CN102879189B - 非金属o形圈性能测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能实现O形圈的摩擦性能、应力松弛性能，以及机械密封动、静环用O形圈的密封性能测定的非金属O形圈性能测试装置，该装置包括上环、穿芯拉杆、芯轴、中环、下环、力传感器、连接拉杆、螺母I、差动螺杆、传动套、紧定螺钉、凸缘支架、步进电机、螺母II、筒形支架、螺栓I、螺栓II、O形圈II、O形圈IV、导向平键I、四脚支架、螺栓III、键、螺栓IV、螺栓V、导向平键II、O形圈V、截止阀。装置采用在中环上开设O形圈环槽的结构，克服了介质加载过程中，由于密封腔内介质作用净面积的存在，而产生轴向附加力对被测静环用O形圈的初始密封比压的影响，采用差动螺旋机构进行轴向载荷的精确调节，保证了O形圈加载过程平稳。

Description

非金属O形圈性能测试装置

技术领域

本发明属于非金属O形圈性能测试技术领域，特别是涉及长周期运行的机械密封动、静环用O形圈的摩擦性能、密封性能和应力松弛性能测试装置。

背景技术

非金属O形圈因其结构简单，装拆方便、材料品种多、成本低廉、动摩擦阻力较小、尺寸和沟槽都已标准化，互换性强，常被用于各种机械设备的静态密封或动态密封，防止设备内、外具有一定温度和压力的液体或气体介质的泄漏、侵入。目前，在机床、船舶、汽车、航空航天设备、化工机械、工程机械、矿山机械、石油机械、以及各类仪器仪表上，尤其在液压与气压传动系统、机械密封中，大量应用着各种类型的非金属O形圈密封元件。随着生产装备技术的发展，人们对非金属O形圈的应用参数和质量提出了新的要求。一方面，高参数装备的投入使用，需要高性能长周期运行的非金属O形圈作为密封保证；另一方面，O形圈的失效或损坏，往往导致装置泄漏无法正常工作，造成物料流失、能源浪费、环境污染，甚至酿成火灾、爆炸、危及人身安全，最典型的如1986年1月28日，美国“挑战者”号航天飞机因左侧火箭助推器连接处的一个O形圈密封失效引起泄漏，导致航天飞机升空后不久爆炸，7名宇航员全部遇难，造成航天史上最大的悲剧。

为此，人们针对不同工况的需求，开展了非金属O形圈性能及其测试装置的研究。北京航空航天大学在研究O形圈密封载荷衰减规律时设计制造了一台O形圈载荷衰减试验设备；该设备主要包括3个部分：用于压缩O形圈的两块圆形铝板，用于测量O形圈的压缩载荷的S型力传感器和用于对O形圈施加载荷的螺旋加力装置；试验时，把要试验的O形圈放在两块圆形铝板之间，用螺旋杆压缩O形圈至一定的压缩量后，通过S型力传感器测量其压缩载荷随时间的变化，并由与各传感器相连的计算机记录测量数据。清华大学等对液压传动系统中活塞与缸体用O形圈的往复密封性能进行了较为深入的研究，所设计的测试装置包括试验缸、直线导轨、电动缸、力传感器、位移传感器和控制柜；试验缸设有油气入口、油气出口及2个泄漏口。介质腔体由完全对称的2个活塞和试验圈组成；活塞间隙配合于活塞传动轴上，轴肩定位，螺母锁紧，采用这种结构的目的是为了灵活地更换加工有不同槽型的活塞，以便测试不同形状的密封环(如O形圈、Y形圈)的密封性能和摩擦性能。北京化工大学设计了一套用于测定机械密封补偿机构中辅助O形圈摩擦力的测试系统，该测试系统包括测试O形圈的试验单元(包括介质腔、O形圈、轴)、密封压力源、往复运动系统(包括往复液压缸及控制系统)、测量系统(包括力传感器、数据采集)和控制系统(采用NSTRON高频疲劳试验机控制系统)等；利用这一控制系统实现了O形圈在介质腔中的往复运动，并获得了水润滑情况下橡胶O形圈的摩擦力。

