活塞工况模拟试验装置及方法与流程

1.本发明属于试验测试技术领域，尤其涉及一种活塞工况模拟试验装置及方法。


背景技术：

2.混凝土泵车在施工时，主要依靠活塞在砼缸内的往复运动，将混凝土推送至输送管内。活塞是混凝土泵送设备的关键易损部件，也是高频易损件，它的工作环境十分恶劣，通常需要在高温、高压、高砂等恶劣复杂的条件下长时间持续往复运动。目前，活塞寿命主要是通过装车考核得到，但各考核车辆的活塞使用工况不一致，活塞与砼缸运动工况的复杂性给活塞寿命评估带来了极大挑战，导致活塞寿命评估不准确，无法对活塞的失效进行提前预估。
3.而现有活塞寿命评估试验装置无法准确的模拟活塞的实际运行工况，以致对活塞寿命的评估并不准确。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的是提出一种活塞工况模拟试验装置及方法，旨在解决或至少部分解决现有技术无法准确模拟活塞的实际运行工况，以致活塞的寿命评估不准确的技术问题。
5.为了实现上述目的，本发明提供一种活塞工况模拟试验装置，其中，活塞工况模拟试验装置包括：
6.活塞夹持机构，用于夹持活塞样品并能够沿第一方向线性往复移动；
7.试验底座，包括设有沿第一方向延伸的线型滑槽的试验轨道，线型滑槽内能够固定放置管道样品并灌注试验介质；
8.推力加载机构，能够驱动试验底座沿第二方向朝向或远离活塞夹持机构移动，以使活塞样品的底面与管道样品贴合并施加垂直于贴合面的载荷压力，第二方向和第一方向相交；以及
9.检测机构，用于检测活塞样品的磨损量，以及活塞样品和管道样品之间的滑动摩擦力。
10.在本发明实施例中，试验底座还包括底座本体，底座本体开设有用于盛放试验介质的介质储存槽，试验轨道安装于介质储存槽的底壁并开设有介质流通孔，线型滑槽通过介质流通孔与介质储存槽连通。
11.在本发明实施例中，试验底座还包括分别沿第三方向布置的两个分隔板，分隔板连接于试验轨道的外周壁和介质储存槽的内侧壁之间，且将介质储存槽分为两个互不连通的容纳腔，介质流通孔的数量为多个且分别开设于试验轨道在第一方向上的两端；
12.其中，第三方向与第二方向和第一方向均相交。
13.在本发明实施例中，试验底座还包括对底座本体加热的加热管，加热管贯穿底座本体，加热管的接口外露于底座本体的外周并用于外接外部加热装置。
14.在本发明实施例中，活塞工况模拟试验装置还包括安装架，活塞夹持机构包括：
15.夹持器，从外周夹持活塞样品；和
16.直线驱动组件，安装于安装架的顶部并与夹持器固定连接，直线驱动组件能够控制活塞样品往复滑动的距离和频率。
17.在本发明实施例中，直线驱动组件包括滑轨、滑台以及用于驱动滑台沿滑轨线性往复滑动的驱动件，滑轨沿第一方向安装于安装架的顶部，滑台与滑轨滑动连接，且底部安装有夹持器。
18.在本发明实施例中，推力加载机构的顶端与试验底座连接并在连接处设有压力传感器，压力传感器能够测量推力加载机构与试验底座之间的压力。
19.在本发明实施例中，活塞工况模拟试验装置还包括升降辅助架和多个导向柱，导向柱沿第二方向延伸且固定安装在安装架上，升降辅助架与试验底座固定连接并能够沿多个导向柱导向滑动。
20.在本发明实施例中，检测机构包括位移传感器和摩擦力传感器，位移传感器能够测量试验底座的位移并检测活塞样品的磨损量，摩擦力传感器用于测量活塞样品和管道样品之间的滑动摩擦力。
21.在本发明实施例中，活塞工况模拟试验装置还包括用于滴油润滑活塞样品的滴油器，滴油器的滴油速率和滴油量能够调节。
22.在本发明实施例中，还提出一种活塞工况模拟试验方法，应用于如上所述的活塞工况模拟试验装置中，活塞工况模拟试验方法包括：
23.步骤s10：制备活塞样品和管道样品；
24.步骤s20：将活塞样品和管道样品分别安装于活塞夹持机构和试验底座内；
25.步骤s30：往试验底座内灌注试验介质；
26.步骤s40：通过推力加载机构推动试验底座沿第二方向朝向活塞夹持机构移动，以使活塞样品的底面与管道样品贴合；
