[發明專利]測量密封件在不同溫度下動態阻力系數的試驗裝置及方法

有效

• 申請號: 201110360925.3
• 申請日: 2011-11-15
• 公開（公告）號: CN102645401A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 黃楓;劉若斯
• 申請（專利權）人: 中國商用飛機有限責任公司;中國商用飛機有限責任公司上海飛機設計研究院
• 主分類號: G01N19/00
• 分類號: G01N19/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 樓仙英;邵桂禮

技術領域

本發明屬于材料力學性能測試技術領域，涉及測量密封件的高低溫動態阻力系數的試驗裝置及方法，特別涉及測量密封件高低溫動態阻力系數的測試裝置和方法。

背景技術

材料的動態阻力性能是力學性能的重要方面。傳統的摩擦測試方法是將標準方塊試樣置于摩擦測試儀上進行勻速拉動，得到薄片或薄膜的最大靜摩擦力和滑動態阻力系數。測量前需要預制符合尺寸和形狀的試件，不能直接用來測量具有一定形狀的密封件動態阻力性能。在實際工程應用中，尤其像應用在航空航天飛行器上的密封件，不僅有加載力，而且接觸條件和工作溫度很復雜，對密封件動態阻力性能的影響也大，傳統的摩擦試驗機不能用來測量這些復雜條件下的動態阻力性能。

發明內容

因此，提供一種改進的測量密封件在不同溫度下動態阻力系數的試驗裝置，該試驗裝置可測量不同溫度下、不同加載條件下產生的動態阻力系數將是有利的。

為此，根據本發明的一個方面，提供一種測量密封件在不同溫度下動態阻力系數的試驗裝置，該裝置包括機座、高低溫試驗箱、可移動的測量平臺、控制單元、分別與控制單元電連接的豎直方向動力加載裝置、水平方向拖動裝置、第一力傳感器以及第二力傳感器，其中，高低溫試驗箱置于上述機座上；可移動的測量平臺具有滾輪并置于上述高低溫試驗箱內的平臺導軌上，上述測量平臺包括位于其上部用來夾持密封件的夾具；豎直方向動力加載裝置具有位于高低溫試驗箱內的可拆卸加載頭，上述控制單元控制豎直方向動力加載裝置使得加載頭沿豎直方向移動以對密封件加載一預定位移；水平方向拖動裝置與豎直方向動力加載裝置固連，從而當加載頭壓縮密封件并移動到所述預定位移時，控制單元啟動水平方向拖動裝置以拖動上述加載頭在密封件上沿水平方向來回滑動；第一力傳感器分別與上述測量平臺和上述機座固連用于將其動態感測的第一信號發送至控制單元；第二力傳感器設置在加載頭上遠離密封件的一端，上述第二力傳感器用來將其動態感測的第二信號發送至控制單元；控制單元對第一傳感器和第二傳感器分別發送來的第一和第二信號進行處理得到密封件在不同溫度下的動態阻力系數。

在本發明的該方面，通過高低溫試驗箱的設置可以將密封件置于想要的測量溫度下，并在加載頭對密封件進行加載預定位移的情況下，通過水平方向拖動裝置帶動加載頭沿水平方向相對密封件作往復運動，從而使得控制單元可通過處理第一和第二傳感器感測的力信號得到密封件在不同溫度下的動態阻力系數。另外，由于加載頭是可拆卸的，因此可以根據需要更換以模擬不同的工況。

優選地，上述第一信號對應于加載頭對密封件的水平方向動態阻力和系統摩擦力合力；上述第二信號對應于加載頭施加到密封件上的壓力。

優選地，上述水平方向拖動裝置包括第一伺服電機、由第一伺服電機驅動的第一傳動機構、與第一傳動機構連接的水平拖動塊以及與水平拖動塊固連的隔板，上述隔板位于上述高低溫試驗箱上部的凹槽內并可帶動加載頭水平移動。

在該優選結構中，由于隔板的設置保證了高低溫試驗箱的密閉性，同時實現了對加載頭的水平拖動。

再優選地，上述豎直方向動力加載裝置包括與水平拖動塊固連的第二伺服電機、由伺服電機驅動的第二傳動機構、一端與第二傳動機構相連接而另一端經由第二力傳感器與加載頭相連接的豎直壓塊。

在該優選結構中，第二傳動機構將轉動轉化為平動并借助于豎直壓塊傳遞給加載頭，以便加載頭向下向密封件加載。

進一步優選地，上述加載頭為兩件式結構，其包括連接件和可拆卸壓頭的，第二力傳感器設置在連接件的末端，可拆卸壓頭用來向密封件加載。通過兩件式結構的設置，可實現對壓頭的拆卸和更換，以便滿足不同加載條件。

又進一步優選地，上述可拆卸壓頭可以采用平底壓頭、線壓頭或圓弧壓頭。從而，可拆卸壓頭可以模擬平面接觸加載、線接觸加載等。

優選地，上述控制單元為帶有數據處理程序的微機。

再優選地，高低溫試驗箱具有設置在高低溫試驗箱箱體內的溫度傳感器和設置在箱體外并與所述溫度傳感器電連接的溫度控制器。通過溫度傳感器的設置，可以感測高低溫試驗箱內的溫度并借助于顯示器等裝置顯示出來；而溫度控制器的設置可以方便試驗者調控高低溫試驗箱內的試驗溫度。

進一步優選地，上述密封件為橡膠密封件。

根據本發明的另一個方面，提供一種采用上述測量密封件在不同溫度下動態阻力系數的試驗裝置的測量密封件在不同溫度下動態阻力系數的方法，該方法包括如下步驟：

1)將密封件裝夾在測量平臺上，選擇與密封件相匹配的加載頭；

2)調節高低溫試驗箱內的溫度使其達到一預定溫度值；