CN219178542U - 一种唇形密封动态偏心测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种唇形密封动态偏心测试装置，测试装置包括机架、电机、偏心盘、花键齿套和花键旋转轴，电机的输出轴与偏心盘的一侧连接，偏心盘的另一侧通过花键齿套与花键旋转轴连接，机架内安装有轴承，花键旋转轴穿过轴承，机架上连接有进油接头，进油接头上连接有进油管，进油管的另一端通过电动泵与稀油站连接，唇形密封的下部安装有位移传感器。本实用新型结构简单、成本低、适用范围广，可以低成本最大限度模拟唇形密封实际使用工况环境进行测试。在本实用新型专利上在唇形密封处增加应力、应变、温度传感器等改进措施进一步深入研究，也适用于工业化的唇形密封品牌遴选测试工作。

Description

一种唇形密封动态偏心测试装置

技术领域

本实用新型涉及密封测试技术领域，具体涉及一种唇形密封动态偏心测试装置。

背景技术

旋转轴唇形密封件因其具有良好的追随性和补偿性，以及摩擦阻力小等优点，在船舶、汽车、石油、电子、机械以及航天航空等领域的应用非常广泛，是防止漏气、液、固体等各种介质不可或缺的安全装置之一。密封失效是唇形密封件面临的最重要问题之一。密封失效不仅会造成环境污染问题，而且也会润滑油泄露造成经济损失。润滑油泄露对产品使用、产品品牌形象造成恶劣影响。严重时甚至可能会导致整个产品功能失效，对产品的安全可靠使用造成巨大危害。

对唇形密封进行测试时，通常在唇形密封安装处设置偏心套，偏心位置不变即所谓的为静态偏心来测试偏心量对唇形密封密封性能的影响，与产品在使用过程中由于找正等因素导致的偏心，偏心位置要改变即所谓的动态偏心不完全相同。常规唇形密封测试台采用在密封腔添加润滑油的方式研究唇形密封抗压性能。分析研究发现，唇形密封安装处附近的轴承在旋转过程中会在内腔产生大量油雾，常规唇形密封试验台从机理上与实际使用环境相差较大，因此测试得到的结果不是很准确，如果不合格的唇形密封用于实际会造成泄露。

实用新型内容

本实用新型针对目前通过静态偏心来对唇形密封进行测试，导致结果不是很准确，唇形密封不合格造成泄露的问题，提供一种唇形密封动态偏心测试装置及方法。

为了实现上述发明目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本申请提供了一种唇形密封动态偏心测试装置，包括机架、电机、偏心盘、花键齿套和花键旋转轴，所述花键旋转轴位于机架内，所述机架上设有唇形密封，所述电机的输出轴与所述偏心盘的一侧连接，所述偏心盘的另一侧通过花键齿套与花键旋转轴连接，所述机架内安装有轴承，所述花键旋转轴穿过轴承。

本实用新型通过在花键旋转轴上安装偏心盘，偏心盘与花键齿套和花键旋转轴连接，形成动态偏心，引入偏心激励源，并使用轴承使密封的机架内部模拟实际使用过程中大量油雾环境的唇形密封测试方法，可以根据需要更换不同的偏心盘调整偏心量，测试唇形密封在不同情况，通过该结构，可在唇形密封安装处产生一个偏心位置随时间在径向方向发生周期变化的动态偏心，相对于在唇形密封只安装偏心套模拟产生的静态偏心，更接近唇形密封在运转过程中的实际工况。

优选的，所述唇形密封的下部安装有位移传感器，所述位移传感器与控制器连接，用于测量唇型密封的实际偏心量。通过位移传感器可以实时有效监测及记录测试装置的实际偏心量，可以调整偏心盘灵活控制唇形密封处的偏心值。

优选的，所述轴承选用调心轴承，所述花键旋转轴穿过所述调心轴承。一方面起径向支撑旋转轴作用，因为动态偏心导致轴线在运转时不在固定轴线上，选用调心轴承；另一方面，模拟滚动轴承在运转过程中产生的大量油雾对唇形密封对密封性能的影响。

优选的，所述机架上连接有进油接头，所述进油接头上连接有进油管，所述进油管的另一端通过电动泵与稀油站连接，通过进油接头盒稀油站可以对唇形密封处进油压力、进油温度、进油流量、运转转速等参数的精准控制。

优选的，所述机架的下部安装有漏油量杯，所述漏油量杯位于唇形密封下。通过漏油量杯进行定量的分析。

优选的，所述进油管上安装有监测仪表。通过监测仪表对稀油站泵出油的压力、温度进行监测。

优选的，所述机架内安装有导油环，所述导油环上设有连接孔，所述导油环上设有延伸边，所述延伸边的底部开设有缺口，所述漏油量杯位于所述缺口下部。可对发生泄漏的润滑油进行有效收集，防止四处飞溅。

