一種密封圈旋轉(zhuǎn)動密封特性實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種密封圈旋轉(zhuǎn)動密封特性實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法，該裝置包括支座，支座上安裝扭矩轉(zhuǎn)速傳感器，軸上套裝有一套筒組件，所述套筒組件與支座固定連接；在套筒組件內(nèi)部沿軸間隔設(shè)置兩個格萊圈安裝部，在兩個格萊圈安裝部之間設(shè)置密封圈安裝部，將格萊圈和密封圈裝入上述的格萊圈安裝部和密封圈安裝部后，軸可穿過格萊圈和密封圈并在其內(nèi)旋轉(zhuǎn)，套筒組件內(nèi)部還在密封圈安裝部和格萊圈安裝部之間各設(shè)置一個被軸穿過的容腔。本發(fā)明所公開的密封圈旋轉(zhuǎn)動密封特性實(shí)驗(yàn)裝置，電機(jī)驅(qū)動軸在套筒組件內(nèi)旋轉(zhuǎn)，將密封圈安裝至B密封圈安裝部后，軸可穿過密封圈并在其內(nèi)旋轉(zhuǎn)，即可模擬密封圈旋轉(zhuǎn)動時的工作狀態(tài)，從而對密封圈的旋轉(zhuǎn)動摩擦特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
【專利說明】
一種密封圈旋轉(zhuǎn)動密封特性實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于實(shí)驗(yàn)測試裝置領(lǐng)域，特別涉及該領(lǐng)域中的一種密封圈旋轉(zhuǎn)動密封特性實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]密封圈的旋轉(zhuǎn)動摩擦特性既取決于密封圈本身的性質(zhì)，又取決于其安裝溝槽的尺寸和工作狀況。因此，在研究密封圈的旋轉(zhuǎn)動摩擦特性時，保證實(shí)驗(yàn)條件是很重要的。密封圈旋轉(zhuǎn)動摩擦實(shí)驗(yàn)裝置，必須保證溝槽尺寸、旋轉(zhuǎn)速度、壓力、摩擦副的介質(zhì)。然而，現(xiàn)有大部分實(shí)驗(yàn)裝置(其中包括摩擦力計(jì)和端面摩擦器)都不能滿足上述對密封圈旋轉(zhuǎn)動摩擦實(shí)驗(yàn)所提出的要求。
[0003]如在實(shí)際機(jī)器上或在模型上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，又由于誤差大而不能廣泛地用于對各種工作條件下的密封圈旋轉(zhuǎn)動摩擦特性進(jìn)行深入研究。
[0004]此外，現(xiàn)有技術(shù)中的旋轉(zhuǎn)動密封摩擦特性實(shí)驗(yàn)裝置只能測定密封圈在一端承受壓力時的旋轉(zhuǎn)動摩擦特性，無法測定密封圈在兩端都承受壓力(同高壓、同低壓、一端低壓一端高壓)時的旋轉(zhuǎn)動摩擦特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是提供一種可對密封圈的旋轉(zhuǎn)動摩擦特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法。
[0006]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種密封圈旋轉(zhuǎn)動密封特性實(shí)驗(yàn)裝置，其改進(jìn)之處在于:所述的裝置包括支座，支座上安裝扭矩轉(zhuǎn)速傳感器，該扭矩轉(zhuǎn)速傳感器的一端通過聯(lián)軸器與電機(jī)的輸出軸相連接，另一端通過聯(lián)軸器與軸相連接，軸上套裝有一套筒組件，所述套筒組件與支座固定連接;在套筒組件內(nèi)部沿軸間隔設(shè)置兩個格萊圈安裝部，在兩個格萊圈安裝部之間設(shè)置密封圈安裝部，將格萊圈和密封圈裝入上述的格萊圈安裝部和密封圈安裝部后，軸可穿過格萊圈和密封圈并在其內(nèi)旋轉(zhuǎn)，套筒組件內(nèi)部還在密封圈安裝部和格萊圈安裝部之間各設(shè)置一個被軸穿過的容腔，所述的容腔各與套筒組件表面的一個注液口相通，所述的套筒組件表面還安裝有兩個調(diào)壓裝置和兩個壓力傳感器，每一個調(diào)壓裝置均與一個容腔相通以便調(diào)整該容腔內(nèi)的液體壓強(qiáng)，每一個壓力傳感器均與一個容腔相通以便監(jiān)測該容腔內(nèi)的液體壓強(qiáng)。
[0007]進(jìn)一步的，所述的電機(jī)也安裝在支座上;所述的電機(jī)為伺服電機(jī)。