目前的公知技术表明，O形圈性能测试装置的研究相对滞后于工业装备的发展要求，机械密封动、静环用O形圈的性能测试装置更是如此。其存在的不足主要表现在：(1)介质加载过程中，作用在介质腔内的介质压力会给被测试O形圈的初始密封比压产生影响；(2)未能体现动、静环磨损后动环用O形圈随动时以及静环用O形圈应力松弛状态下各自的密封性能；(3)O形圈的轴向载荷加载不平稳，不精确；(4)难以在一台试验机完成O形圈的摩擦性能、密封性能和应力松弛性能的测试。

动、静环用O形圈是机械密封的辅助密封，其工作状态类似于静密封，但其摩擦性能体现着补偿环的追随性，其密封性能直接影响机械密封的整体密封性能；动、静环用O形圈的受力状态和运动状态有其本身的特点，静环与静环座的O形圈四面受压，动环与轴(或轴套)之间的O形圈追随动环，存在微动。

发明内容

针对上述装置的不足，以及动、静环用O形圈的受力状态和运动状态的特点，本发明提出一种非金属O形圈性能测试装置，以实现O形圈的摩擦性能、应力松弛性能以及机械密封动、静环用O形圈的密封性能测定。

本发明的目的是这样实现的：

本发明非金属O形圈性能测试装置，包括上环、穿心拉杆、心轴、中环、下环、力传感器、连接拉杆、螺母I、差动螺杆、套筒联轴器、紧定螺钉、凸缘支架、步进电机、螺母II、筒形支架、螺栓I、螺栓II、O形圈II、O形圈IV、导向平键I、四脚支架、螺栓III、键、螺栓IV、螺栓V、导向平键II、截止阀，其特征是：上环、中环、下环通过O形圈II、O形圈IV和螺栓I连接成腔体外壳，再与心轴、被测试的O形圈构成介质腔；穿心拉杆、心轴、力传感器、连接拉杆、螺母I、差动螺杆、螺母II、套筒联轴器、导向平键I、导向平键II、键、紧定螺钉、步进电机构成心轴轴向位移调节机构；所述的差动螺杆上两段螺纹分别与螺母I和螺母II旋合，螺母II固定不动，螺母I在差动螺杆的带动下可作轴向的慢速或快速移动，并通过连接拉杆、力传感器、穿心拉杆带动心轴在介质腔中移动，实现O形圈性能测试时对心轴位移和上、下移动速度的精确控制。

上述的心轴轴向位移调节机构中，螺母I用导向平键II实现周向固定后只能作轴向移动；差动螺杆与螺母I和螺母II旋合的两段螺纹的螺距分别为P1、P2，且P2＞P1，螺旋线均为右旋，在步进电机和套筒联轴器的带动下，一边转动、一边作轴向移动，同时也带动螺母I作轴向移动；当步进电机逆时针转动(如图3)一圈时，差动螺杆相对于螺母II下移P2，螺母I相对于差动螺杆上移P1，则螺母I相对于螺母II下移S1＝P2-P1；当步进电机顺时针转动一圈时，差动螺杆相对于螺母II上移P2，螺母I相对于差动螺杆下移P1，则螺母I相对于螺母II上移了S1＝P2-P1；与此同时，与螺母I相连的力传感器，以及穿心拉杆、心轴也慢速下移或上移了S1＝P2-P1。

差动螺杆与螺母I旋合的螺纹螺距为P1、螺旋线为左旋，与螺母II旋合的螺纹螺距为P2、螺旋线为右旋，且P2＞P1，当步进电机和套筒联轴器带动差动螺杆逆时针转动(如图5)一圈时，差动螺杆相对于螺母II下移P2，螺母I相对于差动螺杆下移P1，则螺母I相对于螺母II下移S2＝P2+P1；当步进电机顺时针转动一圈时，差动螺杆相对于螺母II上移P2，螺母I相对于差动螺杆上移P1，则螺母I相对于螺母II上移了S2＝P2+P1；与此同时，与螺母I相连的力传感器，以及穿心拉杆、心轴也快速下移或上移了S2＝P2+P1。

