CN102928177A - 矩形密封圈测试试验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矩形密封圈测试试验台，涉及密封件综合性能检测技术，以达到较好评价密封圈的综合性能的目的。所述矩形密封圈测试试验台，包括同轴设置的固定轴和转动轴，所述转动轴套设在所述固定轴外，矩形密封圈设置在所述固定轴的外周与所述转动轴的内壁之间且沿轴向相对设置两个；在两个矩形密封圈之间且在所述固定轴上沿径向开设有通孔，所述通孔连接有进油口；所述固定轴上安装有防止油液飞溅的限油腔，所述限油腔的底部侧壁上开设有第一泄油口；在矩形密封圈的外周面连接有用于测量其径向尺寸d的第一电容传感器，在矩形密封圈的侧面连接有用于测量其轴向尺寸s的第二电容传感器。本发明较好地评价了密封圈的综合性能。

Description

矩形密封圈测试试验台

技术领域

本发明涉及密封件综合性能检测技术，尤其涉及一种矩形密封圈测试试验台。

背景技术

密封圈是指由一个或几个零件组成的环形罩，其为固定在轴上沟槽内的一个套圈或垫圈并与另一套圈或垫圈组合形成窄的迷宫间隙，以防止油液漏出及外物侵入。因此机械设备能否正常运转，性能能否良好发挥，是与密封圈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，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。矩形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，对矩形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是利用试验台架模拟实际工况，测量密封圈工作时的泄漏量。但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，针对矩形密封圈，提供一种能够综合评价密封性能的测试试验台成为本领域人员解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种矩形密封圈测试试验台，以达到较好评价密封圈的综合性能的目的。

为达到上述目的，本发明提供的矩形密封圈测试试验台采用如下技术方案：

一种矩形密封圈测试试验台，包括同轴设置的固定轴和转动轴，所述转动轴套设在所述固定轴外，矩形密封圈设置在所述固定轴的外周与所述转动轴的内壁之间且沿轴向相对设置两个；在两个矩形密封圈之间且在所述固定轴上沿径向开设有通孔，所述通孔连接有进油口；所述固定轴上安装有防止油液飞溅的限油腔，所述限油腔的底部侧壁上开设有第一泄油口；在矩形密封圈的外周面连接有用于测量其径向尺寸α的第一电容传感器，在矩形密封圈的侧面连接有用于测量其轴向尺寸s的第二电容传感器。

进一步地，所述第一电容传感器固定在所述转动轴上，且该第一电容传感器还用于测量所述矩形密封圈相对所述转动轴的转速w1。

进一步地，所述第二电容传感器固定在所述固定轴上，且该第二电容传感器还用于测量所述矩形密封圈相对所述固定轴的转速w2。

进一步地，所述第二电容传感器还用于测量所述矩形密封圈所受轴向的压力p。

进一步地，所述第一电容传感器和所述第二电容传感器均连接有处理器，所述处理器包括存储模块，用于存储所述密封圈的轴向尺寸s、径向尺寸d、相对所述转动轴的转速w1及相对固定轴的转速w2以及所受轴向压力p随时间t变化的关系曲线或关系图形s-t、d-t、w1-t、w2-t、p-t。

本发明实施例提供的矩形密封圈测试试验台，在使用时，将第一泄油口连接流量计，第一泄油口泄露的油液流入储油盘中，油泵抽取储油盘中的油液使之从进油口流入由通孔形成的油腔中，并且在进油口处连接压力计以保持油腔内油液的压力稳定。因此可以通过读取流量计的流量测量矩形密封圈的泄漏量以评估矩形密封圈的密封性能。由于在矩形密封圈的外周面连接有用于测量其径向尺寸d的第一电容传感器，在矩形密封圈的侧面连接有用于测量其轴向尺寸s的第二电容传感器，因此矩形密封圈在工作时的径向尺寸d和轴向尺寸s也可以获得。因此可以根据矩形密封圈的径向尺寸d和轴向尺寸s随时间的变化来评估它的耐摩擦性能。结合矩形密封圈在工作时的泄露量和耐摩擦性能可以较好地评价其综合性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的矩形密封圈测试试验台的结构示意图；