[0008]進(jìn)一步的，所述的注液口通過管路與液壓栗相連接。
[0009]進(jìn)一步的，所述的扭矩轉(zhuǎn)速傳感器和壓力傳感器均與顯示器電連接。
[0010]進(jìn)一步的，所述的調(diào)壓裝置包括帶空腔的閥體，閥體通過閥口與容腔相通，閥體空腔內(nèi)設(shè)置矩形彈簧，該矩形彈簧的一端與閥芯相連接，所述閥芯的凸出部伸入閥口內(nèi)，并且在閥芯凸出部和閥口之間設(shè)置有密封圈，矩形彈簧的另一端則與彈簧座相連接，與安裝在閥體上的鎖緊螺母螺紋連接的調(diào)節(jié)螺桿可以插入空腔內(nèi)并抵緊彈簧座，轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺桿可以通過彈簧座改變矩形彈簧的壓縮量。
[0011]進(jìn)一步的，所述的閥體上安裝上蓋，該上蓋的一端插入閥體的空腔內(nèi)，上蓋上安裝鎖緊螺母，與鎖緊螺母螺紋連接的調(diào)節(jié)螺桿穿過上述的上蓋插入閥體的空腔內(nèi)并抵緊彈簧座。
[0012]進(jìn)一步的，在閥芯凸出部和閥口之間還設(shè)置有墊圈，并且墊圈與密封圈的位置相鄰。
[0013]—種密封圈旋轉(zhuǎn)動密封特性實(shí)驗(yàn)方法，使用上述的密封圈旋轉(zhuǎn)動密封特性實(shí)驗(yàn)裝置，其改進(jìn)之處在于，包括如下步驟:
(1)格萊圈安裝部A和C，密封圈安裝部B，A，B之間為第一容腔，B，C之間為第二容腔；
(2)啟動電機(jī)驅(qū)動軸在套筒組件內(nèi)旋轉(zhuǎn)，同時液壓栗連通注液口后小功率運(yùn)轉(zhuǎn)對容腔排氣，在軸旋轉(zhuǎn)的同時排出容腔內(nèi)的空氣，在容腔內(nèi)的空氣排凈后，關(guān)閉電機(jī)和液壓栗;也可以在A，C安裝格萊圈后，液壓栗通過與第一容腔相通的注液口向第一容腔施壓，從與第二容腔相通的注液口排氣，在容腔內(nèi)的空氣排凈后，關(guān)閉電機(jī)和液壓栗；
(3)在第一容腔內(nèi)的液體壓強(qiáng)等于第二容腔內(nèi)的液體壓強(qiáng)P時:
(31)在A和C安裝格萊圈，B先不安裝密封圈；
(32)打開液壓栗向容腔內(nèi)加壓注液體，通過壓力傳感器監(jiān)測容腔內(nèi)液體壓強(qiáng)，在容腔內(nèi)液體壓強(qiáng)為P并維持穩(wěn)定后關(guān)閉液壓栗，啟動扭矩轉(zhuǎn)速傳感器，啟動電機(jī)驅(qū)動軸在套筒組件內(nèi)旋轉(zhuǎn)，待軸旋轉(zhuǎn)速度V穩(wěn)定后旋轉(zhuǎn)三周取一次扭矩轉(zhuǎn)速傳感器扭矩示數(shù)M，此時M等于A、C處格萊圈所受阻力矩之和，由于A、C處環(huán)境一樣，阻力矩Ma=Mc ;
(33 )關(guān)閉電機(jī)，排出容腔內(nèi)液體，拆下套筒組件，將軸與套筒組件擦拭干凈，在B安裝需要測試的密封圈，A和C保持不變;打開液壓栗向容腔內(nèi)加壓注同樣壓強(qiáng)P的液體，啟動扭矩轉(zhuǎn)速傳感器，啟動電機(jī)驅(qū)動軸在套筒組件內(nèi)旋轉(zhuǎn)，待軸旋轉(zhuǎn)速度V穩(wěn)定后旋轉(zhuǎn)三周取一次扭矩轉(zhuǎn)速傳感器扭矩示數(shù)Ml，B處密封圈所受摩擦力矩Mb=M1-M，記錄分析P，V，MB之間的聯(lián)系；
(34)設(shè)置軸的旋轉(zhuǎn)速度梯度，從200rpm開始，每次遞增200rpm，加至最高3000rpm，每一個速度重復(fù)步驟(31)-(33);
(35)通過調(diào)壓裝置調(diào)整容腔內(nèi)液體壓強(qiáng)后，重復(fù)上述步驟(31)-(34);
(4)在第一容腔內(nèi)的液體壓強(qiáng)不等于第二容腔內(nèi)的液體壓強(qiáng)時，高壓Pl，低壓P2:
(41)在A和C安裝格萊圈，B先不安裝密封圈；
(42)打開液壓栗向容腔內(nèi)加壓注液體，通過壓力傳感器監(jiān)測容腔內(nèi)液體壓強(qiáng)，在容腔內(nèi)液體壓強(qiáng)至低壓P2并維持穩(wěn)定后關(guān)閉液壓栗，啟動扭矩轉(zhuǎn)速傳感器，啟動電機(jī)驅(qū)動軸在套筒組件內(nèi)旋轉(zhuǎn)，待軸旋轉(zhuǎn)速度V穩(wěn)定后旋轉(zhuǎn)三周取一次扭矩轉(zhuǎn)速傳感器扭矩示數(shù)Ml，此時Ml等于A、C處格萊圈所受阻力矩之和Ml=Ma+Mc，由于A、C處環(huán)境一樣，阻力矩1=]\^，因此Ml =2Mc，關(guān)閉電機(jī)，排出容腔內(nèi)液體，拆下套筒組件，將軸與套筒組件擦拭干凈；
