RU2761769C1 - Lip seal testing device - Google Patents
Lip seal testing device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2761769C1 RU2761769C1 RU2021116044A RU2021116044A RU2761769C1 RU 2761769 C1 RU2761769 C1 RU 2761769C1 RU 2021116044 A RU2021116044 A RU 2021116044A RU 2021116044 A RU2021116044 A RU 2021116044A RU 2761769 C1 RU2761769 C1 RU 2761769C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaft
- lip seal
- contact
- hollow shaft
- width
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M13/00—Testing of machine parts
- G01M13/005—Sealing rings
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для контроля рабочих характеристик эластомерных уплотнений, например манжетных, широко применяемых в различных отраслях техники (машиностроении, автомобиле- и тракторостроении, авиации и т.д.).The invention relates to the field of measuring technology and can be used to monitor the performance of elastomeric seals, such as lip seals, widely used in various fields of technology (mechanical engineering, automobile and tractor construction, aviation, etc.).
Известно устройство для измерения ширины контакта манжетного уплотнения с валом (SU №504072 А1, G01B 7/02, от 25.02.1976), которое состоит из имитатора вала, выполненного из непроводящего электрический ток материала, проводника электрического тока, укрепленного на цилиндрической части имитатора вала, двух электродов, электролитической ванны и омметра. Проводник выполнен в виде проволочной спирали, навитой с постоянным шагом на имитатор вала, и заглублен на половину диаметра проволоки, выступающая часть которой удалена заподлицо с поверхностью имитатора вала. Манжетное уплотнение разделяет электролитическую ванну на два самостоятельных объема, а в месте его контакта с имитатором вала изолирует часть проволоки от прямого контакта с жидким проводником. О ширине контакта манжетного уплотнения с валом судят по показаниях омметра, пропорциональным длине проволоки, закрываемой уплотнением.There is a known device for measuring the width of the contact of a lip seal with a shaft (SU No. 504072 A1, G01B 7/02, dated 02.25.1976), which consists of a shaft simulator made of non-conductive material, an electric current conductor attached to the cylindrical part of the shaft simulator , two electrodes, an electrolytic bath and an ohmmeter. The conductor is made in the form of a wire spiral wound with a constant pitch on the shaft simulator and is recessed by half the wire diameter, the protruding part of which is removed flush with the shaft simulator surface. The lip seal divides the electrolytic bath into two independent volumes, and at the point of its contact with the shaft simulator it isolates part of the wire from direct contact with the liquid conductor. The width of the contact between the lip seal and the shaft is judged by the ohmmeter reading, which is proportional to the length of the wire covered by the seal.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному устройству является устройство для испытания манжетного уплотнения (SU №702204 А1, F16J 15/32, от 05.12.1979), которое представляет собой корпус, заполненный электропроводящей жидкостью. В корпусе размещаются исследуемое и вспомогательное манжетное уплотнение, а также полый вал. В теле вала, уложены последовательно в ряд зондирующие электроды, которые своими торцами выведены на поверхность вала по линии, параллельной его образующей. Внутри полого вала размещается источник питания и измерительное устройство. Исследуемое манжетное уплотнение изолирует часть торцов зондирующих электродов от электропроводящей жидкости. По количеству зондирующих электродов, контактирующих с электропроводящей жидкостью, определяют ширину контакта манжетного уплотнения с валом.The closest in technical essence to the proposed device is a device for testing lip seals (SU No. 702204 A1,
Недостатками описанных устройств являются:The disadvantages of the described devices are:
- недостаточная точность, обусловленная аналоговой обработкой измерительной информации, получаемой в дискретной форме;- insufficient accuracy due to analog processing of measurement information obtained in discrete form;
- наличие помех, обусловленных щеточными контактами в цепях передачи измерительной информации,- the presence of interference caused by brush contacts in the measurement information transmission circuits,
- невозможность измерять мгновенное значение ширины контакта манжетного уплотнения с валом одновременно и локально в нескольких точках по окружности вала,- the inability to measure the instantaneous value of the contact width of the lip seal with the shaft simultaneously and locally at several points around the circumference of the shaft,