27.步骤s50：通过活塞夹持机构驱动活塞样品沿第一方向线性往复移动，以使活塞样品的底面与管道样品之间往复滑动摩擦并模拟活塞运行工况；
28.步骤s60：改变试验参数以模拟活塞不同的运行工况。
29.在本发明实施例中，步骤s10包括：
30.沿活塞的轴线截取第一预设宽度的样品即为活塞样品，沿管道的轴线截取第二预设宽度的样品即为管道样品。
31.在本发明实施例中，步骤s30和步骤s40之间还包括步骤：
32.打开加热管将试验底座加热至预设温度。
33.在本发明实施例中，步骤s50之前还包括步骤：
34.打开滴油器并按照预设滴油速率和预设滴油量对活塞样品滴油。
35.通过上述技术方案，本发明实施例所提供的活塞工况模拟试验装置具有如下的有益效果：
36.本发明中的活塞工况模拟试验装置能够模拟活塞的工作状态，通过检测机构检测活塞样品的磨损量及磨损高度，实现不同工况下活塞寿命的快速化评估，进而能够对活塞进入失效状态进行提前预警，避免泵送过程中活塞失效，导致必须更换活塞而产生堵管的
风险。同时，本发明通过活塞夹持机构的驱动使活塞样品在灌注试验介质的线型滑槽内部进行往复运动，实现活塞泵送过程中推送物料的模拟，而且活塞样品的往复运行稳定、可靠，活塞样品和管道样品之间形成的密封的贴合面，实现了对活塞密封装配状态的模拟。本发明的活塞工况模拟试验装置通过对活塞的实际运行工况进行准确的模拟，更好的在试验中反应了活塞的磨损数据，提高了对活塞寿命评估的准确性，极大的帮助了工作人员规避泵送过程中由于活塞失效造成的风险。
37.本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
38.附图是用来提供对本发明的理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
39.图1是根据本发明一实施例中活塞工况模拟试验装置的结构示意图；
40.图2是根据本发明一实施例中试验底座的结构示意图；
41.图3是根据本发明一实施例中活塞上截取活塞样品的取样示意图；
42.图4是根据本发明一实施例中管道上截取管道样品的取样示意图；
43.图5是根据本发明一实施例中活塞样品的安装结构示意图；
44.图6是根据本发明一实施例中活塞工况模拟试验方法的流程示意图。
45.附图标记说明
46.标号名称标号名称10活塞样品25加热管21试验底座40安装架20管道样品11夹持器221线型滑槽43滴油器22试验轨道13滑轨30推力加载机构14滑台23底座本体15驱动件231介质储存槽31压力传感器222介质流通孔41升降辅助架24分隔板42导向柱51位移传感器52摩擦力传感器
具体实施方式
47.以下结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
48.下面参考附图描述根据本发明的活塞工况模拟试验装置。
49.在以下对本发明的描述中，第一方向是指图1和图2中的左右方向，第二方向为上下方向，第三方向为前后方向。
50.如图1所示，在本发明的实施例中，提供一种活塞工况模拟试验装置，其中，活塞工况模拟试验装置包括活塞夹持机构、试验底座21、推力加载机构30和检测机构。活塞夹持机
构用于夹持活塞样品10并能够沿左右方向线性往复移动，试验底座21包括设有沿左右方向延伸的线型滑槽221的试验轨道22，线型滑槽221内能够固定放置管道样品20并灌注试验介质，推力加载机构30能够驱动试验底座21沿上下方向朝向或远离活塞夹持机构移动，以使活塞样品10的底面与管道样品20贴合并施加垂直于贴合面的载荷压力，上下方向和左右方向相交，检测机构用于检测活塞样品10的磨损量，以及活塞样品10和管道样品20之间的滑动摩擦力。