上述的介质腔，其中环的上部、下部分别开设开口环槽，有O形圈安装要求时，先安装O形圈于开口环槽中，再与上环、下环连接后组成完整的环槽；中环的中部轴对称开设2个径向圆形通孔，右则为介质入口，左则为介质出口，在左则出口处装有一个截止阀，2个径向圆形通孔与中环内孔交汇处，开设有贮液环槽；上环和下环左侧各自开设1个径向圆形泄漏通孔，在径向圆形泄漏通孔与上环和下环内孔交汇处，开设有贮液环槽。

上述的被测试的O形密封圈为O形圈I和O形圈III，分别放置在中环上部、下部与上环和下环组成的环形槽中，O形圈I和O形圈III的内孔紧贴在心轴中部的圆柱面上，构成O形圈摩擦性能测试用介质腔。由于在所述的介质腔内心轴没有直径变化，因而在介质腔加载时心轴不会产生附加轴向力。采用差动螺杆与螺母I和螺母II旋合的螺纹螺距不同而螺线旋向相同的心轴轴向位移调节机构，使心轴在被测试的O形圈I、O形圈III中轴向慢速移动，测试慢速运动下的O形圈摩擦性能，通过对上环和下环的测漏口I、测漏口II处泄漏量的测量，便能获得不同介质压力下O形圈I和O形圈III的密封性能；采用差动螺杆与螺母I旋合的螺纹为左旋，与螺母II旋合的螺纹为右旋的心轴轴向位移调节机构，能实现心轴在被测试的O形圈I、O形圈III中轴向快速移动，测试快速运动下的O形圈I和O形圈III的摩擦性能及密封性能；通过不同速度下O形圈摩擦性能及密封性能的测试，便获得速度对O形圈摩擦性能及密封性能的影响规律。通过改变心轴的外径或中环上开口环槽的槽深，从而改变被测试的O形圈的预压缩率，如前操作，便能获得预压缩率对O形圈摩擦性能及密封性能的影响规律。由于被测试的2只O形圈的型号尺寸相同，采用测试值的平均值表征被测试的O形圈的摩擦性能和密封性能，减小了O形圈性能测试的随机性，增加了稳定性。

上述的被测试的O形密封圈为O形圈I和O形圈V，分别放置在中环上部的环形槽，以及由心轴下端的轴肩与下环下部的支承凸台构成的环槽中，O形圈I和O形圈III的内孔分别紧贴在心轴中部和下部两段直径不同的圆柱面上，构成O形圈的密封性能测试用介质腔。使O形圈V与轴肩充分接触，则在所述的介质腔内心轴直径便没有变化，介质腔加载时心轴将不会产生附加轴向力。采用差动螺杆上部和中部加工有螺线旋向相同，螺距不同的螺纹的心轴轴向位移调节机构，实现了O形圈I(动环用O形圈)在轴上微小滑动，以及心轴下部轴肩压入或松开O形圈V(静环用O形圈)的轴向位移的微量调节，保证作用于O形圈V上的载荷的精确控制。通过调节作用于O形圈V上的载荷大小，从上环和下环的测漏口I、测漏口II测量其泄漏量，能获得不同介质压力下O形圈I和O形圈V的密封性能；控制心轴的向上移动的速度与正常工作状态下机械密封端面摩擦磨损速度一致，可测得O形圈I微动、O形圈II应力松弛下的密封性能。通过改变心轴的外径或中环上开口环槽的槽深，改变被测试的O形圈I的预压缩率，如前操作，便能获得预压缩率对O形圈I的密封性能的影响规律，从而获得不同介质压力中动环用O形圈的最佳预压缩率。