(43)打開液壓栗向容腔內(nèi)加壓注液體，通過壓力傳感器監(jiān)測容腔內(nèi)液體壓強(qiáng)，在容腔內(nèi)液體壓強(qiáng)至高壓Pl并維持穩(wěn)定后關(guān)閉液壓栗，啟動扭矩轉(zhuǎn)速傳感器，啟動電機(jī)驅(qū)動軸在套筒組件內(nèi)旋轉(zhuǎn)，待軸旋轉(zhuǎn)速度V穩(wěn)定后旋轉(zhuǎn)三周取一次扭矩轉(zhuǎn)速傳感器扭矩示數(shù)M2，此時M2等于A、C處格萊圈所受阻力矩之和M2=Ma+Mc，由于A、C處環(huán)境一樣，阻力矩Ma=Mc,因此M2=2Ma，關(guān)閉電機(jī)，排出容腔內(nèi)液體，拆下套筒組件，將軸與套筒組件擦拭干凈；
(44)打開液壓栗向容腔內(nèi)加壓注液體，通過壓力傳感器監(jiān)測容腔內(nèi)液體壓強(qiáng)，在第一容腔內(nèi)液體壓強(qiáng)至高壓Pl并維持穩(wěn)定、第二容腔內(nèi)液體壓強(qiáng)至低壓P2并維持穩(wěn)定后關(guān)閉液壓栗，啟動扭矩轉(zhuǎn)速傳感器，啟動電機(jī)驅(qū)動軸在套筒組件內(nèi)旋轉(zhuǎn)，待軸旋轉(zhuǎn)速度V穩(wěn)定后旋轉(zhuǎn)三周取一次扭矩轉(zhuǎn)速傳感器扭矩示數(shù)M3，由于A處環(huán)境與步驟(43)—樣、C處環(huán)境與步驟
(42)—樣，M3等于A、C處格萊圈所受阻力矩跟B處密封圈所受摩擦力矩之和，S卩M3= Ma+ Mc+Mb= Mb+1/2M1+1/2M2，Mb= M3-1/2M1-1/2M2，記錄分析Pl，P2，V，Mb之間的聯(lián)系；
(45 )設(shè)置軸的旋轉(zhuǎn)速度梯度，從200rpm開始，每次遞增200rpm，加至最高3000rpm，每一個速度重復(fù)步驟(41 )-(44);
(46)通過調(diào)壓裝置調(diào)整容腔內(nèi)液體壓強(qiáng)后，重復(fù)上述步驟(41)-(45)。
[0014]進(jìn)一步的，液體壓強(qiáng)P的取值范圍為O—20MPa。
[0015]進(jìn)一步的，在液體壓強(qiáng)中高壓Pl和低壓P2的壓差范圍為O—2 MPa。
[0016]進(jìn)一步的，所述的液體可以是海水、淡水或者液壓油。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明所公開的密封圈旋轉(zhuǎn)動密封特性實(shí)驗(yàn)裝置，電機(jī)驅(qū)動軸在套筒組件內(nèi)旋轉(zhuǎn)，將密封圈安裝至B密封圈安裝部后，軸可穿過密封圈并在其內(nèi)旋轉(zhuǎn)，即可模擬密封圈旋轉(zhuǎn)動時的工作狀態(tài)，在此過程中密封圈和軸構(gòu)成摩擦副，保證了摩擦副介質(zhì)的確定性，即可對密封圈的旋轉(zhuǎn)動摩擦特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在軸旋轉(zhuǎn)過程中，通過扭矩轉(zhuǎn)速傳感器的示數(shù)計(jì)算得出密封圈在一定壓力和速度的狀態(tài)下所受的摩擦力矩，以此來分析在速度相同壓差不同或者壓差相同速度不同情況下密封圈的旋轉(zhuǎn)動摩擦特性。
[0018]本發(fā)明所公開的密封圈旋轉(zhuǎn)動密封特性實(shí)驗(yàn)裝置，通過電機(jī)調(diào)整軸的旋轉(zhuǎn)速度V，并可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要在第一容腔和第二容腔內(nèi)注入相應(yīng)壓強(qiáng)P的液體，液體壓強(qiáng)P可以通過設(shè)置在套筒組件表面的壓力傳感器進(jìn)行監(jiān)測，保證了旋轉(zhuǎn)速度和壓強(qiáng)的確定性。
[0019]本發(fā)明所公開的密封圈旋轉(zhuǎn)動密封特性實(shí)驗(yàn)裝置，在密封圈安裝部內(nèi)安裝密封圈，保證了安裝密封圈的溝槽尺寸的穩(wěn)定性和確定性。設(shè)置格萊圈安裝部并在其上安裝格萊圈，以便將第一容腔和第二容腔與外界分隔開，格萊圈由一個橡膠O型圈及聚四氟乙烯圈組合而成，O型圈施力，摩擦力低，無爬行，啟動力小，耐高壓。