51.在进行活塞工况模拟试验时，首先需要从活塞和砼缸管道上分别取下适宜大小的活塞样品10和管道样品20，再将活塞样品10安装至夹持机构上，并将管道样品20以平铺的方式固定安装在线型滑槽221的底壁上，以使线型滑槽221的底壁覆盖一层用于摩擦试验的管道样品20；管道样品20安装完毕之后即可往线型滑槽221内灌注混凝土、水等试验介质，以模仿活塞在不同的介质下的工作环境；然后通过推力加载机构30推动试验底座21沿上下方向朝向活塞夹持机构移动，以使活塞样品10嵌入线型滑槽221中并使活塞样品10的底面与管道样品20贴合；之后便可通过活塞夹持机构控制活塞样品10沿左右方向线性往复移动，从而不断的使得活塞样品10的底面与管道样品20产生滑动摩擦，以模拟活塞在砼缸管道内往复运动并产生滑动磨损的效果。在此过程中，检测机构一直对活塞样品10的磨损量，以及活塞样品10与管道样品20之间的滑动摩擦力保持检测监控。
52.本发明中的活塞工况模拟试验装置能够模拟活塞的工作状态，通过检测机构检测活塞样品10的磨损量及磨损高度，实现不同工况下活塞寿命的快速化评估，进而能够对活塞进入失效状态进行提前预警，避免泵送过程中活塞失效，导致必须更换活塞而产生堵管的风险。同时，本发明通过活塞夹持机构的驱动使活塞样品10在灌注试验介质的线型滑槽221内部进行往复运动，以模拟活塞泵送过程中推送物料的过程，而且活塞样品10的往复运行稳定、可靠，活塞样品10和管道样品20之间形成的密封的贴合面，实现了对活塞密封装配状态的模拟。本发明的活塞工况模拟试验装置对活塞的实际运行工况进行了准确的模拟，更好的在试验中反应了活塞的磨损数据，提高了对活塞寿命评估的准确性，极大的帮助了工作人员规避泵送过程中由于活塞失效造成的风险。
53.其中，由于活塞在砼缸管道内运动的实际工况中，活塞的磨损来自于活塞外壁与砼缸管道内壁的摩擦，为了还原活塞实际的摩损效果，需要在活塞样品10和管道样品20的安装时，保证活塞样品10的外壁面面向管道样品20，管道样品20的内壁面面向活塞样品10，从而能使活塞样品10嵌入线型滑槽221内之后活塞样品10的外壁与管道样品20的内壁贴合，以此来模拟实际工况中活塞外壁与砼缸管道内壁的摩擦效果。
54.此外，由于活塞与砼缸管道之间一般为过盈配合，所以活塞外壁的半径要大于砼缸管道内壁的外径，进而在进行滑动摩擦之前，活塞样品10的外径要大于管道样品20的内径；在活塞夹持机构驱动活塞样品10进行滑动摩擦的过程中，活塞样品10从外壁开始不断的磨损、外径不断减小，当活塞外径减小至与管道样品20的内径相同时，视为活塞样品10进入了失效状态。本技术通过记录试验工况中活塞样品10进入失效状态所需的时间，能够对实际工况中活塞进入失效状态的时间进行提前预估，避免泵送过程中活塞失效，导致必须更换活塞而产生堵管的风险。
55.进一步的，为了更精确的对活塞失效时间进行预估，可以将试验工况与实际工况中活塞进入失效状态的时间进行对比，建立参数联系，如：h0＝h1×
m，此处m为试验系数、实
际工况失效时间为h0、试验工况失效时间为h1，之后对活塞失效时间进行测算时，可以利用已有的试验系数m的值和试验工况失效时间h1来精算实际工况失效时间h0，达到更精准的估算效果。
56.在本发明实施例中，如图2所示，试验底座21还包括底座本体23，底座本体23开设有用于盛放试验介质的介质储存槽231，试验轨道22安装于介质储存槽231的底壁并开设有介质流通孔222，线型滑槽221通过介质流通孔222与介质储存槽231连通，试验介质通过不同的介质流通孔222流出或流入线型滑槽221以实现活塞泵送过程中吸料工况和送料工况的模拟。其中，当活塞样品10在线型滑槽221内往复运动时，线型滑槽221两侧的容积大小不断变化，造成线型滑槽221两侧的试验介质的液面高度不断变化。基于此，本发明中的介质储存槽231与线型滑槽221组成内外双层的介质储存结构，介质储存槽231为线型滑槽221承担了存储试验介质的容积压力，使试验介质的液面振动变化大幅降低，有利于保持设备运行的稳定性。
57.除此之外，为了让活塞样品10在更多更复杂的试验介质条件下模拟试验，试验底座21还包括分别沿前后方向布置的两个分隔板24，分隔板24连接于试验轨道22的外周壁和介质储存槽231的内侧壁之间，且将介质储存槽231分为两个互不连通的容纳腔，介质流通孔222的数量为多个且分别开设于试验轨道22在左右方向上的两端。工作人员可以在介质储存槽231的两个不同的容纳腔中分别加入不同的试验介质，两种不同的试验介质分别通过试验轨道22的两端的不同的介质流通孔222进入线型滑槽221的两侧，并由活塞样品10分隔开来，从而使活塞样品10在左右方向的两侧面分别处于不同试验介质中。其中，试验介质可以为水、锂基脂、水和锂基酯的共混物、混凝土等材料，而且活塞样品10两侧的介质可以一样，也可以不一样。