- невозможность автоматически формировать графики зависимостей ширины или смещения контакта манжетного уплотнения вдоль вала одновременно в различных точках этого контакта от времени или частоты вращения вала.- the impossibility of automatically generating graphs of the dependences of the width or displacement of the lip seal contact along the shaft at the same time at different points of this contact on the time or shaft rotation frequency.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, состоит в повышении точности измерения ширины контакта манжетного уплотнения с валом, устранение помех в цепях передачи измерительной информации, наличие возможности измерять мгновенное значение ширины контакта манжетного уплотнения с валом, а также смещения зоны контакта вдоль оси вала, одновременно и локально в нескольких точках по окружности вала и автоматически формировать графики зависимостей ширины или смещения контакта манжетного уплотнения с валом одновременно в различных точках этого контакта от времени или частоты вращения вала.The technical result that can be obtained by implementing the invention consists in increasing the accuracy of measuring the contact width of the lip seal with the shaft, eliminating interference in the measurement information transmission circuits, the ability to measure the instantaneous value of the contact width of the lip seal with the shaft, as well as displacement of the contact zone along the axis shaft, simultaneously and locally at several points around the circumference of the shaft and automatically generate graphs of the dependences of the width or displacement of the contact of the lip seal with the shaft simultaneously at different points of this contact on the time or shaft rotation frequency.
Сущность изобретения достигается тем, что устройство для испытания манжетного уплотнения, установленного в заполненной электропроводящей жидкостью полости корпуса, снабженное выходящими на поверхность контакта манжеты с полым валом зондирующими электродами, соединенными с источником питания и ограничительными резисторами, в котором для одновременного измерения величины продольного смещения зоны контакта по валу и ширины этого контакта в зависимости от угла поворота вала относительно манжеты, зондирующие электроды расположены в теле вала, уложены последовательно в ряд и выведены на поверхность вала по линии примерно параллельной его оси, при этом зондирующие электроды соединены с источником питания и ограничительными резисторами, дополнительно содержит второе вспомогательное манжетное уплотнение, а зондирующие электроды подключены к входам электронных усилителей, выходы которых подключены к укрепленному в торце полого вала светодиодному табло для передачи светового потока в приемный блок, при этом управление электроприводом осуществляется от электронно-вычислительной машины с помощью цифроаналогового преобразователя и усилителя мощности.The essence of the invention is achieved in that a device for testing a lip seal installed in a housing cavity filled with an electrically conductive liquid, equipped with probing electrodes protruding to the contact surface of the lip seal with a hollow shaft, connected to a power source and limiting resistors, in which for simultaneous measurement of the longitudinal displacement of the contact zone along the shaft and the width of this contact, depending on the angle of rotation of the shaft relative to the cuff, the probing electrodes are located in the body of the shaft, stacked sequentially in a row and brought out to the surface of the shaft along a line approximately parallel to its axis, while the probing electrodes are connected to a power source and limiting resistors, additionally contains a second auxiliary lip seal, and the probing electrodes are connected to the inputs of electronic amplifiers, the outputs of which are connected to an LED display mounted at the end of the hollow shaft for transmission luminous flux into the receiving unit, while the electric drive is controlled from an electronic computer using a digital-to-analog converter and a power amplifier.
Сущность изобретения поясняется чертежами.The essence of the invention is illustrated by drawings.
На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 показана конструкция измерительного блока устройства, на фиг. 3 показано светодиодное индикаторное табло для двух групп светодиодов, на фиг. 4 показано светодиодное индикаторное табло для четырех групп светодиодов.Figure 1 shows a block diagram of the device; Fig. 2 shows the construction of the measuring unit of the device; Fig. 3 shows an LED display panel for two groups of LEDs, FIG. 4 shows the LED display board for four groups of LEDs.
