一種密封圈旋轉動密封特性實驗裝置及實驗方法制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種密封圈旋轉動密封特性實驗裝置及實驗方法，該裝置包括支座，支座上安裝扭矩轉速傳感器，軸上套裝有一套筒組件，所述套筒組件與支座固定連接；在套筒組件內部沿軸間隔設置兩個格萊圈安裝部，在兩個格萊圈安裝部之間設置密封圈安裝部，將格萊圈和密封圈裝入上述的格萊圈安裝部和密封圈安裝部后，軸可穿過格萊圈和密封圈并在其內旋轉，套筒組件內部還在密封圈安裝部和格萊圈安裝部之間各設置一個被軸穿過的容腔。本發明專利技術所公開的密封圈旋轉動密封特性實驗裝置，電機驅動軸在套筒組件內旋轉，將密封圈安裝至B密封圈安裝部后，軸可穿過密封圈并在其內旋轉，即可模擬密封圈旋轉動時的工作狀態，從而對密封圈的旋轉動摩擦特性進行實驗。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于實驗測試裝置領域，特別涉及該領域中的一種密封圈旋轉動密封特性實驗裝置及實驗方法。
技術介紹
密封圈的旋轉動摩擦特性既取決于密封圈本身的性質，又取決于其安裝溝槽的尺寸和工作狀況。因此，在研究密封圈的旋轉動摩擦特性時，保證實驗條件是很重要的。密封圈旋轉動摩擦實驗裝置，必須保證溝槽尺寸、旋轉速度、壓力、摩擦副的介質。然而，現有大部分實驗裝置（其中包括摩擦力計和端面摩擦器）都不能滿足上述對密封圈旋轉動摩擦實驗所提出的要求。如在實際機器上或在模型上進行實驗，又由于誤差大而不能廣泛地用于對各種工作條件下的密封圈旋轉動摩擦特性進行深入研究。此外，現有技術中的旋轉動密封摩擦特性實驗裝置只能測定密封圈在一端承受壓力時的旋轉動摩擦特性，無法測定密封圈在兩端都承受壓力（同高壓、同低壓、一端低壓一端高壓）時的旋轉動摩擦特性。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題就是提供一種可對密封圈的旋轉動摩擦特性進行實驗的實驗裝置及實驗方法。本專利技術采用如下技術方案：一種密封圈旋轉動密封特性實驗裝置，其改進之處在于：所述的裝置包括支座，支座上安裝扭矩轉速傳感器，該扭矩轉速傳感器的一端通過聯軸器與電機的輸出軸相連接，另一端通過聯軸器與軸相連接，軸上套裝有一套筒組件，所述套筒組件與支座固定連接；在套筒組件內部沿軸間隔設置兩個格萊圈安裝部，在兩個格萊圈安裝部之間設置密封圈安裝部，將格萊圈和密封圈裝入上述的格萊圈安裝部和密封圈安裝部后，軸可穿過格萊圈和密封圈并在其內旋轉，套筒組件內部還在密封圈安裝部和格萊圈安裝部之間各設置一個被軸穿過的容腔，所述的容腔各與套筒組件表面的一個注液口相通，所述的套筒組件表面還安裝有兩個調壓裝置和兩個壓力傳感器，每一個調壓裝置均與一個容腔相通以便調整該容腔內的液體壓強，每一個壓力傳感器均與一個容腔相通以便監測該容腔內的液體壓強。進一步的，所述的電機也安裝在支座上；所述的電機為伺服電機。進一步的，所述的注液口通過管路與液壓泵相連接。進一步的，所述的扭矩轉速傳感器和壓力傳感器均與顯示器電連接。