СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ УПЛОТНЕНИЙ Российский патент 2004 года по МПК G01M3/00 

Техническое решение относится к испытательным стендам, а именно к стендам для испытания уплотнений, и может быть использовано во всех отраслях промышленности, где требуется знать, каким образом изменяются радиальные усилия в эластичном материале в зависимости от его осевого сжатия и зависимость величины уплотняемого давления от величины осевого сжатия.

Известен стенд для механических испытаний эластичных материалов (по авт. св. СССР №811097, G 01 M 19/00, опубл. в БИ №9 за 1981г.), состоящий из основания, размещенного на нем привода с регулятором угловых перемещений, панелей с отверстиями, образующими координатную сетку, и фиксатора положения панелей, выполненного в виде двух параллельных стенок, одна из которых имеет лимб с узлами фиксации. Панели размещены между стенками фиксатора на соединяющих их шарнирных осях, при этом одна из них закреплена неподвижно, часть панелей кинематически связана с приводом, а остальная часть зафиксирована относительно первой. Панель, закрепленная неподвижно, выполнена из двух частей, между которыми установочно-подвижно и также на шарнирной оси закреплена другая панель, а регулятор угловых перемещений выполнен в виде лимба с двумя концевыми переключателями и взаимодействующего с ним водила, ось которого соединена с приводом, а вилка контактирует с панелью.

Недостатком известного стенда является то, что он пригоден только для механических испытаний эластичных материалов и его невозможно использовать для определения величины уплотняемого давления, а также для определения радиальных усилий, передаваемых от испытуемого уплотнения на стенки корпуса стенда.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому решению является установка для испытания уплотнений (по авт. св. СССР №351110, G 01 m 3/00, F 16 j 15/50, опубл. в БИ №27 за 1972 г.), состоящая из корпуса, уплотняемой детали, имеющей с двух торцов отверстия с внутренней резьбой, в которых расположены ведущий вал и винтовой валик, сообщающие уплотняемой детали движение, и испытуемых уплотнений.

Недостатком известной установки является то, что она пригодна только для определения величины уплотняемого давления.

Технической задачей предлагаемого решения является расширение возможностей стенда за счет получения зависимости фактического поджатия испытуемого уплотнения от величины давления рабочей жидкости в рабочей камере при фиксированном предварительном поджатии испытуемого уплотнения, определения величины уплотняемого давления в зависимости от фактического поджатия и радиального усилия, передаваемого от испытуемого уплотнения на стенки корпуса стенда.

Поставленная цель достигается тем, что в стенде для испытания уплотнений, состоящем из корпуса, оси и испытуемого уплотнения, установленного на оси внутри корпуса соосно с ним, согласно техническому решению испытуемое уплотнение размещено на оси между втулками, которые установлены на оси свободно. Первая втулка образует с внутренней поверхностью корпуса рабочую камеру. Ось имеет канал для подвода в рабочую камеру под давлением рабочей жидкости. Вторая втулка установлена с возможностью взаимодействия с силовым устройством, включающим гайку и тарельчатые пружины, размещенные на оси между пластинами системы измерения перемещений, которая также содержит индикатор перемещений, закрепленный на одной из пластин, и болт, установленный на другой пластине с контргайкой и взаимодействующий с индикатором перемещений. На корпусе стенда в месте взаимодействия корпуса стенда с испытуемым уплотнением установлены тензодатчики перемещений, соединенные с аппаратурой для измерения радиальных перемещений.

Сущность технического решения поясняется чертежом, на котором показан общий вид стенда для испытания уплотнений, а также описанием его работы.

Стенд для испытания уплотнений (далее - стенд) состоит из корпуса 1 с основанием 2. В корпусе 1 при помощи уплотнительного кольца 3 герметично установлена ось 4, на которой расположены втулки 5, между которыми размещено испытуемое, например, полиуретановое уплотнение 6. Пространство, ограниченное первой втулкой 5 и внутренней поверхностью корпуса 1, является рабочей камерой 7 стенда. Втулки 5 посажены на ось 4 свободно и не мешают поступлению рабочей жидкости через канал 8, находящийся в оси, в рабочую камеру 7 и равномерному ее распределению. Силовое устройство (поз. не обозначено) состоит из тарельчатых пружин 9, протарированных и установленных на оси 4, и гайки 10.

