СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ВРАЩАЮЩИХСЯ КОНТАКТНЫХ УПЛОТНЕНИЙ Российский патент 2002 года по МПК G01M13/00 

Изобретение относится к области гидромашиностроения, в частности к лабораторно-испытательной технике, а именно - к устройствам для исследования и доводки конструкции вращающихся контактных уплотнений гидромашин. Оно может быть использовано для испытаний гидромашин с вращающимся валом.

Известна установка для исследования торцовых уплотнений, содержащая вал с вращающимися и невращающимися кольцами, генератор осевых колебаний с двумя обоймами, расширяющимися пружинами, сменным кольцом с волновой поверхностью, установленным на валу, шариками, расположенными между сменным кольцом и одной обоймой [1].

К основным недостаткам устройства относятся:
- ограниченность применения вследствие того, что оно не позволяет проводить исследования и испытания торцовых уплотнений в условиях, соответствующих реальным, и не предназначена для исследования других вращающихся контактных уплотнений;
- ограниченность количества параметров, выдаваемых установкой, при исследовании и доводке торцовых уплотнений.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является стенд для испытаний уплотнения, содержащий испытательную камеру с узлом контактного уплотнения, устройство для измерения момента трения, электродвигатель, трубопроводную арматуру, измерительные приборы и емкость [2].

К недостаткам данной конструкции относятся:
- значительные затраты времени на подготовительные операции при испытании и доводке конструкции уплотнений, обусловленные необходимостью слива жидкости из испытательной камеры и наполнение ее, отсоединение подвижной платформы от испытательной камеры и соединение ее с последней;
- ограниченность функциональных возможностей, выражающаяся в том, что стенд позволяет испытывать контактные уплотнения только при малых давлениях, и невозможность обкатки уплотнений разных типоразмеров.

Задачей изобретения является снижение затрат на доводку конструкций контактных уплотнений по результатам испытаний и расширение функциональных возможностей.

Указанная задача решается предлагаемым стендом для испытания вращающихся контактных уплотнений, содержащим испытательную камеру, включающую корпус, крышки, консольный вал, установленный на подшипниках, и узел контактного уплотнения, расположенный со стороны консольного вала, электродвигатель, устройство для измерения момента трения, гидронасос, систему обвязки, контрольно-измерительные приборы и емкость.

Новым является то, что испытательная камера снабжена дополнительным узлом контактного уплотнения, идентичным испытываемому и установленным на другом конце вала, который также является консольным, причем концы вала выходят за пределы крышек камеры; устройство для измерения момента трения установлено по одну сторону испытательной камеры, а электродвигатель - по другую, валы которых соединены с валом испытательной камеры с помощью эластичных муфт, охватывающие полумуфты которых установлены с возможностью продольного перемещения в сторону от испытательной камеры.

На фиг.1 - изображен общий вид стенда.

На фиг.2 - испытательная камера в разрезе.

На фиг.3 - гидравлическая схема стенда.

На фиг. 4 и 5 - узлы соединения вала испытательной камеры с валом электродвигателя и устройство для измерения момента трения.

На фиг.6 - схема размещения гибких элементов на ободе 12 устройства для измерения момента трения на фиг.1.

Стенд состоит из испытательной камеры 1 (фиг.1), по одну из сторон которой установлено устройство для измерения момента трения 2, а по другую сторону - обкаточный электродвигатель 3, гидронасоса 4 и емкости 5 (фиг.3), соединенных друг с другом и с испытательной камерой 1.

Испытательная камера 1 (фиг. 2) состоит из корпуса 6, крышек 7, вала 8, концы которого выходят за пределы камеры, установленного на опорных подшипниках скольжения 9, и торцовых уплотнений 10, расположенных на консольных концах вала 8 внутри испытательной камеры 1.

Устройство для измерения момента трения 2 (фиг.1) состоит из балансирного электродвигателя 11, установленного соосно им обода 12 и вмонтированного на подшипниках в корпусе 13. На ободе 12 намотаны и закреплены гибкие элементы 14 и 15 (фиг.6), на которых навешены соответственно балансировочный 16 и основной 17 грузы. Устройство включает платформенные весы 18, с грузовой площадки которых контактирует основной груз 17.