Структурная схема устройства содержит: 1 - электропривод, 2 - измерительный блок, 3 - светодиодное индикаторное табло, 4 - объектив, 5 - матрица из приборов с зарядовой связью (ПЗС - матрица), 6 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП), 7 - схема управления, 8 - усилитель мощности (УМ), 9 - цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), 10 -электронно-вычислительная машина (ЭВМ), 11 - регулируемый электропривод, 12- приемный блок.The block diagram of the device contains: 1 - electric drive, 2 - measuring unit, 3 - LED indicator board, 4 - lens, 5 - matrix of charge coupled devices (CCD - matrix), 6 - analog-to-digital converter (ADC), 7 - control circuit, 8 - power amplifier (PA), 9 - digital-to-analog converter (DAC), 10 - electronic computer (PC), 11 - adjustable electric drive, 12 - receiving unit.
На фиг. 2 показаны следующие узлы и детали измерительного блока устройства: 13, 16 - ограничительные резисторы для ограничения тока через зондирующие электроды 29, 38; 14 - муфта для связи с электродвигателем 1; 15 - блок питания для питания электронной схемы; 17 - полый вал для контакта с исследуемым манжетным уплотнением 24 и вспомогательными манжетными уплотнениями 21, 27; 18 - подшипник скольжения для фиксации полого вала 17 в корпусе 19; 19 - корпус для размещения в нем узлов и деталей измерительного блока; 20, 22, 25, 28 - установочные кольца для фиксации исследуемого манжетного уплотнения 24 и вспомогательных манжетных уплотнений 21, 27 в корпусе 19; 21, 27 - вспомогательные манжетные уплотнения для создания полостей под электропроводящую жидкость, 23, 26 - заливочные отверстия для заливки электропроводящей жидкости, 24 - исследуемое манжетное уплотнение, 29, 38 - зондирующие электроды; 30 - крышка корпуса; 31 - подшипник скольжения для фиксации полого вала 17 в крышке корпуса 30; 32, 33 - блоки электронных усилителей для усиления сигналов с зондирующих электродов 29, 38; 35 - маркерный светодиод для фиксации центра табло 37; 34, 36 - информационные светодиоды для передачи измерительной информации в приемный блок 12; 37 - информационное табло для размещения информационных светодиодов; Между вспомогательными манжетными уплотнениями 21, 27 и исследуемым уплотнением 24 залита электропроводящая жидкость.FIG. 2 shows the following units and details of the measuring unit of the device: 13, 16 - limiting resistors to limit the current through the
При работе устройства сигнал с каждого зондирующего электрода проходит 4 стадии:When the device is in operation, the signal from each probe electrode goes through 4 stages:
- преобразование электрического сигнала в оптический,- conversion of an electrical signal into an optical one,
- передача оптического сигнала с вращающего вала в приемный блок,- transmission of an optical signal from the rotating shaft to the receiving unit,
- преобразование оптического сигнала в электрический сигнал,- conversion of an optical signal into an electrical signal,
- формирования измерительной информации.- formation of measurement information.
Стадия преобразования электрического сигнала в оптический реализуется тем, что каждый зондирующий электрод подключен ко входу соответствующего электронного усилителя, а нагрузкой усилителя служит светодиод, размещенный на световом табло, прикрепленное к торцу вала.The stage of converting an electrical signal into an optical one is realized by the fact that each probe electrode is connected to the input of the corresponding electronic amplifier, and the amplifier is loaded with an LED placed on a light board attached to the end of the shaft.
Стадия передачи оптического сигнала с вращающего вала в приемный блок осуществляется путем передачи оптического сигнала от светодиодов, размещенных на световом табло, через объектив на ПЗС-матрицу.The stage of transmitting the optical signal from the rotating shaft to the receiving unit is carried out by transmitting the optical signal from the LEDs located on the light board through the lens to the CCD matrix.