58.需要注意的是，活塞样品10在线型滑槽221中滑动时需要与线型滑槽221的内侧壁保持贴合，以防止活塞样品10两侧不同的试验介质接触混合，所以在活塞上截取活塞样品10时需要根据线型滑槽221的宽度进行活塞样品10大小的把控。同时，为了保证试验效果，线型滑槽221内的试验介质的液面需要高于活塞样品10的高度，但为了保证两侧试验介质不混合，如图1和图5所示，活塞样品通过夹持器11夹装在活塞夹持机构上，使活塞样品10上端的夹持器11与线型滑槽221的内侧壁保持贴合，便能起到隔绝两侧试验介质的作用。具体的，夹持器11为外周环形爪形结构，且内部形成空腔，在夹持时，夹持器11的环形爪形结构从外周夹持并固定活塞样品10，并且夹持器11在前后方向的两外侧壁与线型滑槽221的两内侧壁保持贴合。
59.活塞工况模拟试验装置还包括安装架40，活塞夹持机构还包括直线驱动组件，直线驱动组件安装于安装架40的顶部并与夹持器11固定连接。直线驱动组件能够通过控制夹持器11和活塞样品10往复滑动的距离和频率，以灵活进行不同混凝土泵送工况的模拟，优选的，活塞样品10的往复频率范围在0～5hz，行程在0～500mm范围内可调。
60.其中，直线驱动组件包括滑轨13、滑台14以及用于驱动滑台14沿滑轨13线性往复滑动的驱动件15，滑轨13沿左右方向安装于安装架40的顶部，滑台14与滑轨13滑动连接，且滑台14的底部安装有夹持器11。如图1所示，滑轨13优选为两条且滑台14在两条间隔平行的滑轨13上滑动，设置两条滑轨13能够保证滑台14滑动的稳定性，在滑台14和夹持器11往复移动的过程中减少震动，保证了活塞试验过程中试样的稳定性，以进一步实现对活塞往复
移动的精确模拟。
61.进一步地，驱动件15优选为现有技术中的旋转丝杆加伺服电机配合的驱动模式，这种驱动模式精度高、耐用性好、可靠性性高，与本发明技术方案的工况高度吻合，可以完美适配的作为驱动件15应用于本发明中，但是本发明的适用范围不限于此，还可以为直线电机、蜗轮蜗杆、电缸、油缸等其他的驱动件15。
62.在本发明实施例中，推力加载机构30的顶端与试验底座21连接并在连接处设有压力传感器31，压力传感器31能够测量推力加载机构30与试验底座21之间的压力，进而能够推算出活塞样品10和管道样品20在上下方向上的正压力。推力加载机构30还可通过设定不同的位移高度或推力载荷值进行试验底座21的升降，推力载荷值在0～5000n可调。
63.以上结合附图1详细描述了本发明中的活塞夹持机构和推力加载机构30的结构和安装方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
64.在本发明实施例中，试验底座21还包括对底座本体23加热的加热管25，加热管25贯穿底座本体23，加热管25的接口外露于底座本体23的外周并用于外接外部加热装置。加热管25可提供试验所需温度，并可内设测温电偶，用于实现0～100℃的试验温度的精准测量和控制，测控温度的精度在
±
0.5℃以内，还可进行温度设置及记录。其中，本发明对于加热管25外接的外部加热装置并不做限定，常见的电阻加热、电磁加热、红外线加热等加热装置均可适用于本发明中。
65.在本发明实施例中，如图1所示，活塞工况模拟试验装置还包括升降辅助架41和多个导向柱42，导向柱42沿上下方向延伸且固定安装在安装架40上，升降辅助架41与试验底座21固定连接并能够沿多个导向柱42导向滑动；这样，多个导向柱42能够保证升降辅助架41在上下滑动的过程中保持水平方向稳定，避免了升降辅助架41的震动，而试验底座21通过与升降辅助架41的固定连接，也提高了工作中的稳定性和抗震性，有效保证了活塞工况模拟的准确性和稳定性。