Валы обкаточного электродвигателя 3 и устройства для измерения момента трения 2 соединены с валом испытательной камеры с помощью быстроразъемных муфт 19 и 20, каждая из которых состоит из полумуфт 21 и 22 (фиг.4 и 5), эластичных пальцев 23, шпонки 24 и стопорного пружинного кольца 25. Каждая полумуфта 22 посажена на вал своего привода с возможностью продольного перемещения в сторону от испытательной камеры.

Стенд также снабжен подводящим и отводящим штуцерами 26 и 27 на испытательной камере, системой обвязки 28 и контрольно-измерительными приборами 29 и 30.

Испытания проводят следующим образом. Торцовые уплотнения 10 устанавливают в испытательную камеру 1, которую в собранном виде закрепляют на станине 31, соединяют полумуфты 21 и 22 муфты 19 между собой с помощью пальцев 23 и стопорных колец 25. С помощью гидронасоса 4 устанавливают в камере 1 рабочее давление и включают балансирный электродвигатель 11 устройства для измерения момента трения 2. Подвешивая груз 17 (фиг.1), который взаимодействует с весами 18, определяют окружное усилие, приложенное к ободу 12 устройства. Проделав математические операции по известным формулам, определяют момент трения в торцовых уплотнениях путем вычитания из общего момента трения моментов трения в устройстве 2 и в испытательной камере 1.

После проведения необходимых замеров балансирный электродвигатель 11 выключают. Затем полумуфты 21 и 22 муфты 19 рассоединяют друг от друга, а полумуфты 21 и 22 муфты 20 соединяют. Включают электродвигатель 3 и производят обкатку торцовых уплотнений 10 в рабочем режиме до истечения запланированного времени. После этого электродвигатель выключают, рассоединяют полумуфты 21 и 22 муфты 20, соединяют полумуфты 21 и 22 муфты 19, включают балансирный электродвигатель 11 устройства для измерения момента трения 2, снова производят необходимые замеры и определяют момент трения в торцовых уплотнениях аналогично тому, как было описано выше. При испытании других торцовых уплотнений операции повторяются.

На основе полученных результатов по моментам трения подбирают соответствующие материалы для торцовых уплотнений и вносят в них конструктивные изменения.

Преимущества предлагаемого устройства заключаются в следующем. Оно позволяет:
- снизить затраты на доводку конструкций контактных уплотнений благодаря совмещению процесса испытаний с долговременной обкаткой их в рабочем режиме. Этим обеспечивается получение достоверных результатов для доводки конструкций;
- расширить функциональные возможности, так как позволяет проводить испытания и обкатку разных типоразмеров контактных уплотнений при широком диапазоне давлений.

Источники информации
1. А.С. N 996899, МКИ G 01 М 13/00, опубл. 1983.

2. А.С. N 1507322, МКИ G 01 М 13/04, опубл. 1989 - прототип.

Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности к лабораторно-испытательной технике, а именно к устройствам для исследования и доводки конструкции вращающихся контактных уплотнений гидромашин. В стенде испытательная камера снабжена дополнительным узлом контактного уплотнения, идентичным испытываемому. Обкаточный электродвигатель и устройство для измерения сил трения подсоединены к испытательной камере через эластичные муфты, охватывающие полумуфты которых выполнены с возможностью продольного перемещения. Это позволяет совместить процесс испытаний торцовых уплотнений с долговременной обкаткой их в рабочем режиме. Изобретение снижает затраты на доводку конструкций контактных уплотнений и расширяет функциональные возможности уплотнения. 6 ил.

Стенд для испытания вращающихся контактных уплотнений, содержащий испытательную камеру, включающую корпус, крышки, консольный вал, установленный на подшипниках, и узел контактного уплотнения, расположенный со стороны консольного вала, электродвигатель, устройство для измерения момента трения, гидронасос, систему обвязки, контрольно-измерительные приборы и емкость, отличающийся тем, что испытательная камера снабжена дополнительным узлом контактного уплотнения, идентичным испытываемому и установленным на другом конце вала, который также является консольным, причем концы вала выходят за пределы крышек камеры; устройство для измерения момента трения установлено по одну сторону испытательной камеры, а электродвигатель - по другую, валы которых соединены с валом испытательной камеры с помощью эластичных муфт, охватывающие полумуфты которых установлены с возможностью продольного перемещения в стороны от испытательной камеры.