一种密封圈旋转动密封特性实验装置及实验方法制造方法及图纸

技术编号:14279615 阅读:139 留言:0更新日期:2016-12-25 00:22
本发明专利技术公开了一种密封圈旋转动密封特性实验装置及实验方法,该装置包括支座,支座上安装扭矩转速传感器,轴上套装有一套筒组件,所述套筒组件与支座固定连接;在套筒组件内部沿轴间隔设置两个格莱圈安装部,在两个格莱圈安装部之间设置密封圈安装部,将格莱圈和密封圈装入上述的格莱圈安装部和密封圈安装部后,轴可穿过格莱圈和密封圈并在其内旋转,套筒组件内部还在密封圈安装部和格莱圈安装部之间各设置一个被轴穿过的容腔。本发明专利技术所公开的密封圈旋转动密封特性实验装置,电机驱动轴在套筒组件内旋转,将密封圈安装至B密封圈安装部后,轴可穿过密封圈并在其内旋转,即可模拟密封圈旋转动时的工作状态,从而对密封圈的旋转动摩擦特性进行实验。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于实验测试装置领域,特别涉及该领域中的一种密封圈旋转动密封特性实验装置及实验方法
技术介绍
密封圈的旋转动摩擦特性既取决于密封圈本身的性质,又取决于其安装沟槽的尺寸和工作状况。因此,在研究密封圈的旋转动摩擦特性时,保证实验条件是很重要的。密封圈旋转动摩擦实验装置,必须保证沟槽尺寸、旋转速度、压力、摩擦副的介质。然而,现有大部分实验装置(其中包括摩擦力计和端面摩擦器)都不能满足上述对密封圈旋转动摩擦实验所提出的要求。如在实际机器上或在模型上进行实验,又由于误差大而不能广泛地用于对各种工作条件下的密封圈旋转动摩擦特性进行深入研究。此外,现有技术中的旋转动密封摩擦特性实验装置只能测定密封圈在一端承受压力时的旋转动摩擦特性,无法测定密封圈在两端都承受压力(同高压、同低压、一端低压一端高压)时的旋转动摩擦特性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题就是提供一种可对密封圈的旋转动摩擦特性进行实验的实验装置及实验方法。本专利技术采用如下技术方案:一种密封圈旋转动密封特性实验装置,其改进之处在于:所述的装置包括支座,支座上安装扭矩转速传感器,该扭矩转速传感器的一端通过联轴器与电机的输出轴相连接,另一端通过联轴器与轴相连接,轴上套装有一套筒组件,所述套筒组件与支座固定连接;在套筒组件内部沿轴间隔设置两个格莱圈安装部,在两个格莱圈安装部之间设置密封圈安装部,将格莱圈和密封圈装入上述的格莱圈安装部和密封圈安装部后,轴可穿过格莱圈和密封圈并在其内旋转,套筒组件内部还在密封圈安装部和格莱圈安装部之间各设置一个被轴穿过的容腔,所述的容腔各与套筒组件表面的一个注液口相通,所述的套筒组件表面还安装有两个调压装置和两个压力传感器,每一个调压装置均与一个容腔相通以便调整该容腔内的液体压强,每一个压力传感器均与一个容腔相通以便监测该容腔内的液体压强。进一步的,所述的电机也安装在支座上;所述的电机为伺服电机。进一步的,所述的注液口通过管路与液压泵相连接。进一步的,所述的扭矩转速传感器和压力传感器均与显示器电连接。进一步的,所述的调压装置包括带空腔的阀体,阀体通过阀口与容腔相通,阀体空腔内设置矩形弹簧,该矩形弹簧的一端与阀芯相连接,所述阀芯的凸出部伸入阀口内,并且在阀芯凸出部和阀口之间设置有密封圈,矩形弹簧的另一端则与弹簧座相连接,与安装在阀体上的锁紧螺母螺纹连接的调节螺杆可以插入空腔内并抵紧弹簧座,转动调节螺杆可以通过弹簧座改变矩形弹簧的压缩量。进一步的,所述的阀体上安装上盖,该上盖的一端插入阀体的空腔内,上盖上安装锁紧螺母,与锁紧螺母螺纹连接的调节螺杆穿过上述的上盖插入阀体的空腔内并抵紧弹簧座。进一步的,在阀芯凸出部和阀口之间还设置有垫圈,并且垫圈与密封圈的位置相邻。