上述的被测试的O形密封圈为O形圈V，放置在由心轴下端的轴肩与下环下部的支承凸台构成的环槽中，构成O形圈的应力松弛测试用介质腔。采用差动螺杆上部和中部加工有螺线旋向相同，螺距不同的螺纹的心轴轴向位移调节机构，实现了心轴下部轴肩压入或松开O形圈V(静环用O形圈)的轴向位移的微量调节，保证作用于O形圈V上的载荷的精确控制。在介质腔中通入不同温度的介质，记录力传感器所测力随时间的变化，便能测得不同温度下的被测试的O形圈V的应力松弛变化规律。

本发明的有益效果

(1)装置采用在中环上而不是在心轴上开设O形圈环槽的结构，克服了介质加载过程中，由于介质腔内介质作用净面积的存在而产生的轴向附加力对被测静环用O形圈的初始密封比压的影响；

(2)采用差动螺旋机构进行轴向载荷的微量调节，保证了O形圈加载过程平稳，载荷精确；

(3)控制步进电机的旋转速度，使心轴以正常工作状态下的机械密封端面磨损速度上移，实现了动环用O形圈随动以及静环用O形圈应力松弛状态下各自密封性能的测定；

(4)装置采用由上环、中环、下环、心轴及O形圈组成的介质腔，易装易拆，方便了被测试O形圈的更换；

(5)采用两个大小相同的O形圈作为被测试件，用两者的泄漏率、摩擦力的均值表征被测试O形圈在该条件下的泄漏率和摩擦力，减小了随机性；

(6)装置功能完备。在一台试验机上能完成O形圈的摩擦性能、密封性能和应力松弛性能的测试。

(7)经济性好。通过更换部分零件，可进行不同型号O型圈的性能测试。

附图说明

图1是非金属O形圈性能测试装置示意图。

图2为差动螺杆(两段螺纹均为右旋)慢速调节前螺母I的位置状况。

图3为差动螺杆(两段螺纹均为右旋)顺时针慢速调节后螺母I的位移状况。

图4为差动螺杆(与螺母I旋合的螺纹为左旋，与螺母II旋合的螺纹为右旋)快速调节前螺母I的位置状况。

图5为差动螺杆(与螺母I旋合的螺纹为左旋，与螺母II旋合的螺纹为右旋)顺时针快速调节后螺母I的位移状况。

图6是非金属O形圈性能测试装置测试O形圈摩擦性能的状态。

图7是非金属O形圈性能测试装置测试机械密封动、静环用O形圈密封性能的状态。

图8是非金属O形圈性能测试装置测试O形圈应力松弛性能的状态。

各图中：1-上环；2-穿心拉杆；3-心轴；4-中环；5-下环；6-力传感器；7-连接拉杆；8-螺母I；9-差动螺杆；10-套筒联轴器；11-紧定螺钉；12-凸缘支架；13-步进电机；14-螺母II；15-筒形支架；16-螺栓I；17-螺栓II；18-O形圈I；19-O形圈II；20-O形圈III；21-O形圈IV；22-导向平键I；23-四脚支架；24-螺栓III；25-键；26-螺栓IV；27-螺栓V；28-导向平键II；29-O形圈V；30-截止阀；a-测漏口I；b-介质进口；c-测漏口II。

具体实施方式

为进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

图1是非金属O形圈性能测试装置示意图。非金属O形圈性能测试装置，由上环1、穿心拉杆2、心轴3、中环4、下环5、力传感器6、连接拉杆7、螺母I8、差动螺杆9、套筒联轴器10、紧定螺钉11、凸缘支架12、步进电机13、螺母II14、筒形支架15、螺栓I16、螺栓II17、O形圈II19、O形圈IV21、导向平键I22、四脚支架23、螺栓III24、键25、螺栓IV26、螺栓V27、导向平键II28、O形圈V29、截止阀30等零件组成，上环1、下环4分别有测漏口Ic和测漏口IIa，中环上轴对称设置有2个径向圆形通孔，右侧孔为介质进口b，左侧孔端连接截止阀30；上环1、中环4、下环5通过O形圈II19、O形圈IV21和螺栓I16连接成整体，再与心轴3、被测试的O形圈组合构成介质腔，支承于筒形支架15上；筒形支架15的底部与凸缘支架12通过螺栓IV26连接后放置在四脚支架23的平台上并用螺栓III24固定；穿心拉杆2穿过心轴3和下环4的中心孔，与处于筒形支架15轴心线上的力传感器6相连；力传感器6底部通过连接拉杆7与螺母I16相连，螺母I8的底部与差动螺杆9上部相连，差动螺杆9的中部旋入螺母II14，差动螺杆9的下部(光轴段)通过套筒联轴器10、导向平键I22和键25与步进电机13连接；支承步进电机13的凸缘支架由螺栓IV26固定于筒形支架15的底部，并依靠凸缘支架和螺栓V27紧定于四脚支架23平台的上表面。