66.在本发明实施例中，检测机构包括位移传感器51和摩擦力传感器52，位移传感器51安装在安装架40上，且能够测量试验底座21的位移并检测活塞样品10的磨损量，具体地，推力加载机构30从下方对试验底座21施加恒定推力载荷时，随着活塞样品10的磨损，试验底座21会不断的上移，且上移的距离等于活塞样品10磨损的厚度，因此，试验底座21的位移量能够反映出活塞样品10的磨损量。摩擦力传感器52安装在夹持器11上并能够测量活塞样品10和管道样品20之间的滑动摩擦力。
67.此外，位移传感器51的精度可在0.1mm以内，量程在0～100cm。并且，位移传感器51优选为光栅尺，但是本发明的适用范围不限于此，还可以为拉绳位移传感器、lvdt位移传感器、磁致弹性位移传感器等其他的位移传感器。
68.在本发明实施例中，活塞工况模拟试验装置还包括用于滴油润滑活塞样品10的滴油器43，滴油器43内装有活塞用润滑油脂，并能够通过调节滴油速率和滴油量，来模拟活塞运行过程中的润滑脂添加状况。
69.本试验装置能够改变活塞样品10往复运动的频率，即可进行不同混凝土泵送频率
的工况模拟；通过改变加热管25的加热温度，即可进行不同混凝土泵送温度的工况模拟；通过改变试验介质类型及配比，即可进行不同泵送料况的工况模拟；通过滴油种类、滴油速率及滴油量，即可进行不同混凝土泵送润滑情况的工况模拟；通过改变推力加载机构的载荷，即可进行不同混凝土泵送压力的工况模拟；通过改变活塞样品10的材质，即可进行混凝土活塞不同材质的工况模拟；通过改变管道样品20的粗糙度或与活塞的同轴度，即可进行混凝土砼缸拉伤、磨损或同轴度不合格的工况模拟；通过改变活塞样品10和管道样品20装配时的圆心轴平行度，即可进行混凝土装配不同轴时的工况模拟。
70.并且，不同工况模拟试验条件下，活塞样品的厚度下降不一致，则说明不同工况下的活塞磨损情况不一致，本发明的活塞工况模拟试验装置可进行不同工况条件的活塞寿命评估。
71.如图6所示，还提出一种活塞工况模拟试验方法，应用于如上所述的活塞工况模拟试验装置中，活塞工况模拟试验方法包括：
72.步骤s10：制备活塞样品10和管道样品20；
73.步骤s20：将活塞样品10和管道样品20分别安装于活塞夹持机构和试验底座21内；
74.步骤s30：往试验底座21内灌注试验介质；
75.步骤s40：通过推力加载机构30推动试验底座21沿上下方向朝向活塞夹持机构移动，以使活塞样品10的底面与管道样品20贴合；
76.步骤s50：通过活塞夹持机构驱动活塞样品10沿左右方向线性往复移动，以使活塞样品10的底面与管道样品20之间往复滑动摩擦并模拟活塞运行工况；
77.步骤s60：改变试验参数以模拟活塞不同的运行工况。
78.在模拟活塞运行工况时，需要通过检测机构检测活塞样品10的磨损量及磨损高度，实现不同工况下活塞寿命的快速化评估，进而能够对活塞进入失效状态进行提前预警，避免泵送过程中活塞失效，导致必须更换活塞而产生堵管的风险。
79.本发明提出的活塞工况模拟试验方法通过活塞夹持机构的驱动使活塞样品10在灌注试验介质的线型滑槽221内部进行往复运动，准确的实现了活塞泵送过程中推送物料的模拟，更好的在试验中反应了活塞的磨损数据，提高了对活塞寿命评估的准确性，极大的帮助了工作人员规避泵送过程中活塞失效造成的风险。
80.其中，推力加载机构30的工作方式包括指定位移和指定推力两种，分别用于不同的试验方式。具体的，当对活塞的失效时间进行预测试验时，推力加载机构30需要指定固定的位移，以推动试验底座21和试验底座21上的管道样品20到指定的位置并保持静止固定不动，待活塞样品10被磨损失效之后，活塞样品10和管道样品20之间不具有摩擦力，摩擦力传感器52显示摩擦力为0，记录活塞样品10的失效时间，试验完成；当对活塞的磨损量与试验时间的关系时，推力加载机构30需要指定固定的推力，以不断的将试验底座21和试验底座21上的管道样品20向上推，使活塞样品10和管道样品20之间一直保持摩擦，再通过位移传感器51测量出的活塞样品10的磨损量，即可得到活塞样品10的磨损量与试验时间的关系，试验完成。