進一步的，所述的調壓裝置包括帶空腔的閥體，閥體通過閥口與容腔相通，閥體空腔內設置矩形彈簧，該矩形彈簧的一端與閥芯相連接，所述閥芯的凸出部伸入閥口內，并且在閥芯凸出部和閥口之間設置有密封圈，矩形彈簧的另一端則與彈簧座相連接，與安裝在閥體上的鎖緊螺母螺紋連接的調節螺桿可以插入空腔內并抵緊彈簧座，轉動調節螺桿可以通過彈簧座改變矩形彈簧的壓縮量。進一步的，所述的閥體上安裝上蓋，該上蓋的一端插入閥體的空腔內，上蓋上安裝鎖緊螺母，與鎖緊螺母螺紋連接的調節螺桿穿過上述的上蓋插入閥體的空腔內并抵緊彈簧座。進一步的，在閥芯凸出部和閥口之間還設置有墊圈，并且墊圈與密封圈的位置相鄰。一種密封圈旋轉動密封特性實驗方法，使用上述的密封圈旋轉動密封特性實驗裝置，其改進之處在于，包括如下步驟：（1）格萊圈安裝部A和C，密封圈安裝部B，A，B之間為第一容腔，B，C之間為第二容腔；（2）啟動電機驅動軸在套筒組件內旋轉，同時液壓泵連通注液口后小功率運轉對容腔排氣，在軸旋轉的同時排出容腔內的空氣，在容腔內的空氣排凈后，關閉電機和液壓泵；也可以在A，C安裝格萊圈后，液壓泵通過與第一容腔相通的注液口向第一容腔施壓，從與第二容腔相通的注液口排氣，在容腔內的空氣排凈后，關閉電機和液壓泵；（3）在第一容腔內的液體壓強等于第二容腔內的液體壓強P時：（31）在A和C安裝格萊圈，B先不安裝密封圈；（32）打開液壓泵向容腔內加壓注液體，通過壓力傳感器監測容腔內液體壓強，在容腔內液體壓強為P并維持穩定后關閉液壓泵，啟動扭矩轉速傳感器，啟動電機驅動軸在套筒組件內旋轉，待軸旋轉速度V穩定后旋轉三周取一次扭矩轉速傳感器扭矩示數M，此時M等于A、C處格萊圈所受阻力矩之和，由于A、C處環境一樣，阻力矩MA=MC；（33）關閉電機，排出容腔內液體，拆下套筒組件，將軸與套筒組件擦拭干凈，在B安裝需要測試的密封圈，A和C保持不變；打開液壓泵向容腔內加壓注同樣壓強P的液體，啟動扭矩轉速傳感器，啟動電機驅動軸在套筒組件內旋轉，待軸旋轉速度V穩定后旋轉三周取一次扭矩轉速傳感器扭矩示數M1，B處密封圈所受摩擦力矩MB=M1-M，記錄分析P，V，MB之間的聯系；（34）設置軸的旋轉速度梯度，從200rpm開始，每次遞增200rpm，加至最高3000rpm，每一個速度重復步驟（31）-（33）；（35）通過調壓裝置調整容腔內液體壓強后，重復上述步驟（31）-（34）；（4）在第一容腔內的液體壓強不等于第二容腔內的液體壓強時，高壓P1，低壓P2：（41）在A和C安裝格萊圈，B先不安裝密封圈；（42）打開液壓泵向容腔內加壓注液體，通過壓力傳感器監測容腔內液體壓強，在容腔內液體壓強至低壓P2并維持穩定后關閉液壓泵，啟動扭矩轉速傳感器，啟動電機驅動軸在套筒組件內旋轉，待軸旋轉速度V穩定后旋轉三周取一次扭矩轉速傳感器扭矩示數M1，此時M1等于A、C處格萊圈所受阻力矩之和M1=Ma+Mc，由于A、C處環境一樣，阻力矩Ma=Mc，因此M1=2Mc，關閉電機，排出容腔內液體，拆下套筒組件，將軸與套筒組件擦拭干凈；（43）打開液壓泵向容腔內加壓注液體，通過壓力傳感器監測容腔內液體壓強，在容腔內液體壓強至高壓P1并維持穩