[0020]本發(fā)明所公開的密封圈旋轉(zhuǎn)動密封特性實(shí)驗(yàn)方法，利用上述的密封圈旋轉(zhuǎn)動密封特性實(shí)驗(yàn)裝置，操作方便，誤差小，可以方便的對密封圈的旋轉(zhuǎn)動摩擦特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。
【附圖說明】
[0021 ]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1所公開的實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例1所公開的實(shí)驗(yàn)裝置中套筒組件的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明實(shí)施例1所公開的實(shí)驗(yàn)裝置中套筒組件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明實(shí)施例1所公開的實(shí)驗(yàn)裝置中調(diào)壓裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0023]實(shí)施例1，如圖1所示，本實(shí)施例公開了一種密封圈旋轉(zhuǎn)動密封特性實(shí)驗(yàn)裝置，所述的裝置包括支座4，支座4上安裝扭矩轉(zhuǎn)速傳感器5，該扭矩轉(zhuǎn)速傳感器5的一端通過聯(lián)軸器6與電機(jī)7的輸出軸相連接，另一端通過聯(lián)軸器3與軸2相連接，軸2上套裝有一套筒組件I，所述套筒組件I與支座4固定連接;如圖3所示，在套筒組件I內(nèi)部沿軸2間隔設(shè)置兩個格萊圈安裝部A，C，在兩個格萊圈安裝部A，C之間設(shè)置密封圈安裝部B，將格萊圈和密封圈裝入上述的格萊圈安裝部A，C和密封圈安裝部B后，軸2可穿過格萊圈和密封圈并在其內(nèi)旋轉(zhuǎn)，套筒組件I內(nèi)部還在密封圈安裝部B和格萊圈安裝部A，C之間各設(shè)置一個被軸穿過的容腔D，E，所述的容腔D，E各與套筒組件I表面的一個注液口Pl，P2相通，如圖2所示，所述的套筒組件I表面還安裝有兩個調(diào)壓裝置9和兩個壓力傳感器8，每一個調(diào)壓裝置9均與一個容腔相通以便調(diào)整該容腔內(nèi)的液體壓強(qiáng)，每一個壓力傳感器8均與一個容腔相通以便監(jiān)測該容腔內(nèi)的液體壓強(qiáng)。
[0024]上述的扭矩轉(zhuǎn)速傳感器既可以測量軸的旋轉(zhuǎn)速度，又可以測量軸與格萊圈之間的阻力矩、軸與密封圈之間的摩擦力矩。電機(jī)可以通過該扭矩轉(zhuǎn)速傳感器驅(qū)動軸在套筒組件內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
[0025]本實(shí)施例所公開的密封圈旋轉(zhuǎn)動密封特性實(shí)驗(yàn)裝置，電機(jī)驅(qū)動軸在套筒組件內(nèi)旋轉(zhuǎn)，將密封圈安裝至B密封圈安裝部后，軸可穿過密封圈并在其內(nèi)旋轉(zhuǎn)，即可模擬密封圈旋轉(zhuǎn)動時的工作狀態(tài)，在此過程中密封圈和軸構(gòu)成摩擦副，保證了摩擦副介質(zhì)的確定性，即可對密封圈的旋轉(zhuǎn)動摩擦特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在軸旋轉(zhuǎn)過程中，通過扭矩轉(zhuǎn)速傳感器的示數(shù)計(jì)算得出密封圈在一定壓力和速度的狀態(tài)下所受的摩擦力矩，以此來分析在速度相同壓差不同或者壓差相同速度不同情況下密封圈的旋轉(zhuǎn)動摩擦特性。
[0026]作為一種可供選擇的方式，在本實(shí)施例中，所述的電機(jī)也安裝在支座上;所述的電機(jī)為伺服電機(jī)。所述的注液口通過管路與液壓栗相連接。所述的扭矩轉(zhuǎn)速傳感器和壓力傳感器均與顯示器電連接。
[0027]如圖4所示，所述的調(diào)壓裝置9包括帶空腔的閥體91，閥體91通過閥口92與容腔相通，閥體91空腔內(nèi)設(shè)置矩形彈簧93，該矩形彈簧93的一端與閥芯94相連接，所述閥芯94的凸出部伸入閥口 92內(nèi)，并且在閥芯凸出部和閥口 92之間設(shè)置有密封圈95，矩形彈簧93的另一端則與彈簧座96相連接，與安裝在閥體91上的鎖緊螺母97螺紋連接的調(diào)節(jié)螺桿98可以插入空腔內(nèi)并抵緊彈簧座96，轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺桿98可以通過彈簧座96改變矩形彈簧93的壓縮量。