图2为图1所示的局部放大图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，为本发明提供的矩形密封圈测试试验台的一个具体实施例，包括同轴设置的固定轴3和转动轴4，转动轴4具有空心结构部分41和实心结构部分42；固定轴3为阶梯形结构，转动轴4的空心结构部分41套设在固定轴3的小端外，转动轴4的实心结构部分42通过轴承5支撑在外壳7上且连接电机6的电机轴6a，由电机6驱动转动轴4转动。矩形密封圈18设置在固定轴3的外周与转动轴4的内壁之间且沿轴向相对设置两个；在两个矩形密封圈18之间且在固定轴3上沿径向开设有通孔11，转动轴3沿轴线开设有进油口12，通孔11连接进油口12。固定轴3的大端安装有外壳7，外壳7与固定轴3共同形成防止油液飞溅的限油腔13，限油腔13的底部侧壁上(也就是外壳7的侧壁上)开设有第一泄油口10。在矩形密封圈18的外周面连接有用于测量其径向尺寸d的第一电容传感器17，在矩形密封圈18的侧面连接有用于测量其轴向尺寸s的第二电容传感器16。

本发明实施例提供的矩形密封圈测试试验台，在使用时，将第一泄油口10连接流量计14，第一泄油口10泄露的油液流入储油盘15中，油泵1抽取储油盘中的油液使之从进油口12流入由通孔11形成的油腔中，并且在进油口处连接压力计2以保持油腔内油液的压力稳定。因此可以通过读取流量计的流量测量矩形密封圈18的泄漏量以评估矩形密封圈的密封性能。由于在矩形密封圈18的外周面连接有用于测量其径向尺寸d的第一电容传感器17，在矩形密封圈18的侧面连接有用于测量其轴向尺寸s的第二电容传感器16，因此矩形密封圈18在工作时的径向尺寸d和轴向尺寸s也可以获得。因此可以根据矩形密封圈的径向尺寸d和轴向尺寸s随时间的变化来评估它的耐摩擦性能。结合矩形密封圈在工作时的泄露量和耐摩擦性能可以较好地评价其综合性能。

如图1和图2所示，作为上述实施例的进一步改进，第一电容传感器17固定在转动轴4上，具体可以在转动轴4的侧壁上开设内孔41a和内孔41b，使两个第一电容传感器17分别穿设在该内孔41a和内孔41b内，由于第一电容传感器17固定在转动轴4上，因此可以通过在第一电容传感器17上增加测量转速的模块使其测量矩形密封圈18相对转动轴4的转速w1。通过测量转速w1的大小来反映矩形密封圈17对转动轴4的转动拖曳，w1越大，二者间的摩擦力越大，矩形密封圈17对转动轴4的转动拖曳越厉害，反之则小。

作为上述实施例的进一步改进，第二电容传感器16固定在固定轴3上，具体实现方式可以为，如图1和图2所示，在轴向上使固定轴3的右端面与转动轴4的空心结构部分41的右端面保持一定间隙，这样可以通过在固定轴3上位于通孔11的左边开设内孔3a以放置左边的第二电容传感器16，位于通孔11的右端开设内孔3b以放置右边的第二电容传感器16。并同时在该第二电容传感器16上增加测量转速的模块以测量矩形密封圈18相对固定轴的转速w2。通过测量转速w2的大小来反映矩形密封圈18与固定轴4间的摩擦力大小，w2越大，二者间的摩擦力越大，反之则小，如果w2大于正常值，可以通过在矩形密封圈18的外周面设计沟槽，通过一定的泄油来增加二者间的润滑，减小二者间的摩擦力，延长矩形密封圈18的使用寿命。但在矩形密封圈实际使用时，一般是将其与固定轴或轴承固定连接，因此只是相对于转动轴有速度差，但为了使测试试验台重复测量多个密封圈，一般并不将矩形密封圈与固定轴固定连接，所以在本发明中采用第二电容传感器来测量矩形密封圈相对固定轴的转速，并结合上述测得的矩形密封圈相对转动轴的转速以较准确的评价其对转动轴的转动拖曳。