定后關閉液壓泵，啟動扭矩轉速傳感器，啟動電機驅動軸在套筒組件內旋轉，待軸旋轉速度V穩定后旋轉三周取一次扭矩轉速傳感器扭矩示數M2，此時M2等于A、C處格萊圈所受阻力矩之和M2=MA+MC，由于A、C處環境一樣，阻力矩MA=MC，因此M2=2MA，關閉電機，排出容腔內液體，拆下套筒組件，將軸與套筒組件擦拭干凈；（44）打開液壓泵向容腔內加壓注液體，通過壓力傳感器監測容腔內液體壓強，在第一容腔內液體壓強至高壓P1并維持穩定、第二容腔內液體壓強至低壓P2并維持穩定后關閉液壓泵，啟動扭矩轉速傳感器，啟動電機驅動軸在套筒組件內旋轉，待軸旋轉速度V穩定后旋轉三周取一次扭矩轉速傳感器扭矩示數M3，由于A處環境與步驟（43）一樣、C處環境與步驟（42）一樣，M3等于A、C處格萊圈所受阻力矩跟B處密封圈所受摩擦力矩之和，即M3= MA+ Mc+MB= MB+1/2M1+1/2M2，MB= M3-1/2M1-1/2M2，記錄分析P1，P2，V，MB之間的聯系；（45）設置軸的旋轉速度梯度，從200rpm開始，每次遞增200rpm，加至最高3000rpm，每一個速度重復步驟（41）-（44）；（46）通過調壓裝置調整容腔內液體壓強后，重復上述步驟（41）-（45）。進一步的，液體壓強P的取值范圍為0—20MPa。進一步的，在液體壓強中高壓P1和低壓P2的壓差范圍為0—2 MPa。進一步的，所述的液體可以是海水、淡水或者液壓油。本專利技術的有益效果是：本專利技術所公開的密封圈旋轉動密封特性實驗裝置，電機驅動軸在套筒組件內旋轉，將密封圈安裝至B密封圈安裝部后，軸可穿過密封圈并在其內旋轉，即可模擬密封圈旋轉動時的工作狀態，在此過程中密封圈和軸構成摩擦副，保證了摩擦副介質的確定性，即可對密封圈的旋轉動摩擦特性進行實驗。在軸旋轉過程中，通過扭矩轉速傳感器的示數計算得出密封圈在一定壓力和速度的狀態下所受的摩擦力矩，以此來分析在速度相同本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種密封圈旋轉動密封特性實驗裝置，其特征在于：所述的裝置包括支座，支座上安裝扭矩轉速傳感器，該扭矩轉速傳感器的一端通過聯軸器與電機的輸出軸相連接，另一端通過聯軸器與軸相連接，軸上套裝有一套筒組件，所述套筒組件與支座固定連接；在套筒組件內部沿軸間隔設置兩個格萊圈安裝部，在兩個格萊圈安裝部之間設置密封圈安裝部，將格萊圈和密封圈裝入上述的格萊圈安裝部和密封圈安裝部后，軸可穿過格萊圈和密封圈并在其內旋轉，套筒組件內部還在密封圈安裝部和格萊圈安裝部之間各設置一個被軸穿過的容腔，所述的容腔各與套筒組件表面的一個注液口相通，所述的套筒組件表面還安裝有兩個調壓裝置和兩個壓力傳感器，每一個調壓裝置均與一個容腔相通以便調整該容腔內的液體壓強，每一個壓力傳感器均與一個容腔相通以便監測該容腔內的液體壓強。

【技術特征摘要】
