RU2730378C1

RU2730378C1 - Method for tribotechnical testing of seals

Info

Publication number: RU2730378C1
Application number: RU2019117903A
Authority: RU
Inventors: Александр Иннокентьевич Герасимов; Николай Викторович Шадринов
Priority date: 2018-11-19
Filing date: 2018-11-19
Publication date: 2020-08-21

Abstract

FIELD: machine parts and assemblies.

SUBSTANCE: invention relates to methods for tribotechnical research of sealing materials for fluid-medium movable joints. Summary: sealing materials are tested by friction of analysed sealing material on surface of lubricated metal body. Friction occurs between seal arranged in annular recess on plane and opposite plane under pressure of liquid medium.

EFFECT: technical result: simplification of method for tribotechnical research of sealing materials.

1 cl, 3 dwg

Description

Область, к которой относится изобретение. Изобретение относится к способам триботехнических исследований уплотнительных материалов для подвижных соединений под давлением жидкой среды.The field to which the invention relates. The invention relates to methods for tribotechnical research of sealing materials for movable joints under pressure of a liquid medium.

Уровень техникиState of the art

Известно техническое решение (1. Власьевский С.В., Роженцев А.В. Методика триботехнического исследования механических узлов подвижного состава в условиях низких температур // Методическое пособие. Хабаровск. Издательство ДВГУПС, 2007) в котором испытание на износостойкость резин осуществляют путем трения без смазки при постоянной нагрузке и скорости о металлическую поверхность. Недостатком указанного технического решения является проведения исследований в режиме сухого трения, который не характерен при эксплуатации уплотнительных материалов, предназначенных для уплотнения жидкой среды.Known technical solution (1. Vlasyevsky SV, Rozhentsev AV Technique of tribotechnical research of mechanical units of rolling stock at low temperatures // Methodical manual. Khabarovsk. Publishing house DVGUPS, 2007) in which the test for wear resistance of rubbers is carried out by friction without lubrication under constant load and speed on a metal surface. The disadvantage of this technical solution is to conduct research in dry friction mode, which is not typical for the operation of sealing materials intended for sealing a liquid medium.

Наиболее близким техническим решением является (2. Соколова М.Д., Шадринов Н.В. Разработка стендовых испытаний резиновых изделий уплотнительного назначения на машине трения ИИ 5018 // Труды IV Евразийского симпозиума по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата «EURASTRENCOLD-2008», - Якутск: изд-во СО РАН, 2008), где предложен способ испытания уплотнительных материалов на износ в различных жидких средах. Испытания осуществляют на модифицированной машине трения ИИ-5018 при постоянной нагрузке и скорости вращения смазываемого диска. Недостатком указанного технического решения является невозможность выявления пригодности материала для подвижного уплотнения под тем или иным давлением уплотняемой жидкой среды.The closest technical solution is (2. Sokolova M.D., Shadrinov N.V. Development of bench tests of rubber products for sealing purposes on a friction machine II 5018 // Proceedings of the IV Eurasian symposium on the problems of strength of materials and machines for regions of cold climates «EURASTRENCOLD- 2008 ", - Yakutsk: publishing house of the SB RAS, 2008), where a method of testing sealing materials for wear in various liquid media is proposed. The tests are carried out on a modified II-5018 friction machine at a constant load and rotation speed of the lubricated disk. The disadvantage of this technical solution is the impossibility of identifying the suitability of the material for a movable seal under one or another pressure of the sealed liquid medium.

Раскрытие изобретения.Disclosure of the invention.

Задачей заявляемого.изобретения является разработка простого способа для триботехнических испытаний уплотнительных материалов в режимах жидкостного и полусухого трения под давлением уплотняемой жидкой среды.The objective of the claimed invention is to develop a simple method for tribotechnical testing of sealing materials in the modes of liquid and semi-dry friction under the pressure of a sealed liquid medium.

Технический результат, получаемый при реализации изобретения, заключается в упрощении способа триботехнических исследований уплотнительных материалов.The technical result obtained during the implementation of the invention is to simplify the method of tribotechnical studies of sealing materials.

Существенные признаки, характеризирующие изобретение.Essential features characterizing the invention.

Ограничительные: Испытание осуществляется путем трения исследуемого уплотнительного материала о поверхность смазываемого металлического тела.Limiting: The test is carried out by rubbing the tested sealing material against the surface of the lubricated metal body.

Отличительные: Трение происходит между уплотнением, размещенным в кольцеобразном углублении на плоскости и противоположной плоскостью под давлением жидкой среды без использования уплотняемого вращающегося вала.Distinctive: Friction occurs between a seal located in an annular recess on a plane and an opposite plane under the pressure of a liquid medium without using a sealed rotating shaft.

Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings

На фиг. 1 приведено схематическое изображение испытания уплотнений при вращении самого уплотнителя и при неподвижной плоскости;FIG. 1 shows a schematic illustration of the test of seals with rotation of the seal itself and with a stationary plane;

На фиг. 2 схематическое изображение испытания уплотнений при неподвижном уплотнителе;FIG. 2 is a schematic illustration of a seal test with a stationary seal;

На фиг. 3 схематическое изображение испытания уплотнений для определения релаксации материала уплотнения в зависимости от угла наклона.FIG. 3 is a schematic illustration of a seal test to determine the relaxation of the seal material as a function of the angle of inclination.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Способ триботехнических испытаний уплотнений осуществляется следующим образом: В патрон сверлильного станка 1 с помощью стержня 2, закрепляется диск 3, а на столе сверлильного станка закрепляется пластина 4 таким образом, чтобы центр вращения диска 3 и центр пластины 4 совпадали, а плоскости обращенные друг к другу были параллельными. Затем, диск 3 опускается на пластину 4 и с усилием равным реальному натягу уплотнения надетого на вал, поджимает уплотнение 5, который может быть размещен в углублении 6 вращающегося диска 3 (Фиг. 1), либо в углублении неподвижной пластины 4 (Фиг. 2). После этого, через отверстие 7, с помощью насоса (не показан) подается жидкая среда в выемку 8 диска 3. Воздух из емкости вытравливается через винтовое отверстие 9. После заполнения выемки 8 жидкой средой по всему объему, винтовое отверстие 9 закрывается и давление, которое контролируется манометром 10, доводится до необходимого значения. Затем, после закрытия крана (не показан) подачи жидкой среды от насоса и проверки герметичности системы, запускается двигатель сверлильного станка. Скорость вращения вала сверлильного станка и продолжительность трения устанавливаются в зависимости от триботехнических и уплотнительных свойств исследуемого материала, например: 1200 об/мин в течение 3 ч. Нарушение герметичности системы контролируется изменением показателя манометра 10. Также, с помощью нарушения параллельности плоскости обращенных друг к другу диска и пластины на заданный угол а (фиг. 3), можно проводить испытание материала на релаксацию в зависимости от скорости вращения и угла нарушения параллельности.The method of tribotechnical testing of seals is carried out as follows: In the chuck of the drilling machine 1 using the rod 2, the disk 3 is fixed, and plate 4 is fixed on the table of the drilling machine so that the center of rotation of the disk 3 and the center of the plate 4 coincide, and the planes facing each other were parallel. Then, the disk 3 is lowered onto the plate 4 and with a force equal to the real tightness of the seal put on the shaft, presses the seal 5, which can be placed in the recess 6 of the rotating disk 3 (Fig. 1), or in the recess of the stationary plate 4 (Fig. 2) ... After that, through hole 7, with the help of a pump (not shown), a liquid medium is supplied into the recess 8 of the disc 3. Air from the container is etched out through the screw hole 9. After filling the recess 8 with a liquid medium throughout the volume, the screw hole 9 closes and the pressure that controlled by a pressure gauge 10, brought to the required value. Then, after closing the valve (not shown) supplying the liquid medium from the pump and checking the tightness of the system, the motor of the drilling machine is started. The rotational speed of the drilling machine shaft and the duration of friction are set depending on the tribotechnical and sealing properties of the material under study, for example: 1200 rpm for 3 hours. The leakage of the system is controlled by changing the indicator of the manometer 10. Also, by violating the parallelism of the plane facing each other disk and plate at a given angle a (Fig. 3), you can test the material for relaxation depending on the rotation speed and the angle of deflection.

Благодаря компактности испытательного оборудования, исследование материалов можно проводить при различных температурах окружающей среды. Для этого, сверлильный станок либо помещается в термокамеру, либо выносится на улицу и исследование проводится при различных климатических температурах. Например, при заданном угле нарушения параллельности трущихся поверхностей, после проверки герметичности установка выносится на улицу, где температура воздуха отрицательная и после выдерживания времени кондиционирования, запускается привод. Так как при отрицательных температурах, например, у резины, который является основным материалом для подвижных уплотнений, уменьшается эластичность, можно исследовать потерю или восстановление свойств уплотнителя в зависимости от изменения угла а, скорости трения, температуры окружающей среды, вязкости и давления жидкой среды. Кроме того, благодаря простоте замены пластины 4, можно исследовать уплотнительные свойства резин в зависимости от материала пластины и шероховатости уплотняемой поверхности. А также, минимальное количество деталей и небольшой объем исследуемой жидкой среды, обеспечивают простоту ее замены, что позволяет проводить испытание уплотнения разных жидких сред.Due to the compactness of the test equipment, the study of materials can be carried out at various ambient temperatures. To do this, the drilling machine is either placed in a heat chamber, or taken out into the street and the study is carried out at different climatic temperatures. For example, at a given angle of violation of the parallelism of the rubbing surfaces, after checking the tightness, the installation is taken out into the street, where the air temperature is negative and after maintaining the conditioning time, the drive starts. Since at negative temperatures, for example, rubber, which is the main material for movable seals, decreases elasticity, it is possible to investigate the loss or recovery of the properties of the seal depending on the change in the angle a, the friction rate, ambient temperature, viscosity and pressure of the liquid medium. In addition, due to the ease of replacing the plate 4, it is possible to investigate the sealing properties of rubbers depending on the plate material and the roughness of the sealing surface. And also, the minimum number of parts and a small volume of the investigated liquid medium, provide ease of replacement, which allows testing the seal of different liquid media.

Таким образом, предлагаемый способ испытания уплотнений является простым и эффективным способом исследования уплотнительных материалов в режимах жидкостного и полусухого трения под давлением жидкой среды без использования уплотняемого вращающегося вала.Thus, the proposed method for testing seals is a simple and effective method for studying sealing materials in the modes of liquid and semi-dry friction under the pressure of a liquid medium without using a sealed rotating shaft.

Claims

A method of tribotechnical testing of seals, which consists in testing sealing materials by friction of the investigated sealing material against the surface of a lubricated metal body, characterized in that friction occurs between a seal placed in an annular recess on a plane and an opposite plane under pressure of a liquid medium.