对上述实施例需要说明的是，由于在轴向上固定轴3的右端面与转动轴4的空心结构部分41的右端面具有间隙，因此该间隙导致形成另外一个较小的限油腔8，因此在转动轴4的侧壁上相应该限油腔8的位置开设第二泄油口9，以使该限油腔8的油液流入限油腔13中，并最终通过第一泄油口10流入储油盘15中。

作为对上述实施例的进一步改进，还可以在第二电容传感器上增加测量压力的模块以测量矩形密封圈所受的轴向压力。由于油压的作用和离心力的作用，矩形密封圈在实际工作时所受的轴向压力并不是均匀的，我们可以通过将矩形密封圈所受轴向压力的分布图反馈到设计工艺上，以便于设计者通过对矩形密封圈结构或材料的合理选择以使其所受轴向压力尽量均匀。

作为对上述实施例的进一步改进，所述第一电容传感器和所述第二电容传感器均连接有处理器，所述处理器包括存储模块，用于存储矩形密封圈的轴向尺寸s、径向尺寸d、相对转动轴的转速w1及相对固定轴的转速w2以及所受轴向的压力p随时间t变化的关系曲线或关系图形s-t、d-t、w1-t、w2-t、p-t。通过分析s-t、d-t、w1-t、w2-t、p-t的关系曲线或关系图形以确定矩形密封圈的密封性能的好坏，并将结果反馈到设计工艺上，实现测量、反馈、重新设计、重新测量的闭环控制。

另外，在本发明的其它实施例中，也可以在第一电容传感器和/或第二电容传感器上增加测量温度的模块，或是增加温度传感器，以测量矩形密封圈的局部温度。由于矩形密封圈工作时和与其连接的轴时刻都在对摩，因此其在工作一段时间后必然会有温度地升高，我们可以通过将该部分的温度检测结果反馈到设计工艺上，以便于设计者通过对矩形密封圈结构或材料的合理选择以改善其耐热性能。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种矩形密封圈测试试验台，其特征在于，包括同轴设置的固定轴和转动轴，所述转动轴套设在所述固定轴外，矩形密封圈设置在所述固定轴的外周与所述转动轴的内壁之间且沿轴向相对设置两个；在两个矩形密封圈之间且在所述固定轴上沿径向开设有通孔，所述通孔连接有进油口；所述固定轴上安装有防止油液飞溅的限油腔，所述限油腔的底部侧壁上开设有第一泄油口；在矩形密封圈的外周面连接有用于测量其径向尺寸d的第一电容传感器，在矩形密封圈的侧面连接有用于测量其轴向尺寸s的第二电容传感器。

2.根据权利要求1所述的矩形密封圈测试试验台，其特征在于，所述第一电容传感器固定在所述转动轴上，且该第一电容传感器还用于测量所述矩形密封圈相对所述转动轴的转速w1。

3.根据权利要求2所述的矩形密封圈测试试验台，其特征在于，所述第二电容传感器固定在所述固定轴上，且该第二电容传感器还用于测量所述矩形密封圈相对所述固定轴的转速w2。

4.根据权利要求3所述的矩形密封圈测试试验台，其特征在于，所述第二电容传感器还用于测量所述矩形密封圈所受轴向的压力p。

5.根据权利要4所述的矩形密封圈测试试验台，其特征在于，所述第一电容传感器和所述第二电容传感器均连接有处理器，所述处理器包括存储模块，用于存储所述密封圈的轴向尺寸s、径向尺寸d、相对所述转动轴的转速w1及相对固定轴的转速w2以及所受轴向的压力p随时间t变化的关系曲线或关系图形s-t、d-t、w1-t、w2-t、p-t。

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