Стадия преобразования оптического сигнала в электрический сигнал выполняется путем управления работой ПЗС-матрицы от ЭВМ через схему управления с дальнейшей передачей электрических сигналов от ПЗС-матрицы в АЦП, а затем в ЭВМ на обработку.The stage of converting the optical signal into an electrical signal is performed by controlling the operation of the CCD matrix from the computer through the control circuit with further transmission of electrical signals from the CCD matrix to the ADC, and then to the computer for processing.
Стадия формирования измерительной информации осуществляется путем формирования базы данных измерительной информации в памяти ЭВМ с последующей обработкой этих данных по заданной программе в зависимости от целей исследования или контроля. Вывод измерительной информации производится на принтер или дисплей.The stage of formation of measurement information is carried out by forming a database of measurement information in the computer memory with subsequent processing of these data according to a given program, depending on the objectives of the study or control. The measurement information is output to a printer or display.
Работа устройства для испытания манжетных уплотнений состоит в следующем. Регулируемый электропривод 11 передает вращающий момент в измерительный блок 2, где находятся исследуемое манжетное уплотнение, полый вал и электронная схема измерения мгновенного значения ширины и смещения контакта манжетного уплотнения одновременно и локально в нескольких точках по окружности вала. Схема, размещенная внутри полого вала, служит также для преобразования мгновенного значения ширины и смещения контакта манжетного уплотнения с валом в дискретный сигнал. Этот сигнал поступает в светодиодное индикаторное табло 3, прикрепленное к торцу полого вала. Оптический сигнал от светодиодов этого табло поступает через объектив 4 в ПЗС-матрицу 5, которая управляется схемой управления 7 с помощью ЭВМ 10. В ПЗС-матрице 5 происходит преобразование оптического сигнала в электрический сигнал, который поступает через АЦП 6 в ЭВМ 10 для обработки и выработки выходного сигнала в зависимости от целей и программы исследования манжетного уплотнения.The operation of the device for testing lip seals is as follows. The adjustable
Основными функциональными элементами устройства являются: регулируемый электропривод 11, измерительный блок, светодиодное индикаторное табло, приемный блок, электронно-вычислительная машина.The main functional elements of the device are: an adjustable
Регулируемый электропривод 11 состоит из приводного электродвигателя постоянного тока 1 и схемы управления. В состав схемы управления приводного электродвигателя 1 входят усилитель мощности 8, который питает цепь якоря двигателя 1, а также цифроаналоговый преобразователь 9, преобразующий цифровой код, поступающий от ЭВМ 10 в аналоговый сигнал, необходимый для управления приводным электродвигателем 1. Благодаря применению в приводном электродвигателе 1 независимого возбуждения имеется возможность регулировать в широких пределах частоту вращения вала двигателя. Частота вращения приводного электродвигателя определяется целями исследования манжетного уплотнения. Программа исследования записывается в память ЭВМ 10.Variable
Особенности конструкции измерительного блока состоят в следующем.The design features of the measuring unit are as follows.
