[發明專利]一種密封圈楊氏模量半物理檢測裝置和方法

有效

• 申請號: 201710242236.X
• 申請日: 2017-04-12
• 公開（公告）號: CN107014684B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 歐陽小平;彭超;胡超;楊華勇
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/04
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發明公開了一種密封圈楊氏模量半物理檢測裝置和方法。密封圈置于對心機構上，對心機構底部安裝有測力組件，加載機構連接到對心機構和測力組件，加載機構運行帶動測力組件而帶動對心機構工作，通過對心機構使得密封圈和力傳感器同軸布置；加載機構運行施加軸向加載力到對心機構的密封圈上，通過加載機構中的位移傳感器和力傳感器獲得密封圈軸向被壓縮所受位移和力；根據壓縮位移和力的數據進行處理獲得密封圈的材料特性參數。本發明解決了密封圈成品材料參數難以檢測的技術難題，根據現有密封圈直接估算其楊氏模量，避開了材料樣件的制作過程，可方便非專業廠商的人員對密封圈進行研究工作。

技術領域

本發明屬于密封圈材料檢測領域，具體涉及了一種密封圈楊氏模量半物理檢測裝置和方法。

背景技術

近年來隨著我國飛機項目的興起，相關的配套研究實驗工作也已經陸續開始展開，液壓作動器作為飛機上的主要執行器，其動密封圈的性能對于作動器以及系統的安全性、可靠性、維護性和壽命具有重要影響。除材料影響密封圈之外，密封圈的結構對于密封特性影響也十分顯著，目前對于密封圈宏觀結構的研究工作一般結合有限元技術配合以相應的數值建模方法，以獲得密封圈接觸壓力和內部應力等特征信息。

針對現役及未來先進飛機液壓系統的“高可靠、長壽命、準預測”的目標，必須展開流體往復動密封的機理研究，而密封性能同密封圈材料參數如楊氏模量或者橡膠的MooneyRivlin系數(由于密封材料(如橡膠)的非線性，其楊氏模量隨壓縮量變化而改變，故應得到壓縮量—楊氏模量曲線)，而現有的密封材料參數的檢測方法通常采用制作標準件進行檢測，因各大密封廠商的配方保密，制作標準件的方法不現實，尤其對于大專院校對于密封圈的研究，密封圈的楊氏模量的獲知是下步進行相關宏觀仿真和微觀研究的必要條件，但其一般通過采購密封圈進行研究，制作相關材料標準件難以實施。如果根據現有密封圈直接估算其楊氏模量，避開了材料樣件的制作過程，可方便非專業廠商的人員對密封圈進行研究工作，加快新型密封圈的研究工作，對于密封圈逆向仿真研究也有一定的積極效果。

由于密封圈是特殊的環形形狀，現有技術中缺少對密封圈的楊氏模量進行合理檢測的方式，通常都是在密封圈制造完成前將其制成柱狀、片狀結構，直接測量柱狀、片狀結構的楊氏模量作為密封圈的楊氏模量，這種方式由于改變了密封圈應有的形狀結構而缺少準確性。

發明內容

為了解決背景技術中存在的問題，本發明的目的在于提出了一種密封圈楊氏模量半物理檢測裝置和方法，可在不破壞密封圈結構尺寸，不需要制作材料標準件的基礎上檢測密封圈的楊氏模量，結構簡單，滿足后續仿真研究的要求。

本發明采用的技術方案是：

一、一種密封圈楊氏模量半物理檢測裝置：

裝置包括對心機構、測力組件和包含有位移傳感器和力傳感器的加載機構，被檢測的密封圈置于對心機構上，對心機構底部安裝有測力組件，加載機構分別連接到對心機構和測力組件，加載機構運行帶動測力組件進而帶動對心機構工作，測力組件用于防止加載機構施加到對心機構的旋轉扭力過大，通過對心機構使得密封圈和力傳感器同軸布置；加載機構運行施加軸向加載力到對心機構的密封圈上，通過加載機構中的位移傳感器和力傳感器獲得密封圈軸向被壓縮所受位移和力。

所述的對心機構包括卡盤體、底板和活動卡爪，底板上安裝有卡盤體和布置在卡盤體三條軌道上的三個活動卡爪，卡盤體固定不動，底板旋轉帶動活動卡爪沿徑向移動，活動卡爪外側邊緣通過阻尼鉸鏈鉸接有用于連接阻擋到密封圈外側的擋柱；

所述的加載機構包括AC電機、雙聯齒輪、滑移齒輪、第一定齒輪、滾珠絲杠、絲杠螺母、上板、上壓板、位移傳感器和力傳感器，AC電機輸出軸與雙聯齒輪同軸連接。

雙聯齒輪一端的齒輪經處于下位的滑移齒輪與第二定齒輪嚙合連接，第二定齒輪和第一帶輪同軸固定連接，第一帶輪和第二帶輪帶傳動連接，第二帶輪與測力組件一端同軸連接，測力組件另一端與所述自動對心機構的底板同軸連接。