81.在本发明实施例中，如图3和图4展示了活塞和砼缸管道的取样示意图，步骤s10包括沿活塞的轴线截取第一预设宽度的样品即为活塞样品10，以及沿管道的轴线截取第二预设宽度的样品即为管道样品20。此预设宽度需要满足活塞样品10和管道样品20能够良好贴
合线型滑槽221内侧壁的要求，如此才能使管道样品20在线型滑槽221内滑动的过程中两侧的试验介质不会混合，本发明中的第一预设宽度和第二预设宽度可以根据实际需要而定，且优选为1～5cm。
82.在本发明实施例中，步骤s30和步骤s40之间还包括步骤：打开加热管25将试验底座21加热至预设温度，在试验底座21内灌注试验介质后可以开始对试验底座21进行加热，保证活塞样品10的工况处于设定的温度后，便可启动推力加载机构30和活塞夹持机构进行往复摩擦试验。
83.需要注意的是，为了保证活塞样品10在试验运行过程中的润滑脂添加状况，在进行步骤s50之前，需要先打开滴油器43并按照预设滴油速率和滴油量对活塞样品10滴油。
84.本发明提出的活塞工况模拟试验装置，不限于应用在混凝土活塞的工况模拟上，也可用于其他材料的摩擦磨损试验中。
85.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
86.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
87.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
88.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种活塞工况模拟试验装置，其特征在于，所述活塞工况模拟试验装置包括：活塞夹持机构，用于夹持活塞样品(10)并能够沿第一方向线性往复移动；试验底座(21)，包括设有沿所述第一方向延伸的线型滑槽(221)的试验轨道(22)，所述线型滑槽(221)内能够固定放置管道样品(20)并灌注试验介质；推力加载机构(30)，能够驱动所述试验底座(21)沿第二方向朝向或远离所述活塞夹持机构移动，以使所述活塞样品(10)的底面与所述管道样品(20)贴合并施加垂直于贴合面的载荷压力，所述第二方向和所述第一方向相交；以及检测机构，用于检测所述活塞样品(10)的磨损量，以及所述活塞样品(10)和所述管道样品(20)之间的滑动摩擦力。2.根据权利要求1所述的活塞工况模拟试验装置，其特征在于，所述试验底座(21)还包括底座本体(23)，所述底座本体(23)开设有用于盛放试验介质的介质储存槽(231)，所述试验轨道(22)安装于所述介质储存槽(231)的底壁并开设有介质流通孔(222)，所述线型滑槽(221)通过所述介质流通孔(222)与所述介质储存槽(231)连通。3.根据权利要求2所述的活塞工况模拟试验装置，其特征在于，所述试验底座(21)还包括分别沿所述第三方向布置的两个分隔板(24)，所述分隔板(24)连接于所述试验轨道(22)的外周壁和所述介质储存槽(231)的内侧壁之间，且将所述介质储存槽(231)分为两个互不连通的容纳腔，所述介质流通孔(222)的数量为多个且分别开设于所述试验轨道(22)在所述第一方向上的两端；其中，所述第三方向与所述第二方向和所述第一方向均相交。4.根据权利要求3所述的活塞工况模拟试验装置，其特征在于，所述试验底座(21)还包括对所述底座本体(23)加热的加热管(25)，所述加热管(25)贯穿所述底座本体(23)，所述加热管(25)的接口外露于所述底座本体(23)的外周并用于外接外部加热装置。5.根据权利要求1所述的活塞工况模拟试验装置，其特征在于，所述活塞工况模拟试验装置还包括安装架(40)，所述活塞夹持机构包括：夹持器(11)，从外周夹持所述活塞样品(10)；和直线驱动组件，安装于所述安装架(40)的顶部并与所述夹持器(11)固定连接，所述直线驱动组件能够控制所述活塞样品(10)往复滑动的距离和频率。