Полый вал 17 имеет от одного до нескольких продольных пазов, в каждом из которых уложен один ряд изолированных между собой зондируюших электродов 29, 38. Торцовые части зондируюших электродов срезаны заподлицо с наружной поверхностью полого вала и контактируют с исследуемым манжетным уплотнением 24 и жидким проводником. Количество пазов в полом валу определяется программой исследования манжетного уплотнения. Внутри полого вала 17 размещены блоки электронных усилителей 32, 33 и блок питания 15. Количество блоков электронных усилителей равно количеству пазов в полом валу. Зондируюшие проводники подключены ко входам блоков электронных усилителей, поэтому количество усилителей в блоке равно количеству зондируюших проводников в одном ряду. К торцу полого вала прикреплено светодиодное индикаторное табло 37. Светодиоды 34,36 соединены с выходами блоков электронных усилителей 32, 33.The
Работа измерительного блока состоит в следующем. На зондирующие электроды 29, 38 через ограничительные резисторы 16, 13 подается напряжение смещения, равное логической единице относительно корпуса устройства 19 и полого вала 17. В зависимости от зоны контакта исследуемого манжетного уплотнения с полым валом торцы зондирующих электродов контактируют либо с материалом манжетного уплотнения, либо с проводящей жидкостью. Если торец зондирующего электрода контактирует с проводящей жидкостью, то напряжение становится равным уровню логического нуля, так как напряжение смещения через проводящую жидкость замыкается на корпус и полый вал. Напряжения с одной группы зондирующих электродов поступает на входы соответствующего блока электронных усилителей и после усиления по мощности подается на светодиоды, расположенные в светодиодном индикаторном табло 37. На светодиодном индикаторном табло 37 светятся только те светодиоды, которые через электронные усилители соединены с зондирующими электродами, находящимися в зоне контакта исследуемого манжетного уплотнения с валом и поэтому не контактируют с электропроводящей жидкостью. По количеству светящихся светодиодов в одной группе можно определить мгновенное значение ширины контакта исследуемого манжетного уплотнения 24 с соответствующим пазом полого вала 17.The work of the measuring unit is as follows. A bias voltage is applied to the
Светодиодное индикаторное табло может иметь различное исполнение.The LED display panel can be of various designs.
На Фиг. 3 показан вариант исполнения светодиодного индикаторного табло для двух групп светодиодов. На Фиг. 4 показан вариант исполнения светодиодного индикаторного табло для четырех групп светодиодов. Для обозначения оси вала в центре табло установлен маркерный светодиод 35. Остальные светодиоды имеют информационную функцию. Количество групп светодиодов равно количеству пазов в полом валу. Количество светодиодов в группе равно количеству зондируюших проводников в соответствующем пазу полого вала 17.FIG. 3 shows a variant of the LED display panel for two groups of LEDs. FIG. 4 shows a variant of the LED display panel for four groups of LEDs. To indicate the axis of the shaft, a
Приемный блок 12 служит для преобразования оптического сигнала в электрический с последующей селекцией и дискредитации этого сигнала и дальнейшей передачей его в ЭВМ 10. В состав приемного блока входят: объектив 4, ПЗС-матрица 5, АЦП 6 и схема управления 7. Управление приемным блоком осуществляется от ЭВМ 10.The receiving
Электронно-вычислительная машина 10 работает по заданной программе и выполняет следующие функции: прием и обработка информации, получаемой от ПЗС - матрицы 5, управление разверткой ПЗС - матрицы 5, управление частотой вращения регулируемого электропривода 11, вывод измеренных данных.
Подготовка устройства к работе заключается в следующем. В корпус устройства 19 помещают полый вал 17, а также установочные кольца 20, 22, 25, 28, вспомогательные манжетные уплотнения 21, 27 и исследуемое уплотнение 24. В полости между исследуемым уплотнением 24 и вспомогательными уплотнениями 21, 27 заливают электропроводящую жидкость. Сборка всего устройства производится таким образом, что середина ширины зоны контакта исследуемого манжетного уплотнения с полым валом 17 располагается на середине ряда зондирующих электродов.Preparing the device for operation is as follows. A
