[實用新型]非金屬O形圈性能測試裝置

有效

• 申請號: 201220499014.9
• 申請日: 2012-09-28
• 公開（公告）號: CN203163968U
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 於秋萍;楊森;孫見君;涂橋安;馬晨波;胡瓊;陶凱
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;G01M3/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于非金屬O形圈性能測試技術領域，特別是涉及長周期運行的機械密封動、靜環用O形圈的摩擦性能、密封性能和應力松弛性能測試裝置。?

背景技術

非金屬O形圈因其結構簡單，裝拆方便、材料品種多、成本低廉、動摩擦阻力較小、尺寸和溝槽都已標準化，互換性強，常被用于各種機械設備的靜態密封或動態密封，防止設備內、外具有一定溫度和壓力的液體或氣體介質的泄漏、侵入。目前，在機床、船舶、汽車、航空航天設備、化工機械、工程機械、礦山機械、石油機械、以及各類儀器儀表上，尤其在液壓與氣壓傳動系統、機械密封中，大量應用著各種類型的非金屬O形圈密封元件。隨著生產裝備技術的發展，人們對非金屬O形圈的應用參數和質量提出了新的要求。一方面，高參數裝備的投入使用，需要高性能長周期運行的非金屬O形圈作為密封保證；另一方面，O形圈的失效或損壞，往往導致裝置泄漏無法正常工作，造成物料流失、能源浪費、環境污染，甚至釀成火災、爆炸、危及人身安全，最典型的如1986年1月28日，美國“挑戰者”號航天飛機因左側火箭助推器連接處的一個O形圈密封失效引起泄漏，導致航天飛機升空后不久爆炸，7名宇航員全部遇難，造成航天史上最大的悲劇。?

為此，人們針對不同工況的需求，開展了非金屬O形圈性能及其測試裝置的研究。北京航空航天大學在研究O形圈密封載荷衰減規律時設計制造了一臺O形圈載荷衰減試驗設備；該設備主要包括3個部分：用于壓縮O形圈的兩塊圓形鋁板，用于測量O形圈的壓縮載荷的S型力傳感器和用于對O形圈施加載荷的螺旋加力裝置；試驗時，把要試驗的O形圈放在兩塊圓形鋁板之間，用螺旋桿壓縮O形圈至一定的壓縮量后，通過S型力傳感器測量其壓縮載荷隨時間的變化，并由與各傳感器相連的計算機記錄測量數據。清華大學等對液壓傳動系統中活塞與缸體用O形圈的往復密封性能進行了較為深入的研究，所設計的測試裝置包括試驗缸、直線導軌、電動缸、力傳感器、位移傳感器和控制柜；試驗缸設有油氣入口、油氣出口及2個泄漏口。介質腔體由完全對稱的2個活塞和試驗圈組成；活塞間隙配合于活塞傳動軸上，軸肩定位，螺母鎖緊，采用這種結構的目的是為了靈活地更換加工有不同槽型的活塞，以便測試不同形狀的密封環(如O形圈、Y形圈)的密封性能和摩擦性能。北京化工大學設計了一套用于測定機械密封補償機構中輔助O形圈摩擦力的測試系統，?該測試系統包括測試O形圈的試驗單元(包括介質腔、O形圈、軸)、密封壓力源、往復運動系統(包括往復液壓缸及控制系統)、測量系統(包括力傳感器、數據采集)和控制系統(采用NSTRON高頻疲勞試驗機控制系統)等；利用這一控制系統實現了O形圈在介質腔中的往復運動，并獲得了水潤滑情況下橡膠O形圈的摩擦力。?

目前的公知技術表明，O形圈性能測試裝置的研究相對滯后于工業裝備的發展要求，機械密封動、靜環用O形圈的性能測試裝置更是如此。其存在的不足主要表現在：(1)介質加載過程中，作用在介質腔內的介質壓力會給被測試O形圈的初始密封比壓產生影響；(2)未能體現動、靜環磨損后動環用O形圈隨動時以及靜環用O形圈應力松弛狀態下各自的密封性能；(3)O形圈的軸向載荷加載不平穩，不精確；(4)難以在一臺試驗機完成O形圈的摩擦性能、密封性能和應力松弛性能的測試。?

動、靜環用O形圈是機械密封的輔助密封，其工作狀態類似于靜密封，但其摩擦性能體現著補償環的追隨性，其密封性能直接影響機械密封的整體密封性能；動、靜環用O形圈的受力狀態和運動狀態有其本身的特點，靜環與靜環座的O形圈四面受壓，動環與軸(或軸套)之間的O形圈追隨動環，存在微動。?

發明內容

針對上述裝置的不足，以及動、靜環用O形圈的受力狀態和運動狀態的特點，本實用新型提出一種非金屬O形圈性能測試裝置，以實現O形圈的摩擦性能、應力松弛性能以及機械密封動、靜環用O形圈的密封性能測定。?

本實用新型的目的是這樣實現的：?