[0028]作為一種可供選擇的方式，在本實(shí)施例中，所述的閥體上安裝上蓋99，該上蓋99的一端插入閥體91的空腔內(nèi)，上蓋99上安裝鎖緊螺母97，與鎖緊螺母97螺紋連接的調(diào)節(jié)螺桿98穿過上述的上蓋99插入閥體91的空腔內(nèi)并抵緊彈簧座96。在閥芯凸出部和閥口 92之間還設(shè)置有墊圈910，并且墊圈910與密封圈95的位置相鄰。
[0029]調(diào)壓裝置的調(diào)壓原理是:通過調(diào)節(jié)螺桿的旋進(jìn)與旋出來調(diào)節(jié)矩形彈簧的壓縮量，矩形彈簧壓縮閥芯，對容腔內(nèi)液體產(chǎn)生一定的壓力，從而控制容腔內(nèi)液體的壓強(qiáng)。
[0030]本實(shí)施例還公開了一種密封圈旋轉(zhuǎn)動密封特性實(shí)驗(yàn)方法，使用上述的密封圈旋轉(zhuǎn)動密封特性實(shí)驗(yàn)裝置，包括如下步驟:
(1)格萊圈安裝部A和C，密封圈安裝部B，A，B之間為第一容腔D，B，C之間為第二容腔E;
(2)啟動電機(jī)驅(qū)動軸在套筒組件內(nèi)旋轉(zhuǎn)，同時液壓栗連通注液口后小功率運(yùn)轉(zhuǎn)對容腔排氣，在軸旋轉(zhuǎn)的同時排出容腔內(nèi)的空氣，在容腔內(nèi)的空氣排凈后(約8?9秒)，關(guān)閉電機(jī)和液壓栗;也可以在A，C安裝格萊圈后，液壓栗通過與第一容腔D相通的注液口向第一容腔D施壓，從與第二容腔E相通的注液口排氣，在容腔內(nèi)的空氣排凈后(約6?7秒)，關(guān)閉電機(jī)和液壓栗;
(3)在第一容腔D內(nèi)的液體壓強(qiáng)等于第二容腔E內(nèi)的液體壓強(qiáng)P時:
(31)在A和C安裝格萊圈，B先不安裝密封圈；
(32)打開液壓栗向容腔內(nèi)加壓注液體，通過壓力傳感器監(jiān)測容腔內(nèi)液體壓強(qiáng)，在容腔內(nèi)液體壓強(qiáng)為P并維持穩(wěn)定后關(guān)閉液壓栗，啟動扭矩轉(zhuǎn)速傳感器，啟動電機(jī)驅(qū)動軸在套筒組件內(nèi)旋轉(zhuǎn)，待軸旋轉(zhuǎn)速度V穩(wěn)定后旋轉(zhuǎn)三周取一次扭矩轉(zhuǎn)速傳感器扭矩示數(shù)M，此時M(取六次以上示數(shù)后的平均值)等于A、C處格萊圈所受阻力矩之和，由于A、C處環(huán)境一樣，阻力矩Ma=Mc;
(33 )關(guān)閉電機(jī)，排出容腔內(nèi)液體，拆下套筒組件，將軸與套筒組件擦拭干凈，在B安裝需要測試的密封圈，A和C保持不變;打開液壓栗向容腔內(nèi)加壓注同樣壓強(qiáng)P的液體，啟動扭矩轉(zhuǎn)速傳感器，啟動電機(jī)驅(qū)動軸在套筒組件內(nèi)旋轉(zhuǎn)，待軸旋轉(zhuǎn)速度V穩(wěn)定后旋轉(zhuǎn)三周取一次扭矩轉(zhuǎn)速傳感器扭矩示數(shù)Ml，B處密封圈所受摩擦力矩Mb=M1-M,其中Ml為取六次以上示數(shù)后的平均值，記錄分析P，V，Mb之間的聯(lián)系；
(34)設(shè)置軸的旋轉(zhuǎn)速度梯度，從200rpm開始，每次遞增200rpm，加至最高3000rpm，每一個速度重復(fù)步驟(31)-(33);
(35)通過調(diào)壓裝置調(diào)整容腔內(nèi)液體壓強(qiáng)后，重復(fù)上述步驟(31)-(34);
(4)在第一容腔D內(nèi)的液體壓強(qiáng)不等于第二容腔E內(nèi)的液體壓強(qiáng)時，高壓Pl，低壓P2:
(41)在A和C安裝格萊圈，B先不安裝密封圈；
(42)打開液壓栗向容腔內(nèi)加壓注液體，通過壓力傳感器監(jiān)測容腔內(nèi)液體壓強(qiáng)，在容腔內(nèi)液體壓強(qiáng)至低壓P2并維持穩(wěn)定后關(guān)閉液壓栗，啟動扭矩轉(zhuǎn)速傳感器，啟動電機(jī)驅(qū)動軸在套筒組件內(nèi)旋轉(zhuǎn)，待軸旋轉(zhuǎn)速度V穩(wěn)定后旋轉(zhuǎn)三周取一次扭矩轉(zhuǎn)速傳感器扭矩示數(shù)Ml，此時Ml(取六次以上示數(shù)后的平均值)等于A、C處格萊圈所受阻力矩之和Ml=Ma+Mc，由于A、C處環(huán)境一樣，阻力矩Ma=M。，因此M1=2M。，關(guān)閉電機(jī)，排出容腔內(nèi)液體，拆下套筒組件，將軸與套筒組件擦拭干凈；