图2为差动螺杆(与螺母I和螺母II旋合的两段螺纹均为右旋)实现慢速调节前螺母I的位置状况。差动螺杆9中与螺母I和螺母II旋合的两段螺纹均为右旋，调节前，螺母I8的上表面距离螺母II14的上表面为L。

图3为差动螺杆(与螺母I和螺母II旋合的两段螺纹均为右旋)顺时针慢速调节后螺母I的位移状况。差动螺杆9中与螺母I8、螺母II14旋合的两段螺纹的螺距分别为P1＝1.75mm、P2＝2mm，螺旋线均为右旋，步进电机13带动差动螺杆9顺时针转动一圈时，差动螺杆9相对于螺母II14上移了2mm，螺母I8相对于差动螺杆9沿导向平键II28上移1.75mm，则螺母I8相对于固定不动的螺母II14上移S1＝2-1.75＝0.25mm，与此同时，与螺母I8相连的力传感器6，以及穿心拉杆2、心轴3也慢速上移了S1＝2-1.75＝0.25mm，螺母I8的上表面上升至距离螺母II14的上表面L+S1＝L+0.25的位置。

图4为差动螺杆(与螺母I旋合的螺纹为左旋，与螺母II旋合的螺纹为右旋)快速调节前螺母I的位置状况。

图5为差动螺杆(与螺母I旋合的螺纹为左旋，与螺母II旋合的螺纹为右旋)快速调节后螺母I的位移状况。差动螺杆9中与螺母I8、螺母II14旋合的两段螺纹分别为左旋和右旋时，其螺距分别为P1＝1.75mm、P2＝2mm，步进电机13带动差动螺杆9顺时针转动一圈，差动螺杆9相对于螺母II14中上移2mm，螺母I8相对于差动螺杆9沿导向平键II28上移1.75mm，则螺母I8相对于固定不动的螺母II14上移S2＝2+1.75＝3.75mm，与此同时，与螺母I8相连的力传感器6，以及穿心拉杆2、心轴3也慢速上移了S2＝2+1.75＝3.75mm，螺母I8的上表面上升至距离螺母II14的上表面L+S2＝L+3.75的位置。

图6是非金属O形圈性能测试装置测试O形圈摩擦性能的状态。针对图1所示的非金属O形圈性能测试装置，先拧下螺栓I和穿心拉杆，拆卸上环、中环和心轴，将被测试的O形圈III先行套装在心轴上，放置在下环的上表面上，再在下环上叠放中环和O形圈IV，使O形圈III处于中环的下部环槽中；然后，将O形圈I再套装在心轴上，并放置于中环的下部环槽中，安放O形圈II，盖上上环，拧紧螺栓I；将穿心拉杆穿入心轴，旋入到力传感器的上端螺纹孔中。

从介质进口b向介质腔加注试验介质，加注前开启介质腔左侧的截止阀排空，待有少许试验介质流出时关闭截止阀，并将截止阀出口连接至自备的回流贮液器。打开截止阀，使试验介质循环，保证介质腔内介质压力、温度恒定。通过调整所供介质的压力和温度，便能获得需要的O形圈工作环境。

