CN102706551A - 一种唇封测试实验台 - Google Patents

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Abstract

一种唇封测试实验台，包括T型槽平台，T型槽平台安装有交流电机，交流电机固定有轴套，轴套上安装有油腔，油腔与静态扭矩传感器键连接，静态扭矩传感器的右端通过键连接装入连接法兰中；轴套上套接有油凸尖，右侧安装有塑料端盖；T型槽平台上通过螺栓连接固定有限油腔；限油腔的底部开有漏油孔，唇型密封圈安装在油腔中；本发明能够在模拟实际工况下，检验唇型密封圈功能和关键零部件的可行性及可靠性，实现了密封圈工作状态下的密封性能试验；实现了扩大测试密封圈内径范围的研究；实现了轴套拆卸过程与方法研究；实现温度对密封效果的影响研究，主要测量轴套与密封圈接触区以及供油腔室内的温度变化；可同时对多个被试密封圈进行实验。

Description

一种唇封测试实验台
技术领域
本发明涉及一种用于检测密封元件的综合性能的实验台，特别涉及一种唇封测试实验台。
背景技术
机械设备能否正常运转，性能可否良好发挥，是与密封结构的设计、密封元件密封性能的好坏息息相关的。如果密封失效，那么工作介质或润滑液的泄漏所造成的损失是十分惊人的，既增加机器的摩擦、磨损与功率消耗，缩短机器的工作寿命，也会因泄漏而造成环境的污染，腐蚀设备和工作环境。更严重的还会因此而失火爆炸，引发人身、设备的安全事故。所以，开展对密封技术的研究已是当前技术工作中的重点攻关项目之一。唇型密封圈因其结构简单、紧凑，性能可靠，能够实现一定意义上的“零泄漏”，并且有广泛的适应性，而成为最常用的密封件之一。
目前，对唇型密封圈性能的检测还缺乏有效的技术手段，普遍采用的方法主要有两种：一种是运用通用摩擦磨损试验机对密封材料进行摩擦学试验，主要是检测材料的摩擦系数，耐磨性等摩擦学性能，与密封元件实际的使用情况相差甚远，因此该试验方法无法反应密封元件在实际工况下的防泄漏能力，也无法评判密封元件的加工装配质量；因此，如果密封圈仅凭此试验所得的结果就应用于实际工作系统中，则很可能会给机器设备造成严重的不良影响；另一种是利用台架实验模拟实际工况，测量密封圈工作时的泄漏量。但是，泄漏量仅是密封圈综合性能指标中的一项，因此该实验方法无法综合评价密封圈的性能。因此，针对唇型密封圈，发明了一种测试范围广、测试精度高以及能够综合评价密封圈性能的测试实验台。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种唇封测试实验台，能够在模拟实际工况下，综合评价唇型密封圈的性能，并可同时对两个被试密封圈进行实验。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种唇封测试实验台，包括T型槽平台13，T型槽平台13的一端设置有法兰支座11，另一端上安装有电机底座18，电机底座18上安装有交流电机1，交流电机1的轴上通过圆螺母4固定有轴套2，轴套2上安装有油腔8，油腔8与静态扭矩传感器10键连接，静态扭矩传感器10的右端通过键连接装入连接法兰12中，连接法兰12右端通过螺栓与法兰支座11固定；轴套2上套接有油凸尖5，轴套2的右侧安装有塑料端盖7，唇型密封圈16的唇口在轴套2右端与油凸尖5之间；T型槽平台13上通过螺栓连接固定有限油腔6；限油腔6的位置在油凸尖5和油腔8的左端；限油腔6的底部开有漏油孔17，第二塑料端盖15以及唇型密封圈16安装在油腔8中。
所述的法兰支座11上的孔心与交流电机1的中心轴在一条直线上。
在法兰支座11上开有凹槽20。
本发明采用了最小的成本验证唇型密封圈的综合性能以及可靠性，还可以用于其他形式密封圈的等比性能实验。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为油腔结构示意图。
图3为法兰支座结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
参照附图1，一种唇封测试实验台，包括T型槽平台13，T型槽平台13的一端设置有法兰支座11，另一端上安装有电机底座18，为避免其他零部件与法兰支座11的干涉，在法兰支座上开有凹槽20。电机底座18上安装有交流电机1以及外接外部设备变频器，实现无极调速，范围在0～6000rpm，交流电机1的轴上通过圆螺母4固定有轴套2，轴套2上通过拆卸螺纹孔3安装有油腔8，油腔8与静态扭矩传感器10键连接，静态扭矩传感器10的右端通过键连接装入连接法兰12中，连接法兰12右端通过螺栓与法兰支座11固定；轴套2上套接有油凸尖5，轴套2的右侧安装有塑料端盖7，唇型密封圈16的唇口在轴套2右端与油凸尖5之间；T型槽平台13上通过螺栓连接固定有限油腔6；限油腔6的位置在油凸尖5和油腔8的左端，这样能够限制住所有的泄露区；限油腔6的底部开有漏油孔17，第二塑料端盖15以及唇型密封圈16安装在油腔8中，第二塑料端盖15用于防止油进入静态扭矩传感器10。
所述的法兰支座11上的孔心与交流电机1的中心轴在一条直线上。
本发明的工作原理为：工作时，交流电机1与变频器连接，通过变频器改变频率实现交流电机0～6000rpm的无极变速；油腔8上的进油口9以及出油口14分别与供油泵的进出口相连通，来提供实验时的循环油；限油腔6加上一个小烧杯承接泄露的油，通过精密天平称重得出密封圈的泄漏量；静态扭矩传感器10与计算机连接，实时显示整个运转过程中的摩擦力矩。
参照附图1，本发明由支撑系统，动力系统，供油循环系统，扭矩测量系统，泄漏量测量系统，温度测量系统以及密封圈测试系统组成。支撑系统是由电机底座18，法兰支座11以及T型槽平台13组成；为避免其他零部件与法兰支座11的干涉，在法兰支座上开有一个大的凹槽20。
动力系统是由交流电机1以及变频器组成；实现无极调速，范围在0～6000rpm。由于电机两端都有旋转轴，因此实验过程中，可同时对两个被试密封圈进行实验。
供油循环系统，包括油腔8以及为油腔8供油的供油系统，油腔8上有进油口9以及出油口14；进油口9以及出油口14分别与供油系统相连通。
扭矩测量系统由静态扭矩传感器10以及连接法兰12组成；连接法兰12右端通过螺栓与法兰支座11固定。扭矩测试范围为0～5Nm。
泄漏量测量系统，包括限油腔6、甩油凸尖5、漏油孔17、承接泄漏油的烧杯以及用于称重的精密天平。
温度测量系统，包括热电偶19以及测量唇型密封圈16与轴套2接触区温度的热像仪。
密封圈测试系统由油腔8、唇型密封圈16以及轴套2组成；为适应不同内径的唇型密封圈16，可更换轴套2及油腔8的尺寸；更换轴套2时，由于摩擦力较大，可利用四个拆卸螺纹孔来实现快速拆卸；唇型密封圈16的内径测试范围在50～150mm。
如图2所示，为油腔结构示意图，包括油腔8，进油口9，出油口14以及热电偶19。实验过程中，热电偶19插入油腔8，可实时测出油温的变化。
如图3所示，为法兰支座结构示意图，包括法兰支座11以及支座凹槽20,。选定好所测试的唇型密封圈16后，实验过程中，支撑系统调整好后固定不动，通过拆装连接法兰12来更换密封圈16。
利用本发明成功地实现了密封圈工作状态下的密封综合性能试验；实现了扩大测试密封圈内径范围的研究；实现了轴套拆卸过程与方法研究；实现了温度对密封效果的影响研究，主要测量轴套与密封圈接触区以及供油腔室内的温度变化；实现了实验台可同时对多个被试密封圈进行实验。
图中：交流电机1，轴套2，拆卸螺纹孔3，圆螺母4，甩油凸尖5，限油腔6，塑料端盖7，油腔8，进油口9，静态扭矩传感器10，法兰支座11，连接法兰12，T型槽平台13，出油口14，第二塑料端盖15，唇型密封圈16，漏油孔17，电机底座18，热电偶19、支座凹槽20。

