SU972295A1

SU972295A1 - Device for testing packing of polymer materials

Info

Publication number: SU972295A1
Application number: SU813290682A
Authority: SU
Inventors: Николай Сергеевич Баранов; Александр Иосифович Елькин; Алексей Семенович Камышков
Original assignee: Предприятие П/Я А-7544
Priority date: 1981-05-14
Filing date: 1981-05-14
Publication date: 1982-11-07

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ УПЛОТНИТЕЛЕЙ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ(54) DEVICE FOR TESTING SEALS FROM POLYMER MATERIALS

1one

Изобретение относитс к испытательному оборудованию, предназначенному дл измерени прочности прилипани и трени уплотнительной прокладки из высокоэластичного материала к сопр гаемым детал м узла уплотнени при воздействии различных условий.The invention relates to test equipment designed to measure the strength of adhesion and friction of a gasket made of highly elastic material to the mating parts of a seal assembly when exposed to various conditions.

Известен прибор дл определени силы трени при посто нной деформации, в котором на образец из высокоэластичного материала , помещенный между двум поверхност ми трени , накладывают т гу-захват, св занную штоком с тензометрическим кольцом 1.A device for determining the friction force under constant deformation is known, in which a specimen of a highly elastic material placed between two friction surfaces is imposed with a gripping device connected by a rod with a strain gage 1.

Недостатком прибора вл етс то, что услови испытани отличаютс от работы уплотнител в узле, так как при перемещении штока образец испытывает деформацию изгиба, котора может вызывать нормальные напр жени и приводить к частичному отрыву образца.The drawback of the device is that the test conditions differ from the work of the seal in the assembly, since when the rod is moved, the specimen experiences a bending deformation, which can cause normal stresses and lead to partial detachment of the specimen.

Известен также прибор дл исследовани фрикционных свойств резин, в котором испытываемый образец помещают между двум контртелами, одно из которых св зано с приводом вращени , а другое - с измерителем , фиксирующим момент трени , возникающий при скольжении резинового образца по поверхности контртела 2.Also known is a device for examining the frictional properties of rubbers, in which a test specimen is placed between two counterbodies, one of which is associated with a rotating drive, and the other with a gauge recording the moment of friction that occurs when the rubber specimen slides over the surface of the counterbody 2.

Недостатком прибора вл етс невозможность обеспечени посто нного зазора между контртелами, при действии на образец различных условий, моделирующих эксплуатационные дл узла уплотнени (вакуум , воздействие радиации, различных сред, температуры и т. д.), так как каждое контртело св зано с различными кинематически ,Q ми узлами (имеющими люфты). Кроме того , величина зазора зависит от точности изготовлени и монтажа прибора (непараллельность , несоосность и т. д.). Поэтому в процессе испытани происходит дополнительна деформаци образца, вли юща на точ15 ность измерени .The drawback of the device is the impossibility of providing a constant gap between the counterbodies, when exposed to a sample of different conditions that simulate operational seals for the node (vacuum, radiation, different media, temperature, etc.), since each counterbody is associated with different kinematically , Q mi nodes (with backlash). In addition, the size of the gap depends on the accuracy of manufacture and installation of the device (non-parallelism, misalignment, etc.). Therefore, during the test, an additional deformation of the sample occurs, which affects the measurement accuracy.

Цель изобретени - обеспечение высокой точности Измерени в услови х испытаний , максимально приближенных к реальным .The purpose of the invention is to provide high accuracy of measurement under test conditions as close to real as possible.

Указанна цель достигаетс тем, что де20 формирующий механизм выполнен в виде двух ст нутых и жестко закрепленных на валу привода дисков, между которыми установлено с возможностью вращени вокруг вала промежуточное кольцо, контактирующее с двум упорными шарикоподшипниками и с испытываемым образ-цом, при этом промежуточное кольцо соединено с основанием через динамометр.This goal is achieved by the fact that the de-forming mechanism is made in the form of two disks mounted and rigidly mounted on the drive shaft of disks, between which the intermediate ring is mounted for rotation around the shaft, in contact with two thrust ball bearings and with the test specimen, while the intermediate ring connected to the base through a dynamometer.

На фиг. 1 показано устройство дл испытани уплотнителей из полимерных материалов , обш.ий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1.FIG. 1 shows a device for testing seals of polymeric materials, general view; in fig. 2 is a view A of FIG. one.