对于差动螺杆(9)上与螺母I和螺母II旋合的两段螺纹的螺距分别为1.75mm、2mm，螺旋线均为右旋的心轴轴向位移调节机构，启动步进电机并控制转向，心轴跟随穿心拉杆在螺母I的带动下，缓慢地上、下移动，穿行于被测试的O形圈I和O形圈III，从力传感器显示值可获得升程和回程的摩擦力；如果介质腔中不加试验介质，则从力传感器显示值可获得升程和回程的干摩擦状况下的摩擦力。若将差动螺杆及其与之旋合的螺母I、螺母II的螺纹旋向改成左旋和右旋，螺距分别为1.75mm、2mm，则能获得心轴快速穿行于被测试的O形圈I、O形圈III时的摩擦力。更换中环，改变中环上端和下端环槽的深度，即改变被测试的O形圈I和O形圈III的预压缩率，按前述方法测试，可获得不同预压缩率下被测试的O形圈I和O形圈III的摩擦力；将测试过程中规定时间内测漏口a、c收集的泄漏介质加以计量并按不同预压缩率进行统计，便获得预压缩率与泄漏率之间的关系。

图7是非金属O形圈性能测试装置测试机械密封动、静环用O形圈密封性能的状态。针对图1所示的非金属O形圈性能测试装置，先拧下螺栓I和穿心螺栓，拆卸上环、中环和心轴，将静环用O形圈套装在心轴的小轴端，放入下环下部的支承凸台上，即安装至由心轴下部的轴肩、心轴的小轴端与下环下部的支承凸台构成的环槽中。在下环上叠放中环，并将动环用O形圈套装到心轴上推进中环上端开口的环槽内，盖上上环，拧紧螺栓I，再拧紧穿心拉杆。

对于差动螺杆(9)上与螺母I和螺母II旋合的两段螺纹的螺距分别为1.75mm、2mm，螺旋线均为右旋的心轴轴向位移调节机构，启动步进电机逆时针旋转，步进电机的扭矩通过套筒联轴器传递给差动螺杆，驱使差动螺杆一边在固定于筒形支架上的螺母I中旋转一边轴向下移2mm，同时，差动螺杆带动螺母II沿导向平键II轴向上移1.75mm。相对于固定不动的螺母I，螺母II总体位移下降了0.25mm。螺母II的总体位移通过连接拉杆带动力传感器，驱动心轴下压，微微加大了被测试的O形圈V的轴向载荷；同样，使步进电机顺时针旋转，则微微减小了被测试的O形圈V的轴向载荷。运转步进电机，并观察力传感器显示值，使被测试的O形圈V获得预定轴向载荷。

如前所述向介质腔加注一定压力和温度的试验介质。将测试过程中规定时间内测漏口a、c收集的泄漏介质加以计量便能获得被测试的O形圈I和O形圈V的各自泄漏率。

通过控制步进电机的转速，使心轴的上移速度与机械密封端面摩擦磨损速度一致，则可测得O形圈I微动、O形圈II应力松弛下的密封性能。

图8是非金属O形圈性能测试装置测试O形圈应力松弛性能的状态。拧下穿心拉杆，取出心轴，将被测试的O形圈V套装于心轴的轴肩小径处，再放入到下环的凸台上；拧回穿心拉杆至力传感器上；启动步进电机，逆时针旋转，对于差动螺杆与螺母I旋合的螺纹的螺距为1.75mm，与螺母II旋合的螺纹的螺距为2mm，螺线旋均为右旋的心轴轴向位移调节机构，使心轴跟随穿心拉杆在差动螺旋螺母I的带动下，缓慢下移，当力传感器显示值达到预定值时，关闭步进电机；记录力传感器显示值随时间的变化，即获得被测试的O形圈V的应力松弛性能；从介质进口加入试验介质，并将截止阀出口连接至自备的回流贮液器。打开截止阀，使试验介质循环，保证介质腔内介质温度恒定，记录力传感器所测力随时间的变化，便能测得不同温度下的被测试的O形圈V的应力松弛变化规律。

Claims (6)