6.根据权利要求5所述的活塞工况模拟试验装置，其特征在于，所述直线驱动组件包括滑轨(13)、滑台(14)以及用于驱动所述滑台(14)沿所述滑轨(13)线性往复滑动的驱动件(15)，所述滑轨(13)沿所述第一方向安装于所述安装架(40)的顶部，所述滑台(14)与所述滑轨(13)滑动连接，且底部安装有所述夹持器(11)。7.根据权利要求5所述的活塞工况模拟试验装置，其特征在于，所述推力加载机构(30)的顶端与所述试验底座(21)连接并在连接处设有压力传感器(31)，所述压力传感器(31)能够测量所述推力加载机构(30)与所述试验底座(21)之间的压力。8.根据权利要求5所述的活塞工况模拟试验装置，其特征在于，所述活塞工况模拟试验装置还包括升降辅助架(41)和多个导向柱(42)，所述导向柱(42)沿所述第二方向延伸且固定安装在所述安装架(40)上，所述升降辅助架(41)与所述试验底座(21)固定连接并能够沿多个所述导向柱(42)导向滑动。9.根据权利要求1-8中任意一项所述的活塞工况模拟试验装置，其特征在于，所述检测
机构包括位移传感器(51)和摩擦力传感器(52)，所述位移传感器(51)能够测量所述试验底座(21)的位移并检测所述活塞样品(10)的磨损量，所述摩擦力传感器(52)用于测量所述活塞样品(10)和所述管道样品(20)之间的滑动摩擦力。10.根据权利要求1-8中任意一项所述的活塞工况模拟试验装置，其特征在于，所述活塞工况模拟试验装置还包括用于滴油润滑所述活塞样品(10)的滴油器(43)，所述滴油器(43)的滴油速率和滴油量能够调节。11.一种活塞工况模拟试验方法，其特征在于，应用于根据权利要求1-10任意一项所述的活塞工况模拟试验装置中，所述活塞工况模拟试验方法包括：步骤s10：制备活塞样品(10)和管道样品(20)；步骤s20：将所述活塞样品(10)和所述管道样品(20)分别安装于活塞夹持机构和试验底座(21)内；步骤s30：往所述试验底座(21)内灌注试验介质；步骤s40：通过推力加载机构(30)推动所述试验底座(21)沿第二方向朝向所述活塞夹持机构移动，以使所述活塞样品(10)的底面与所述管道样品(20)贴合；步骤s50：通过所述活塞夹持机构驱动所述活塞样品(10)沿第一方向线性往复移动，以使所述活塞样品(10)的底面与所述管道样品(20)之间往复滑动摩擦并模拟活塞运行工况；步骤s60：改变试验参数以模拟活塞不同的运行工况。12.根据权利要求11所述的活塞工况模拟试验方法，其特征在于，所述步骤s10包括：沿活塞的轴线截取第一预设宽度的样品即为所述活塞样品(10)，沿管道的轴线截取第二预设宽度的样品即为所述管道样品(20)。13.根据权利要求11所述的活塞工况模拟试验方法，其特征在于，所述步骤s30和所述步骤s40之间还包括步骤：打开加热管(25)将所述试验底座(21)加热至预设温度。14.根据权利要求11所述的活塞工况模拟试验方法，其特征在于，所述步骤s50之前还包括步骤：打开滴油器(43)并按照预设滴油速率和预设滴油量对所述活塞样品(10)滴油。

技术总结
本发明提供一种活塞工况模拟试验装置及方法，活塞工况模拟试验装置包括活塞夹持机构、试验底座、推力加载机构和检测机构。活塞夹持机构用于夹持活塞样品并能够沿第一方向线性往复移动，试验底座包括设有沿第一方向延伸的线型滑槽的试验轨道，线型滑槽内能够固定放置管道样品并灌注试验介质，推力加载机构能够驱动试验底座沿第二方向朝向或远离活塞夹持机构移动，以使活塞样品的底面与管道样品贴合并施加垂直于贴合面的载荷压力，第二方向和第一方向相交，检测机构用于检测活塞样品的磨损量，以及活塞样品和管道样品之间的滑动摩擦力。本发明对活塞的实际运行工况进行了准确的模拟，提高了对活塞寿命评估的准确性，极大的规避了活塞失效的风险。规避了活塞失效的风险。规避了活塞失效的风险。


技术研发人员：肖勇明 李庶 刘拼拼 聂一彪 章星
受保护的技术使用者：中联重科股份有限公司
技术研发日：2022.09.26
技术公布日：2023/1/6