Таким образом, рассмотренное устройство, в отличие от известных, позволяет повысить точность измерения за счет устранения помех в цепях передачи измерительной информации и позволяет измерять мгновенное значение ширины контакта манжетного уплотнения с валом, а также смещения контакта манжетного уплотнения вдоль вала одновременно и локально в нескольких точках по окружности вала, формировать графики зависимостей во времени ширины контакта и смещения манжетного уплотнения в заданных точках контакта с валом.Thus, the considered device, in contrast to the known ones, makes it possible to increase the measurement accuracy by eliminating interference in the measurement information transmission circuits and allows one to measure the instantaneous value of the contact width of the lip seal with the shaft, as well as the displacement of the lip seal contact along the shaft simultaneously and locally at several points along the circumference of the shaft, form graphs of the dependences in time of the width of the contact and displacement of the lip seal at the given points of contact with the shaft.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021116044A RU2761769C1 (en) | 2021-06-03 | 2021-06-03 | Lip seal testing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021116044A RU2761769C1 (en) | 2021-06-03 | 2021-06-03 | Lip seal testing device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2761769C1 true RU2761769C1 (en) | 2021-12-13 |
Family
ID=79175196
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021116044A RU2761769C1 (en) | 2021-06-03 | 2021-06-03 | Lip seal testing device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2761769C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1135945A2 (en) * | 1983-04-27 | 1985-01-23 | Институт Физико-Технических Проблем Севера Якутского Филиала Со Ан Ссср | Stand for testing cup seals |
RU104311U1 (en) * | 2010-12-10 | 2011-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (СГТУ) | STAND FOR TEST SEALS OF ROTATING SHAFT |
CN109900468A (en) * | 2019-03-22 | 2019-06-18 | 北京航空航天大学 | A kind of rubber and plastic axle envelope performance monitoring and accelerated life test platform and test method |
CN108489675B (en) * | 2017-12-11 | 2020-02-18 | 渤海造船厂集团有限公司 | Tightness test method for stern shaft sealing device by taking seawater as cooling medium |
-
2021
- 2021-06-03 RU RU2021116044A patent/RU2761769C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1135945A2 (en) * | 1983-04-27 | 1985-01-23 | Институт Физико-Технических Проблем Севера Якутского Филиала Со Ан Ссср | Stand for testing cup seals |
RU104311U1 (en) * | 2010-12-10 | 2011-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (СГТУ) | STAND FOR TEST SEALS OF ROTATING SHAFT |
CN108489675B (en) * | 2017-12-11 | 2020-02-18 | 渤海造船厂集团有限公司 | Tightness test method for stern shaft sealing device by taking seawater as cooling medium |
CN109900468A (en) * | 2019-03-22 | 2019-06-18 | 北京航空航天大学 | A kind of rubber and plastic axle envelope performance monitoring and accelerated life test platform and test method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4608532A (en) | Multi-probe metering apparatus | |
US3800216A (en) | Cable fault locator apparatus and method with reference voltage comparison | |
ATE38084T1 (en) | WEAR INDICATOR FOR A MECHANICAL SEAL. | |
JPH0472195B2 (en) | ||
ATE91344T1 (en) | MEASUREMENT ARRANGEMENT COMPRISING AT LEAST ONE LINEAR ELECTRONIC LENGTH PROBE. | |
RU2761769C1 (en) | Lip seal testing device | |
RU2761765C1 (en) | Method for testing cuff seals | |
US4769594A (en) | Method and circuit arrangement for measuring the dynamical behavior of a rotating body | |
GB1585175A (en) | Measurement apparatus for use with a rotary member | |
SU1401386A1 (en) | Device for measuring weak currents | |
SU1691785A1 (en) | Device for determination of short circuit position | |
SU1298674A1 (en) | Method of calibrating semiconductor resistive transducer of pulsed microwave power | |
SU572679A1 (en) | Rotary viscosimeter | |
RU2028636C1 (en) | Electrostatic field strength measuring device | |
SU907475A1 (en) | Device for checking transmission coefficient of voltage dividers | |
JP3011789B2 (en) | Data processing device for rotating or non-rotating body | |
SU977078A2 (en) | Apparatus for measuring workpiece-to-tool contact area width | |
SU834388A1 (en) | A.c.potentiometer for measuring displacements | |
RU2201477C1 (en) | Procedure testing resistance of insulation between electrolyzer and ground and gear for its implementation | |
JPS6421375A (en) | In-circuit testing apparatus | |
SU627421A1 (en) | Arrangement for measuring loader mains insulation resistance | |
SU728097A1 (en) | Method of locating cable line wires insulation flaws | |
SU815677A1 (en) | Multichannel converter for converting resistance variation into electric signal | |
SU503124A1 (en) | Device for measuring strain | |
SU1594435A1 (en) | Method of measuring emf from high-ohmic transmitters |