1.非金属O形圈性能测试装置，包括上环(1)、穿心拉杆(2)、心轴(3)、中环(4)、下环(5)、力传感器(6)、连接拉杆(7)、螺母I(8)、差动螺杆(9)、套筒联轴器(10)、紧定螺钉(11)、凸缘支架(12)、步进电机(13)、螺母II(14)、筒形支架(15)、螺栓I(16)、螺栓II(17)、O形圈I(18)、O形圈II(19)、O形圈III(20)、O形圈IV(21)、导向平键I(22)、四脚支架(23)、螺栓III(24)、键(25)、螺栓IV(26)、螺栓V(27)、导向平键II(28)、O形圈V(29)、截止阀(30)；其特征是：上环(1)、中环(4)、下环(5)通过O形圈II(19)、O形圈IV(21)和螺栓I(16)连接成腔体外壳，再与心轴(3)、被测试的O形圈构成介质腔；穿心拉杆(2)、心轴(3)、力传感器(6)、连接拉杆(7)、螺母I(8)、差动螺杆(9)、螺母II(14)、套筒联轴器(10)、导向平键I(22)、导向平键II(28)、键(25)、紧定螺钉(11)、步进电机(13)构成心轴轴向位移调节机构，所述的差动螺杆(9)上两段螺纹分别与螺母I(8)和螺母II(14)旋合，螺母II(14)固定不动，螺母I(8)在差动螺杆(9)的带动下可作轴向的慢速或快速移动，并通过连接拉杆(7)、力传感器(6)、穿心拉杆(2)带动心轴(3)在介质腔中移动，实现O形圈性能测试时对心轴(3)位移和上下移动速度的精确控制。

2.如权利要求1所述的非金属O形圈性能测试装置，其特征是：差动螺杆(9)上与螺母I和螺母II旋合的两段螺纹的螺距分别为P1、P2，且P2＞P1，螺旋线均为右旋，步进电机(13)带动差动螺杆(9)逆时针或顺时针转动一圈时，螺母I(8)相对于螺母II(14)向下或向上慢速移动S1＝P2-P1；差动螺杆(9)中与螺母I(8)、螺母II(14)旋合的两段螺纹分别是螺距为P1的左旋螺旋线和螺距为P2的右旋螺旋线，且P2＞P1，步进电机(13)带动差动螺杆(9)逆时针或顺时针转动一圈时，螺母I(8)相对于螺母II(14)向下或向上快速移动S2＝P2+P1。

3.如权利要求1所述的非金属O形圈性能测试装置，其特征是：中环(4)的上部、下部分别开设开口环槽，有O形圈安装要求时，先安装O形圈于开口环槽中，再与上环(1)、下环(5)连接后组成完整的环槽；中环(4)的中部轴对称开设2个径向圆形通孔，右侧为介质入口，左侧为介质出口，在左侧出口处装有一个截止阀(30)，2个径向圆形通孔与中环(4)内孔交汇处，开设有贮液环槽；上环(1)和下环(5)左侧各自开设1个径向圆形泄漏通孔，在径向圆形泄漏通孔与上环(1)和下环(5)内孔交汇处，开设有贮液环槽。

4.如权利要求1所述的非金属O形圈性能测试装置，其特征是：被测试的O形圈I(18)和O形圈III(20)分别放置在中环(4)上部与上环(1)、中环(4)下部与下环(5)组成的环槽中，被测试的O形圈I(18)和O形圈III(20)的内孔紧贴在心轴中部的圆柱面上，构成O形圈摩擦性能测试用介质腔。

5.如权利要求1所述的非金属O形圈性能测试装置，其特征是：被测试的O形圈I(18)和O形圈V(29)分别放置在中环(4)上部的环槽、以及由心轴(3)下部的轴肩与下环(5)下部的支承凸台构成的环槽中，被测试的O形圈I(18)和O形圈V(29)的内孔分别紧贴在心轴(3)中部和下部两段直径不同的圆柱面上，构成O形圈的密封性能测试用介质腔。

6.如权利要求1所述的非金属O形圈性能测试装置，其特征是：被测试O形圈V(29)放置在由心轴(3)下端的轴肩与下环(5)下部的支承凸台构成的环槽中，构成O形圈的应力松弛测试用介质腔。