(43)打開液壓栗向容腔內(nèi)加壓注液體，通過壓力傳感器監(jiān)測容腔內(nèi)液體壓強(qiáng)，在容腔內(nèi)液體壓強(qiáng)至高壓Pl并維持穩(wěn)定后關(guān)閉液壓栗，啟動扭矩轉(zhuǎn)速傳感器，啟動電機(jī)驅(qū)動軸在套筒組件內(nèi)旋轉(zhuǎn)，待軸旋轉(zhuǎn)速度V穩(wěn)定后旋轉(zhuǎn)三周取一次扭矩轉(zhuǎn)速傳感器扭矩示數(shù)M2，此時M2(取六次以上示數(shù)后的平均值)等于A、C處格萊圈所受阻力矩之和M2=MA+MC，由于A、C處環(huán)境一樣，阻力矩Ma=Mc，因此M2=2Ma，關(guān)閉電機(jī)，排出容腔內(nèi)液體，拆下套筒組件，將軸與套筒組件擦拭干凈；
(44)打開液壓栗向容腔內(nèi)加壓注液體，通過壓力傳感器監(jiān)測容腔內(nèi)液體壓強(qiáng)，在第一容腔D內(nèi)液體壓強(qiáng)至高壓Pl并維持穩(wěn)定、第二容腔E內(nèi)液體壓強(qiáng)至低壓P2并維持穩(wěn)定后關(guān)閉液壓栗，啟動扭矩轉(zhuǎn)速傳感器，啟動電機(jī)驅(qū)動軸在套筒組件內(nèi)旋轉(zhuǎn)，待軸旋轉(zhuǎn)速度V穩(wěn)定后旋轉(zhuǎn)三周取一次扭矩轉(zhuǎn)速傳感器扭矩示數(shù)M3，由于A處環(huán)境與步驟(43)—樣、C處環(huán)境與步驟(42)—樣，M3等于A、C處格萊圈所受阻力矩跟B處密封圈所受摩擦力矩之和，S卩M3= Ma+ Mc+Mb= Mb+1/2M1+1/2M2，其中M3為取六次以上示數(shù)后的平均值，Mb= M3-1/2M1-1/2M2，記錄分析卩1，？2，￥，1&之間的聯(lián)系；
(45 )設(shè)置軸的旋轉(zhuǎn)速度梯度，從200rpm開始，每次遞增200rpm，加至最高3000rpm，每一個速度重復(fù)步驟(41 )-(44);
(46)通過調(diào)壓裝置調(diào)整容腔內(nèi)液體壓強(qiáng)后，重復(fù)上述步驟(41)-(45)。
[0031]作為一種可供選擇的方式，在本實(shí)施例中，液體壓強(qiáng)P的取值范圍為O—20MPa。在液體壓強(qiáng)中高壓Pl和低壓P2的壓差范圍為O—2 MPa。所述的液體可以是海水、淡水或者液壓油。
[0032]在單項(xiàng)分析以后，整理數(shù)據(jù)，取合理系列V、P、M、S數(shù)據(jù)利用繪圖軟件繪制摩擦特性圖(￥^、5-10，試找出相應(yīng)函數(shù)表達(dá)式，所得的函數(shù)表達(dá)式可使用本實(shí)施例所公開的實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行驗(yàn)證。
[0033]實(shí)驗(yàn)完畢后，關(guān)閉電機(jī)，排出容腔內(nèi)液體，拆下套筒組件，取下格萊圈和密封圈，將軸與套筒組件擦拭干凈。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種密封圈旋轉(zhuǎn)動密封特性實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的裝置包括支座，支座上安裝扭矩轉(zhuǎn)速傳感器，該扭矩轉(zhuǎn)速傳感器的一端通過聯(lián)軸器與電機(jī)的輸出軸相連接，另一端通過聯(lián)軸器與軸相連接，軸上套裝有一套筒組件，所述套筒組件與支座固定連接;在套筒組件內(nèi)部沿軸間隔設(shè)置兩個格萊圈安裝部，在兩個格萊圈安裝部之間設(shè)置密封圈安裝部，將格萊圈和密封圈裝入上述的格萊圈安裝部和密封圈安裝部后，軸可穿過格萊圈和密封圈并在其內(nèi)旋轉(zhuǎn)，套筒組件內(nèi)部還在密封圈安裝部和格萊圈安裝部之間各設(shè)置一個被軸穿過的容腔，所述的容腔各與套筒組件表面的一個注液口相通，所述的套筒組件表面還安裝有兩個調(diào)壓裝置和兩個壓力傳感器，每一個調(diào)壓裝置均與一個容腔相通以便調(diào)整該容腔內(nèi)的液體壓強(qiáng)，每一個壓力傳感器均與一個容腔相通以便監(jiān)測該容腔內(nèi)的液體壓強(qiáng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封圈旋轉(zhuǎn)動密封特性實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的電機(jī)也安裝在支座上;所述的電機(jī)為伺服電機(jī)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封圈旋轉