Испытываемые образцы 1 устанавливаютс между дисками 2 и промежуточном кольцом 3, расположенным между двум упорными шарикоподшипниками 4. Диски 2 ст нуты с помощью гайки 5 на валу 6 электропривода 7 вращени , закрепленного на осковании 8. Промежуточное кольцо 3 соединено через рычаг 9 с динамометром 10, закрепленным на основании 8. Дл передачи вращени диски 2 установлены на валу 6 на шпонке 11. Диски, промежуточное кольцо , вл ющиес контртелом, а также вал выполнены из одного металла, что позвол ет целиком помещать устройство в услови , моделирующие эксплуатационные, в которых необходимо проводить испытани .The test specimens 1 are installed between the disks 2 and the intermediate ring 3 located between two thrust ball bearings 4. The disks 2 are strut using a nut 5 on the shaft 6 of the rotational actuator 7 fixed on the trim 8. The intermediate ring 3 is connected via lever 9 to a dynamometer 10, fixed on the base 8. For transmitting the rotation, the disks 2 are mounted on the shaft 6 on the key 11. The disks, the intermediate ring, which is the counter body, and the shaft are made of the same metal, which allows the device to be completely enclosed iruyuschie maintenance where it is necessary to conduct the test.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

После установки в прибор испытываемые образцы деформируютс до заданной величины сжати путем вращени гайки 5. При этом величина предварительного сжати образца определ етс конструктивным выполнением сменного промежуточного кольца, позвол ющим варьировать величину предварительного сжати . Зат жка гайки производитс до заданного посто нного момента, обеспечивающего посто нное осевое нагружение шарикоподшипников. При этом величина нагрузки на образец целиком опреде .| етс внутренним напр жением в деформированном материале. При длительных испытани х в услови х, моделирующих эксплуатационные , в в зкоупругих материалах развиваютс процессы структурировани , привод щие к изменению как объемных свойств, вызывающих релаксацию напр жени , так и поверхностных, про вл ющихс в изменении коэффициента трени . Поэтому периодически измер ема с помощью динамометра 10 сила трени скольжени образца при вращении дисков 2 относительно промежуточного кольца 3 вл етс комплексной характеристикой материала, описывающей изменение свойств .материала в услови х посто нства размера зазора между поверхност ми, ограничивающими деформацию образца. Именно в таких услови х работают уплотнительные элементы: прокладки, сальники, манжеты и т. д.After being inserted into the device, the test specimens are deformed to a predetermined amount of compression by rotating the nut 5. At the same time, the amount of pre-compression of the sample is determined by the design of the replaceable intermediate ring, which makes it possible to vary the amount of pre-compression. The nut is tightened to a predetermined constant torque, ensuring a constant axial loading of the ball bearings. In this case, the load on the sample is entirely determined. | internal stress in the deformed material. During long-term tests under conditions simulating operational, in visco-elastic materials, structuring processes develop, leading to changes in both the bulk properties causing stress relaxation and surface ones, which manifest themselves in a change in the coefficient of friction. Therefore, periodically measured by the dynamometer 10, the friction force of the sample during rotation of the disks 2 relative to the intermediate ring 3 is a complex material characteristic describing the change in material properties under conditions of the size of the gap between the surfaces limiting the deformation of the sample. It is under these conditions that the sealing elements work: gaskets, seals, cuffs, etc.

Сила трени , возникающа на контакте уплотнител с посадочным местом, вл етс одним из определ ющих факторов, вли ющим на герметизирующую способность уплотнени , например на такие характеристики , как температура потери герметичности, критическое давление разгерметизации и т. дThe frictional force that occurs at the contact of the seal with the seat is one of the determining factors affecting the sealing ability of the seal, for example, such characteristics as leakage temperature, critical depressurization pressure, etc.

На результаты измерени накладываетс погрешность, св занна с трением качени в упорном шарикоподщипнике, котора может быть исключена с помощью получени тарировочных зависимостей трени в подшипниках при их посто нной зат жке (без образцов).The measurement results are superimposed by the error associated with rolling friction in the thrust ball bearing, which can be eliminated by obtaining the calibration dependencies of friction in bearings with their constant tightening (without samples).

Результаты измерени , полученные с помощью предлагаемого устройства позвол ют оценить рабочие параметры узла и могут быть использованы дл прогнозировани долговечности уплотнений в заданных эксплуатационных услови х.The measurement results obtained using the proposed device make it possible to evaluate the operating parameters of the assembly and can be used to predict the durability of the seals under the specified operating conditions.

Claims

1. Theory of friction and wear. M., “Science, Yu65, p. 290-292.

2. Manufacture of tires, rubber and asbestos products. Scientific-tech. Sat., 1973, № 12, p. 19-20.