慮到氣門與座圈的高溫、氣門運(yùn)動(dòng)及多輪次匹配時(shí)熱電偶布置難的問題，本加熱系統(tǒng)采用非接觸的HR紅外測溫儀，實(shí)現(xiàn)安全、快速、可靠地測溫，整個(gè)紅外測溫系統(tǒng)見圖2。 紅外感應(yīng)器由鏡頭、濾光片、光電傳感器、瞄準(zhǔn)激光器和電路處理單元五部分組成，光學(xué)鏡頭將被測物體的紅外輻射能量接受進(jìn)來，經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換后，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，再經(jīng)過微處理器進(jìn)行數(shù)字化、存儲(chǔ)和線性化等處理，輸出與溫度值對(duì)應(yīng)的電壓或電流信號(hào)。為了得到準(zhǔn)確的測溫?cái)?shù)值，一方面，在確定被測物體的發(fā)射率的同時(shí)，還要保證感應(yīng)器對(duì)準(zhǔn)被測物體的角度不超過30° ；另一方面，試驗(yàn)前務(wù)必通過接觸式熱電偶測溫系統(tǒng)進(jìn)行溫度標(biāo)定，本加熱系統(tǒng)是通過美國進(jìn)口的DDK40測溫模塊進(jìn)行測溫標(biāo)定。冷卻水工作過程
采用電磁感應(yīng)加熱系統(tǒng)，感應(yīng)器的冷卻是非常重要的，對(duì)冷卻水的溫度、壓力、流量、水質(zhì)等都有一定的要求，本加熱系統(tǒng)的冷卻管路控制示意圖見圖3。循環(huán)水壓力和流量的控制由調(diào)節(jié)水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速和出口閥門開度實(shí)現(xiàn)，壓力調(diào)節(jié)范圍0. 1 0. 3MPa，控制精度士 lkPa， 流量控制范圍2 20m3/h，控制精度士0. 5m3/h ；循環(huán)水溫度控制由水箱溫控儀控制補(bǔ)水開關(guān)實(shí)現(xiàn)，設(shè)定溫控儀控制溫度上限，當(dāng)循環(huán)水溫度高于溫度上限時(shí)，補(bǔ)水電磁閥打開，水箱開始加入冷水，溫度控制范圍為室溫0 90°C，控制溫度精度士2°C。
權(quán)利要求
1. 一種發(fā)動(dòng)機(jī)氣門與座圈磨損試驗(yàn)臺(tái)用電磁感應(yīng)溫度場模擬裝置，它包括氣門(1)、 座圈(2)、支架(3)、紅外感應(yīng)器(4)、銅管感應(yīng)器(5)、溫控儀(6)、電磁電路裝置(7)、冷卻裝置(8)和試驗(yàn)臺(tái)架(9)，其特征是氣門(1)設(shè)置在試驗(yàn)臺(tái)架(9)上，座圈(2)設(shè)置在氣門 (1)外，銅管感應(yīng)器(5)與座圈(2)同軸設(shè)置且其底面高出座圈(2)頂面5mm，銅管感應(yīng)器 (5 )與電磁電路裝置(7 )連接，紅外感應(yīng)器(4 )通過支架(3 )設(shè)置在試驗(yàn)臺(tái)架(9 )上，紅外感應(yīng)器(4)與溫控儀(6 )連接，溫控儀(6 )與電磁電路裝置(7 )連接，電磁電路裝置(7 )與冷卻裝置(8)連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)氣門與座圈磨損試驗(yàn)臺(tái)用電磁感應(yīng)溫度場模擬裝置，氣門(1)設(shè)置在試驗(yàn)臺(tái)架(9)上，座圈(2)設(shè)置在氣門(1)外，銅管感應(yīng)器(5)與座圈(2)同軸設(shè)置且其底面高出座圈(2)頂面5mm，銅管感應(yīng)器(5)與電磁電路裝置(7)連接，紅外感應(yīng)器(4)通過支架(3)設(shè)置在試驗(yàn)臺(tái)架(9)上，紅外感應(yīng)器(4)與溫控儀(6)連接，溫控儀(6)與電磁電路裝置(7)連接，電磁電路裝置(7)與冷卻裝置(8)連接。本發(fā)明體積小，壽命長，可觀性好，能夠?qū)崿F(xiàn)非接觸的測溫控制，加熱穩(wěn)定性好，加熱均勻，加熱的針對(duì)性高，熱負(fù)荷較小，減少了對(duì)實(shí)驗(yàn)室的污染。
文檔編號(hào)G01N3/56GK102410964SQ20111024883
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月27日
發(fā)明者孔冰, 彭海雄, 王小慧, 王根全, 陳闖 申請(qǐng)人:中國兵器工業(yè)集團(tuán)第七○研究所