Система измерения перемещений содержит две пластины 11, закрепленные на оси 4 с обеих сторон от тарельчатых пружин 9, на одной из которых установлен индикатор 12 перемещений, а на второй пластине 11 - болт 13 с контргайкой 14, взаимодействующий с индикатором 12 перемещений. На корпусе 1, в месте взаимодействия корпуса/стенда и испытуемого уплотнения установлены тензодатчики 15 перемещений, которые соединены с аппаратурой 16 для измерения радиальных перемещений посредством электрических проводов 17.

Рабочую жидкость подают в стенд от насоса 18 под высоким давлением через рукав 19 и канал 8 в оси 4 для подвода рабочей жидкости. Величину давления рабочей жидкости в рабочей камере 7 стенда контролируют с помощью манометра 20.

Стенд работает следующим образом. Испытуемое полеуретановое уплотнение (далее - уплотнение) 6 устанавливают в стенде в соответствии со схемой, изображенной на чертеже. Тензодатчики 15 перемещений крепят на корпус 1 по месту установки уплотнения 6. Перед установкой уплотнения 6 аппаратуру 16 для измерения радиальных перемещений тарируют. Индикатор 12 перемещений выставляют в начальное положение и устанавливают на одной из пластин 11. На второй пластине 11 без зазора с индикатором 12 перемещений устанавливают болт 13, который фиксируют в этом положении контргайкой 14. Затягивая гайку 10, создают усилие, которое передают через тарированные тарельчатые пружины 9 и втулки 5 на испытуемое уплотнение 6, создавая таким образом предварительное поджатие. Уплотнение 6 сжимается, увеличивается в диаметре и герметизирует рабочую камеру 7 стенда. Величину предварительного поджатия контролируют при помощи индикатора 12 перемещений. От насоса 18 под высоким давлением через рукав 19 и канал 8 для подвода рабочей жидкости в рабочую камеру 7 стенда подают рабочую жидкость. Повышая давление рабочей жидкости в рабочей камере 7, при фиксированной величине предварительного поджатия определяют с помощью индикатора 12 перемещений величину фактического поджатия, а с помощью манометра 20 - величину уплотняемого давления в момент разгерметизации рабочей камеры 7 стенда. Одновременно при помощи закрепленных на корпусе 1 тензодатчиков 15 перемещений аппаратурой 16 для измерения радиальных перемещений фиксируют величину радиальной деформации корпуса 1, что позволяет, в свою очередь, определить радиальное усилие, которое передается от уплотнения 6 на стенки корпуса 1, по известным зависимостям между перемещениями и усилиями. Момент разгерметизации стенда фиксируют по падению давления в рабочей камере 7 с помощью манометра 20.

Стенд используется во всех отраслях промышленности, где требуется знать зависимости изменения радиального усилия в эластичном материале и величины уплотняемого давления от осевого сжатия. Он состоит из корпуса, испытуемого уплотнения, установленного на оси между втулками внутри корпуса соосно с ним. Втулки на оси установлены свободно. Первая втулка образует с внутренней поверхностью корпуса рабочую камеру, а ось имеет канал для подвода в нее рабочей жидкости под давлением. Вторая втулка взаимодействует с силовым устройством, включающим гайку и тарельчатые пружины, размещенные на оси. Система измерения перемещений содержит индикатор перемещений, закрепленный на одной пластине, и болт - на другой пластине с контргайкой. Болт взаимодействует с индикатором перемещений. Тарельчатые пружины размещены между упомянутыми пластинами. На корпусе установлены тензодатчики перемещений в месте размещения испытуемого уплотнения, соединенные с аппаратурой для измерения радиальных перемещений. Достигается расширение эксплуатационных возможностей стенда. 1 ил.

Стенд для испытания уплотнений, состоящий из корпуса, оси и испытуемого уплотнения, установленного на оси внутри корпуса соосно с ним, отличающийся тем, что испытуемое уплотнение размещено на оси между втулками, которые установлены на оси свободно, при этом первая втулка образует с внутренней поверхностью корпуса рабочую камеру, ось имеет канал для подвода в рабочую камеру рабочей жидкости под давлением, а вторая втулка установлена с возможностью взаимодействия с силовым устройством, включающим гайку и тарельчатые пружины, размещенные на оси между пластинами системы измерения перемещений, содержащей также индикатор перемещений, закрепленный на одной из пластин, и болт, установленный на другой пластине с контргайкой и взаимодействующий с индикатором перемещений, причем на корпусе стенда в месте взаимодействия корпуса стенда и испытуемого уплотнения установлены тензодатчики перемещений, соединенные с аппаратурой для измерения радиальных перемещений.