1.一種密封圈旋轉動密封特性實驗裝置，其特征在于：所述的裝置包括支座，支座上安裝扭矩轉速傳感器，該扭矩轉速傳感器的一端通過聯軸器與電機的輸出軸相連接，另一端通過聯軸器與軸相連接，軸上套裝有一套筒組件，所述套筒組件與支座固定連接；在套筒組件內部沿軸間隔設置兩個格萊圈安裝部，在兩個格萊圈安裝部之間設置密封圈安裝部，將格萊圈和密封圈裝入上述的格萊圈安裝部和密封圈安裝部后，軸可穿過格萊圈和密封圈并在其內旋轉，套筒組件內部還在密封圈安裝部和格萊圈安裝部之間各設置一個被軸穿過的容腔，所述的容腔各與套筒組件表面的一個注液口相通，所述的套筒組件表面還安裝有兩個調壓裝置和兩個壓力傳感器，每一個調壓裝置均與一個容腔相通以便調整該容腔內的液體壓強，每一個壓力傳感器均與一個容腔相通以便監測該容腔內的液體壓強。2.根據權利要求1所述的密封圈旋轉動密封特性實驗裝置，其特征在于：所述的電機也安裝在支座上；所述的電機為伺服電機。3.根據權利要求1所述的密封圈旋轉動密封特性實驗裝置，其特征在于：所述的注液口通過管路與液壓泵相連接。4.根據權利要求1所述的密封圈旋轉動密封特性實驗裝置，其特征在于：所述的扭矩轉速傳感器和壓力傳感器均與顯示器電連接。5.根據權利要求1所述的密封圈旋轉動密封特性實驗裝置，其特征在于：所述的調壓裝置包括帶空腔的閥體，閥體通過閥口與容腔相通，閥體空腔內設置矩形彈簧，該矩形彈簧的一端與閥芯相連接，所述閥芯的凸出部伸入閥口內，并且在閥芯凸出部和閥口之間設置有密封圈，矩形彈簧的另一端則與彈簧座相連接，與安裝在閥體上的鎖緊螺母螺紋連接的調節螺桿可以插入空腔內并抵緊彈簧座，轉動調節螺桿可以通過彈簧座改變矩形彈簧的壓縮量。6.根據權利要求5所述的密封圈旋轉動密封特性實驗裝置，其特征在于：所述的閥體上安裝上蓋，該上蓋的一端插入閥體的空腔內，上蓋上安裝鎖緊螺母，與鎖緊螺母螺紋連接的調節螺桿穿過上述的上蓋插入閥體的空腔內并抵緊彈簧座。7.根據權利要求5所述的密封圈旋轉動密封特性實驗裝置，其特征在于：在閥芯凸出部和閥口之間還設置有墊圈，并且墊圈與密封圈的位置相鄰。8.一種密封圈旋轉動密封特性實驗方法，使用上述的密封圈旋轉動密封特性實驗裝置，其特征在于，包括如下步驟：（1）格萊圈安裝部A和C，密封圈安裝部B，A，B之間為第一容腔，B，C之間為第二容腔；（2）啟動電機驅動軸在套筒組件內旋轉，同時液壓泵連通注液口后小功率運轉對容腔排氣，在軸旋轉的同時排出容腔內的空氣，在容腔內的空氣排凈后，關閉電機和液壓泵；也可以在A，C安裝格萊圈后，液壓泵通過與第一容腔相通的注液口向第一容腔施壓，從與第二容腔相通的注液口排氣，在容腔內的空氣排凈后，關閉電機和液壓泵；（3）在第一容腔內的液體壓強等于第二容腔內的液體壓強P時：（31）在A和C安裝格萊圈，B先不安裝密封圈；（32）打開液壓泵向容腔內加壓注液體，通過壓力傳感器監測容腔內液體壓強，在容腔內液體壓強為P并維持穩定后關閉液壓泵，啟動扭矩轉速傳感器，啟動電機驅動軸在套筒組件內旋轉，待軸旋轉速度V穩定后旋轉三周取一次扭矩轉速傳感器扭矩示數M，此時M等于A、C處格萊圈所受阻力矩之和，由于A...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊友勝，司傳嶺，李洋，王曉東，
申請(專利權)人：中國海洋大學，
類型：發明
國別省市：山東;37