优选的，所述机架的底部设有回油量杯，采用回油量杯测量在不同工况下、不同结构下的回油量，便于分析回油通畅性对唇形密封的密封效果的影响。

本实用新型结构简单、成本低、适用范围广，可根据被测对象的实际结构在本实用新型基础上进行简单调整后，以低成本最大限度模拟唇形密封实际使用工况环境进行测试。本实用新型既适用于唇形密封可靠性及相关参数的科研研究，可通过在本实用新型专利上在唇形密封处增加应力、应变、温度传感器等改进措施进一步深入研究，也适用于工业化的唇形密封品牌遴选测试工作。

附图说明：

图1为本申请提供发唇形密封动态偏心测试装置的结构示意图；

图2为导油环的结构示意图。

图中标记：1-电机，2-偏心盘，3-花键齿套，4-花键旋转轴，5-进油接头，6-调心轴承，7-唇形密封，8-监测仪表，9-位移传感器，10-电动泵，11-稀油站，12-回油量杯，13-漏油量杯，14-导油环，15-缺口。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1所示，本申请提供了一种唇形密封动态偏心测试装置，包括机架、电机1、偏心盘2、花键齿套3和花键旋转轴4。所述花键旋转轴4位于机架内，所述机架上设有唇形密封7，所述电机1的输出轴与所述偏心盘2的一侧连接，所述偏心盘2的另一侧通过花键齿套3与花键旋转轴4连接。使用偏心盘2可引入偏心激励源，理论偏心量可通过更换偏心盘2进行调节。花键齿套3上的鼓形齿花键副结构用于联接花键旋转轴4与偏心盘2，并在唇形密封7安装处产生一个偏心位置随时间在径向方向发生周期变化的动态偏心。动态偏心相对于在唇形密封7安装偏心套模拟产生的静态偏心，更接近唇形密封7在运转过程中的实际工况。

所述机架内安装有轴承，所述花键旋转轴4穿过轴承，轴承的作用是在径向起支撑作用，由于偏心盘2产生了动态偏心，会导致轴承的轴线在运转时不再固定轴线上，因此本申请选用调心轴承6，可以对于轴线进行自适应调整，调心轴承6模拟滚动轴承在运转过程中产生的大量油雾对唇形密封7的密封性能的影响。

所述机架上连接有进油接头5，所述进油接头5上连接有进油管，所述进油管的另一端通过电动泵10与稀油站11连接，所述进油管上安装有监测仪表8。进油管可以更改不同孔径的，进油管结合稀油站11温度、压力调节功能，准确控制唇形密封7处进油流量、压力、温度等常规参数，并可通过监测仪表8对进油压力、温度、流量等参数进行实施检测。

所述唇形密封7的下部安装有位移传感器9，所述位移传感器9与控制器连接，用于测量唇型密封的实际偏心量。通过位移传感器9实时测量和记录唇形密封7安装处运转时的实际偏心量，并可根据需要通过更换偏心盘2进行调节。

所述机架的下部安装有漏油量杯13，所述漏油量杯13位于唇形密封7下，通过漏油量杯13可以对每种工况下的漏油量进行精准控制。所述机架的底部设有回油量杯12，采用回油量杯12测量在不同工况下、不同结构下的回油量，便于分析回油通畅性对唇形密封7的密封效果的影响。润滑油经过测试装置后，接入集油槽，并通过电动泵10流回稀油站11油箱。

所述机架内安装有导油环14，所述导油环14上设有连接孔，所述导油环14上设有延伸边，所述延伸边的底部开设有缺口15，所述漏油量杯13位于所述缺口15下部。导油环14可对发生泄漏的润滑油进行有效收集，防止四处飞溅。