(zhuǎn)動密封特性實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的注液口通過管路與液壓栗相連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封圈旋轉(zhuǎn)動密封特性實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的扭矩轉(zhuǎn)速傳感器和壓力傳感器均與顯示器電連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封圈旋轉(zhuǎn)動密封特性實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的調(diào)壓裝置包括帶空腔的閥體，閥體通過閥口與容腔相通，閥體空腔內(nèi)設(shè)置矩形彈簧，該矩形彈簧的一端與閥芯相連接，所述閥芯的凸出部伸入閥口內(nèi)，并且在閥芯凸出部和閥口之間設(shè)置有密封圈，矩形彈簧的另一端則與彈簧座相連接，與安裝在閥體上的鎖緊螺母螺紋連接的調(diào)節(jié)螺桿可以插入空腔內(nèi)并抵緊彈簧座，轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺桿可以通過彈簧座改變矩形彈簧的壓縮量。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的密封圈旋轉(zhuǎn)動密封特性實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的閥體上安裝上蓋，該上蓋的一端插入閥體的空腔內(nèi)，上蓋上安裝鎖緊螺母，與鎖緊螺母螺紋連接的調(diào)節(jié)螺桿穿過上述的上蓋插入閥體的空腔內(nèi)并抵緊彈簧座。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的密封圈旋轉(zhuǎn)動密封特性實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:在閥芯凸出部和閥口之間還設(shè)置有墊圈，并且墊圈與密封圈的位置相鄰。8.—種密封圈旋轉(zhuǎn)動密封特性實(shí)驗(yàn)方法，使用上述的密封圈旋轉(zhuǎn)動密封特性實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，包括如下步驟: (1)格萊圈安裝部A和C，密封圈安裝部B，A，B之間為第一容腔，B，C之間為第二容腔； (2)啟動電機(jī)驅(qū)動軸在套筒組件內(nèi)旋轉(zhuǎn)，同時液壓栗連通注液口后小功率運(yùn)轉(zhuǎn)對容腔排氣，在軸旋轉(zhuǎn)的同時排出容腔內(nèi)的空氣，在容腔內(nèi)的空氣排凈后，關(guān)閉電機(jī)和液壓栗;也可以在A，C安裝格萊圈后，液壓栗通過與第一容腔相通的注液口向第一容腔施壓，從與第二容腔相通的注液口排氣，在容腔內(nèi)的空氣排凈后，關(guān)閉電機(jī)和液壓栗； (3)在第一容腔內(nèi)的液體壓強(qiáng)等于第二容腔內(nèi)的液體壓強(qiáng)P時: (31)在A和C安裝格萊圈，B先不安裝密封圈； (32)打開液壓栗向容腔內(nèi)加壓注液體，通過壓力傳感器監(jiān)測容腔內(nèi)液體壓強(qiáng)，在容腔內(nèi)液體壓強(qiáng)為P并維持穩(wěn)定后關(guān)閉液壓栗，啟動扭矩轉(zhuǎn)速傳感器，啟動電機(jī)驅(qū)動軸在套筒組件內(nèi)旋轉(zhuǎn)，待軸旋轉(zhuǎn)速度V穩(wěn)定后旋轉(zhuǎn)三周取一次扭矩轉(zhuǎn)速傳感器扭矩示數(shù)M，此時M等于A、C處格萊圈所受阻力矩之和，由于A、C處環(huán)境一樣，阻力矩Ma=Mc ; (33 )關(guān)閉電機(jī)，排出容腔內(nèi)液體，拆下套筒組件，將軸與套筒組件擦拭干凈，在B安裝需要測試的密封圈，A和C保持不變;打開液壓栗向容腔內(nèi)加壓注同樣壓強(qiáng)P的液體，啟動扭矩轉(zhuǎn)速傳感器，啟動電機(jī)驅(qū)動軸在套筒組件內(nèi)旋轉(zhuǎn)，待軸旋轉(zhuǎn)速度V穩(wěn)定后旋轉(zhuǎn)三周取一次扭矩轉(zhuǎn)速傳感器扭矩示數(shù)Ml，B處密封圈所受摩擦力矩Mb=M1-M，記錄分析P，V，MB之間的聯(lián)系； (34)設(shè)置軸的旋轉(zhuǎn)速度梯度，從200rpm開始，每次遞增200rpm，加至最高3000rpm，每一個速度重復(fù)步驟(31)-(33); (35)通過調(diào)壓裝置調(diào)整容腔內(nèi)液體壓強(qiáng)后，重復(fù)上述步驟(31)-(34); (4)在第一容腔內(nèi)的液體壓強(qiáng)不等于第二容腔內(nèi)的液體壓強(qiáng)時，高壓Pl，低壓P2: (41)在A和C安裝格萊圈，B先不安裝密封圈； (42)打開液壓栗向容腔內(nèi)加壓注液體，通過壓力傳感器監(jiān)測容腔內(nèi)液體壓強(qiáng)，在容腔內(nèi)液體壓強(qiáng)至低壓P2并維持穩(wěn)定后關(guān)閉液壓栗，啟動扭矩轉(zhuǎn)速傳感器，啟動電機(jī)驅(qū)動軸在套筒組件內(nèi)旋轉(zhuǎn)，待軸旋轉(zhuǎn)速度V穩(wěn)定后旋轉(zhuǎn)三周取一次扭矩轉(zhuǎn)速傳感器扭矩示數(shù)Ml，此時Ml等于A、C處格萊圈所受阻力矩之和Ml=Ma+Mc，由于A、C處環(huán)境一樣，阻力矩1=]\^，因此Ml =2Mc，關(guān)閉電機(jī)，排出容腔內(nèi)液體，拆下套筒組件，將軸與套筒組件擦拭干凈； (43)打開液壓栗向容腔內(nèi)加壓注液體，通過壓力傳感器監(jiān)測容腔內(nèi)液體壓強(qiáng)，在容腔內(nèi)液體壓強(qiáng)至高壓Pl并維持穩(wěn)定后關(guān)閉液壓栗，啟動扭矩轉(zhuǎn)速傳感器，啟動電機(jī)驅(qū)動軸在套筒組件內(nèi)旋轉(zhuǎn)，待軸旋轉(zhuǎn)速度V穩(wěn)定后旋轉(zhuǎn)三周取一次扭矩轉(zhuǎn)速傳感器扭矩示數(shù)M2，此時M2等于A、C處格萊圈所受阻力矩之和M2=Ma+Mc，由于A、C處環(huán)境一樣，阻力矩Ma=Mc,因此M2=2Ma，關(guān)閉電機(jī)，排出容腔內(nèi)液體，拆下套筒組件，將軸與套筒組件擦拭干凈； (44)打開液壓栗向容腔內(nèi)加壓注液體，通過壓力傳感器監(jiān)測容腔內(nèi)液體壓強(qiáng)，在第一容腔內(nèi)液體壓強(qiáng)至高壓Pl并維持穩(wěn)定、第二容腔內(nèi)液體壓強(qiáng)至低壓P2并維持穩(wěn)定后關(guān)閉液壓栗，啟動扭矩轉(zhuǎn)速傳感器，啟動電機(jī)驅(qū)動軸在套筒組件內(nèi)旋轉(zhuǎn)，待軸旋轉(zhuǎn)速度V穩(wěn)定后旋轉(zhuǎn)三周取一次扭矩轉(zhuǎn)速傳感器扭矩示數(shù)M3，由于A處環(huán)境與步驟(43)—樣、C處環(huán)境與步驟(42)—樣，M3等于A、C處格萊圈所受阻力矩跟B處密封圈所受摩擦力矩之和，S卩M3= Ma+ Mc+Mb= Mb+1/2M1+1/2M2，Mb= M3-1/2M1-1/2M2，記錄分析Pl，P2，V，Mb之間的聯(lián)系； (45)設(shè)置軸的旋轉(zhuǎn)速度梯度，從200rpm開始，每次遞增200rpm，加至最高3000rpm，每一個速度重復(fù)步驟(41 )-(44); (46)通過調(diào)壓裝置調(diào)整容腔內(nèi)液體壓強(qiáng)后，重復(fù)上述步驟(41)-(45)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的密封圈旋轉(zhuǎn)動密封特性實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于:液體壓強(qiáng)P的取值范圍為O—20MPa。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的密封圈旋轉(zhuǎn)動密封特性實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于:在液體壓強(qiáng)中高壓Pl和低壓P2的壓差范圍為O—2 MPa。11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的密封圈旋轉(zhuǎn)動密封特性實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于:所述的液體可以是海水、淡水或者液壓油。
【文檔編號】G01M13/00GK106092562SQ201610767673
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月30日
【發(fā)明人】楊友勝, 司傳嶺, 李洋, 王曉東
【申請人】中國海洋大學(xué)