Claims (3)

1.一种唇封测试实验台，其特征在于，包括T型槽平台（13），T型槽平台（13）的一端设置有法兰支座（11），另一端上安装有电机底座（18），电机底座（18）上安装有交流电机（1），交流电机（1）的轴上通过圆螺母（4）固定有轴套（2），轴套（2）上安装有油腔（8），油腔（8）与静态扭矩传感器（10）键连接，静态扭矩传感器（10）的右端通过键连接装入连接法兰（12）中，连接法兰（12）右端通过螺栓与法兰支座（11）固定；轴套（2）上套接有油凸尖（5），轴套（2）的右侧安装有塑料端盖（7），唇型密封圈（16）的唇口在轴套（2）右端与油凸尖（5）之间；T型槽平台（13）上通过螺栓连接固定有限油腔（6）；限油腔（6）的位置在油凸尖（5）和油腔（8）的左端；限油腔（6）的底部开有漏油孔（17），第二塑料端盖（15）以及唇型密封圈（16）安装在油腔（8）中。
2.根据权利要求1所述的一种唇封测试实验台，其特征在于，所述的法兰支座（11）上的孔心与交流电机（1）的中心轴在一条直线上。
3.根据权利要求1所述的一种唇封测试实验台，其特征在于，在法兰支座（11）上开有凹槽（20）。
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