另一方面，本申请还提供了一种唇形密封7动态偏心测试的测试方法，包括以下步骤：

S1、将花键旋转轴4的一端穿过调心轴承6，另一端穿过花键齿套3与偏心盘2连接，将电机1的输出轴与偏心盘2连接，将稀油站11、电动泵10与进油管连接；

S2、电机1旋转，通过监测仪表8记录进油温度、进油压力和进油流量；

S3、记录回油量杯12的实际回油量，记录漏油量杯13的漏油情况。

其中，所述步骤S3包括记录电机1在不同转速、不同偏心量的偏心盘2、不同温度、不同压力、不同进油接头5孔径和不同运行时间下的回油量和漏油量。

采用同一型号唇形密封7完成参数测试试验，并研究各因素对唇形密封7性能的影响，相关参数如下：

1.电机1控制花键旋转轴4的转速分别为400r/min、600r/min、800r/min、1000r/min。

2.通过更换偏心盘2，控制理论动态偏心量分别为0.2mm、0.5mm、0.8mm、1.0mm。

3.通过稀油站11的加热器，控制进油温度分别为20℃、40℃、60℃。

4.通过稀油站11的溢流阀，控制进油压力分别为0.2MPa，0.35MPa，0.5Mpa。

5.通过改变进油接头5的节流孔径分别为φ2mm、φ4mm、φ6mm。

6.各工况运行时间分别为10min、30min、60min、120min。

通过上述参数正交，获得系列工况运行表，并分别在各工况下单独进行试验，对各项参数进行记录。

1.通过监测仪表8记录实际进油温度、进油压力、进油流量值。

2.通过位移传感器9记录各工况下实际偏心值。

3.通过回油量杯12记录唇形密封7侧的实际回油量。

4.通过漏油量杯13观察并记录唇形密封7泄露量情况。

最后对数据进行分析，对比各工况漏油情况、回油流量情况分析其与转速、进油流量、压力、温度的关联，分析各参数对唇形密封7密封效果的影响，并在产品上进行针对性的调整优化。

比如经了解某产品实际运行转速1500r/min，进油压力0.5MPa，进油温度50℃，轴承进油节流孔径φ5，偏心量约为0.5mm，测试在上述工况下唇形密封7是否有漏油现象发生；

1.按测试装置相关要求联接好稀油站11等相关设备，其中安装前找正调心轴承6安装轴承座内孔与变频驱动电机1输出法兰径向跳动；

2.调节变频驱动电机1，控制花键旋转轴4的转速1500r/min；

3.通过更换偏心盘2，控制理论动态偏心量分别为0.5mm，并在1500r/min下试运转，通过位移传感器9观察实际偏心值，并通过更换偏心盘2调整使实际偏心量为0.5mm左右。

4.通过稀油站11加热器，控制进油温度为50℃。通过稀油站11溢流阀，控制进油压力为0.5Mpa；

5.控制进油接头5节流孔径为φ5mm；

6.在上述工况下，对不同品牌、不同型号唇形密封7在同等条件下进行测试。

选在上述工况下未发生泄漏品牌规格的密封；若都发生一定程度的泄漏，则优选在相同运行时间，泄漏量最少的密封品牌，同时开展结构优化及扩选品牌等工作；若多个唇形密封7都未发生泄漏，则可延长测试时间对各唇形密封7进行可靠性测试。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种唇形密封动态偏心测试装置，其特征在于，包括机架、电机（1）、偏心盘（2）、花键齿套（3）和花键旋转轴（4），所述花键旋转轴（4）位于机架内，所述机架上设有唇形密封（7），所述电机（1）的输出轴与所述偏心盘（2）的一侧连接，所述偏心盘（2）的另一侧通过花键齿套（3）与花键旋转轴（4）连接，所述机架内安装有轴承，所述花键旋转轴（4）穿过轴承。

2.根据权利要求1所述的唇形密封动态偏心测试装置，其特征在于，所述唇形密封（7）的下部安装有位移传感器（9），所述位移传感器（9）与控制器连接，用于测量唇型密封的实际偏心量。

3.根据权利要求1所述的唇形密封动态偏心测试装置，其特征在于，所述轴承选用调心轴承（6），所述花键旋转轴（4）穿过所述调心轴承（6）。

4.根据权利要求1所述的唇形密封动态偏心测试装置，其特征在于，所述机架上连接有进油接头（5），所述进油接头（5）上连接有进油管，所述进油管的另一端通过电动泵（10）与稀油站（11）连接。

5.根据权利要求1所述的唇形密封动态偏心测试装置，其特征在于，所述机架的下部安装有漏油量杯（13），所述漏油量杯（13）位于唇形密封（7）下。

6.根据权利要求4所述的唇形密封动态偏心测试装置，其特征在于，所述进油管上安装有监测仪表（8）。

7.根据权利要求5所述的唇形密封动态偏心测试装置，其特征在于，所述机架内安装有导油环（14），所述导油环（14）上设有连接孔，所述导油环（14）上设有延伸边，所述延伸边的底部开设有缺口（15），所述漏油量杯（13）位于所述缺口（15）下部。

8.根据权利要求1所述的唇形密封动态偏心测试装置，其特征在于，所述机架的底部设有回油量杯（12）。

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