一种密封圈旋转动密封特性实验方法,使用上述的密封圈旋转动密封特性实验装置,其改进之处在于,包括如下步骤:(1)格莱圈安装部A和C,密封圈安装部B,A,B之间为第一容腔,B,C之间为第二容腔;(2)启动电机驱动轴在套筒组件内旋转,同时液压泵连通注液口后小功率运转对容腔排气,在轴旋转的同时排出容腔内的空气,在容腔内的空气排净后,关闭电机和液压泵;也可以在A,C安装格莱圈后,液压泵通过与第一容腔相通的注液口向第一容腔施压,从与第二容腔相通的注液口排气,在容腔内的空气排净后,关闭电机和液压泵;(3)在第一容腔内的液体压强等于第二容腔内的液体压强P时:(31)在A和C安装格莱圈,B先不安装密封圈;(32)打开液压泵向容腔内加压注液体,通过压力传感器监测容腔内液体压强,在容腔内液体压强为P并维持稳定后关闭液压泵,启动扭矩转速传感器,启动电机驱动轴在套筒组件内旋转,待轴旋转速度V稳定后旋转三周取一次扭矩转速传感器扭矩示数M,此时M等于A、C处格莱圈所受阻力矩之和,由于A、C处环境一样,阻力矩MA=MC;(33)关闭电机,排出容腔内液体,拆下套筒组件,将轴与套筒组件擦拭干净,在B安装需要测试的密封圈,A和C保持不变;打开液压泵向容腔内加压注同样压强P的液体,启动扭矩转速传感器,启动电机驱动轴在套筒组件内旋转,待轴旋转速度V稳定后旋转三周取一次扭矩转速传感器扭矩示数M1,B处密封圈所受摩擦力矩MB=M1-M,记录分析P,V,MB之间的联系;(34)设置轴的旋转速度梯度,从200rpm开始,每次递增200rpm,加至最高3000rpm,每一个速度重复步骤(31)-(33);(35)通过调压装置调整容腔内液体压强后,重复上述步骤(31)-(34);(4)在第一容腔内的液体压强不等于第二容腔内的液体压强时,高压P1,低压P2:(41)在A和C安装格莱圈,B先不安装密封圈;(42)打开液压泵向容腔内加压注液体,通过压力传感器监测容腔内液体压强,在容腔内液体压强至低压P2并维持稳定后关闭液压泵,启动扭矩转速传感器,启动电机驱动轴在套筒组件内旋转,待轴旋转速度V稳定后旋转三周取一次扭矩转速传感器扭矩示数M1,此时M1等于A、C处格莱圈所受阻力矩之和M1=Ma+Mc,由于A、C处环境一样,阻力矩Ma=Mc,因此M1=2Mc,关闭电机,排出容腔内液体,拆下套筒组件,将轴与套筒组件擦拭干净;(43)打开液压泵向容腔内加压注液体,通过压力传感器监测容腔内液体压强,在容腔内液体压强至高压P1并维持稳定后关闭液压泵,启动扭矩转速传感器,启动电机驱动轴在套筒组件内旋转,待轴旋转速度V稳定后旋转三周取一次扭矩转速传感器扭矩示数M2,此时M2等于A、C处格莱圈所受阻力矩之和M2=MA+MC,由于A、C处环境一样,阻力矩MA=MC,因此M2=2MA,关闭电机,排出容腔内液体,拆下套筒组件,将轴与套筒组件擦拭干净;(44)打开液压泵向容腔内加压注液体,通过压力传感器监测容腔内液体压强,在第一容腔内液体压强至高压P1并维持稳定、第二容腔内液体压强至低压P2并维持稳定后关闭液压泵,启动扭矩转速传感器,启动电机驱动轴在套筒组件内旋转,待轴旋转速度V稳定后旋转三周取一次扭矩转速传感器扭矩示数M3,由于A处环境与步骤(43)一样、C处环境与步骤(42)一样,M3等于A、C处格莱圈所受阻力矩跟B处密封圈所受摩擦力矩之和,即M3= MA+ Mc+MB= MB+1/2M1+1/2M2,MB= M3-1/2M1-1/2M2,记录分析P1,P2,V,MB之间的联系;(45)设置轴的旋转速度梯度,从200rpm开始,每次递增200rpm,加至最高3000rpm,每一个速度重复步骤(41)-(44);(46)通过调压装置调整容腔内液体压强后,重复上述步骤(41)-(45)。进一步的,液体压强P的取值范围为0—20MPa。进一步的,在液体压强中高压P1和低压P2的压差范围为0—2 MPa。进一步的,所述的液体可以是海水、淡水或者液压油。本专利技术的有益效果是:本专利技术所公开的密封圈旋转动密封特性实验装置,电机驱动轴在套筒组件内旋转,将密封圈安装至B密封圈安装部后,轴可穿过密封圈并在其内旋转,即可模拟密封圈旋转动时的工作状态,在此过程中密封圈和轴构成摩擦副,保证了摩擦副介质的确定性,即可对密封圈的旋转动摩擦特性进行实验。在轴旋转过程中,通过扭矩转速传感器的示数计算得出密封圈在一定压力和速度的状态下所受的摩擦力矩,以此来分析在速度相同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种密封圈旋转动密封特性实验装置,其特征在于:所述的装置包括支座,支座上安装扭矩转速传感器,该扭矩转速传感器的一端通过联轴器与电机的输出轴相连接,另一端通过联轴器与轴相连接,轴上套装有一套筒组件,所述套筒组件与支座固定连接;在套筒组件内部沿轴间隔设置两个格莱圈安装部,在两个格莱圈安装部之间设置密封圈安装部,将格莱圈和密封圈装入上述的格莱圈安装部和密封圈安装部后,轴可穿过格莱圈和密封圈并在其内旋转,套筒组件内部还在密封圈安装部和格莱圈安装部之间各设置一个被轴穿过的容腔,所述的容腔各与套筒组件表面的一个注液口相通,所述的套筒组件表面还安装有两个调压装置和两个压力传感器,每一个调压装置均与一个容腔相通以便调整该容腔内的液体压强,每一个压力传感器均与一个容腔相通以便监测该容腔内的液体压强。

【技术特征摘要】
1.一种密封圈旋转动密封特性实验装置,其特征在于:所述的装置包括支座,支座上安装扭矩转速传感器,该扭矩转速传感器的一端通过联轴器与电机的输出轴相连接,另一端通过联轴器与轴相连接,轴上套装有一套筒组件,所述套筒组件与支座固定连接;在套筒组件内部沿轴间隔设置两个格莱圈安装部,在两个格莱圈安装部之间设置密封圈安装部,将格莱圈和密封圈装入上述的格莱圈安装部和密封圈安装部后,轴可穿过格莱圈和密封圈并在其内旋转,套筒组件内部还在密封圈安装部和格莱圈安装部之间各设置一个被轴穿过的容腔,所述的容腔各与套筒组件表面的一个注液口相通,所述的套筒组件表面还安装有两个调压装置和两个压力传感器,每一个调压装置均与一个容腔相通以便调整该容腔内的液体压强,每一个压力传感器均与一个容腔相通以便监测该容腔内的液体压强。2.根据权利要求1所述的密封圈旋转动密封特性实验装置,其特征在于:所述的电机也安装在支座上;所述的电机为伺服电机。3.根据权利要求1所述的密封圈旋转动密封特性实验装置,其特征在于:所述的注液口通过管路与液压泵相连接。4.根据权利要求1所述的密封圈旋转动密封特性实验装置,其特征在于:所述的扭矩转速传感器和压力传感器均与显示器电连接。5.根据权利要求1所述的密封圈旋转动密封特性实验装置,其特征在于:所述的调压装置包括带空腔的阀体,阀体通过阀口与容腔相通,阀体空腔内设置矩形弹簧,该矩形弹簧的一端与阀芯相连接,所述阀芯的凸出部伸入阀口内,并且在阀芯凸出部和阀口之间设置有密封圈,矩形弹簧的另一端则与弹簧座相连接,与安装在阀体上的锁紧螺母螺纹连接的调节螺杆可以插入空腔内并抵紧弹簧座,转动调节螺杆可以通过弹簧座改变矩形弹簧的压缩量。6.根据权利要求5所述的密封圈旋转动密封特性实验装置,其特征在于:所述的阀体上安装上盖,该上盖的一端插入阀体的空腔内,上盖上安装锁紧螺母,与锁紧螺母螺纹连接的调节螺杆穿过上述的上盖插入阀体的空腔内并抵紧弹簧座。7.根据权利要求5所述的密封圈旋转动密封特性实验装置,其特征在于:在阀芯凸出部和阀口之间还设置有垫圈,并且垫圈与密封圈的位置相邻。8.一种密封圈旋转动密封特性实验方法,使用上述的密封圈旋转动密封特性实验装置,其特征在于,包括如下步骤:(1)格莱圈安装部A和C,密封圈安装部B,A,B之间为第一容腔,B,C之间为第二容腔;(2)启动电机驱动轴在套筒组件内旋转,同时液压泵连通注液口后小功率运转对容腔排气,在轴旋转的同时排出容腔内的空气,在容腔内的空气排净后,关闭电机和液压泵;也可以在A,C安装格莱圈后,液压泵通过与第一容腔相通的注液口向第一容腔施压,从与第二容腔相通的注液口排气,在容腔内的空气排净后,关闭电机和液压泵;(3)在第一容腔内的液体压强等于第二容腔内的液体压强P时:(31)在A和C安装格莱圈,B先不安装密封圈;(32)打开液压泵向容腔内加压注液体,通过压力传感器监测容腔内液体压强,在容腔内液体压强为P并维持稳定后关闭液压泵,启动扭矩转速传感器,启动电机驱动轴在套筒组件内旋转,待轴旋转速度V稳定后旋转三周取一次扭矩转速传感器扭矩示数M,此时M等于A、C处格莱圈所受阻力矩之和,由于A...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨友胜司传岭李洋王晓东
申请(专利权)人:中国海洋大学
类型:发明
国别省市:山东;37

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