Стенд для испытания уплотнений Советский патент 1984 года по МПК F16J15/00 

Изобретение относится к уплотнителыюй тех1шке и предназначено для испытаний уппотнительных колец преимущественно системы жидкостного охлаждения двигателя внутренного сгорания. Известен стенд для испытаний упл нений, содержащий корпус, размещенный в нем держатель с испытуемыми уплотнительными кольцами,полость,за полненную жидкостью, и нагрузочное устройство ij . Недостатками этого стендаявляются значительные затраты времени проведение иcпытa шй, неудобства в эксплуатации, а также несоответствие создаваемых нагрузок реальным нагрузкам, действующим на уплотнительным кольца. Известен также стенд для испытания уплотнительных колец системы жидкостного охлаждения поршневого двигателя внутреннего сгорания,содержащей корпус, размещенную в корпусе гильзу с испытуемымн кольцами нанаружном диаметре, кольцевую полость между корпусом и гильзой, заполненную жидкостью, и нагру зочное устройство с эксцентриком и нагревательным элементом, блок управления и измерительные приборы.В этом стенде в кольцевой полости йро ходит постоянная циркуляция жипкости 2. Недостатком этого стенда являетс несоответствие создаваемых нагрузок реальным нагрузкам, действующим на уплотнительные кольца соединения (блок-гильза), например отсутст вие сдвига поверхности блока относительно поверхности гильзы, т.е. о вых перемещений. Цель изобретения - приближение условий испытания уплотнений к реальным. Указанная цель достигается тем, что в стенде для испытания уплотнений, содержащем корпус, размещенную в корпусе гильзу с испытуемыми уплотнениями, расположенными на наруж ном диаметре, кольцевую полость, между корпусом и гильзой, заполненную жидкостью, нагрузочное устройство с эксцентриком, блок управления и измерительные приборы, корпус выполнен с вертикальными опорами, жестко связанными с гильзой, причем гильза и опоры выполнены из матери02алов с различными коэффициентами ли-1 нейного расширения, гильза снабжена закрепленными на ее торцах дном и крышкой, которые образуют с ней герметичную полость, сообщенную каналом с кольцевой полостью, а нагревательный элемент размещен в герметичной полости. На фиг.1 изображен стенд, продольный разрез; на фиг.2 - то же, вид; на фиг. 3 - циклограмма испытаний. Стенд содержит корпус 1, размещенную в нем гильзу 2 с испьгтуемыми уплотнениями 3, расположенными на наружном диаметре гильзы, кольцевую полость 4 между корпусом 1 и гильзой 2, герметичную полость 5, образованную гильзой 2 и закрепленными на ней дном 6 и крышкой 7,канал 8 для сообщения полостей 4 и 5. Корпус 1 и гильза 2 жестко связаны между собой вертикальными опорами 9, причем последние и гильза 2 выполнены из материалов с различными коэффициентами линейного расширения. В полости 5 разметдеч нагревательный элемент .10. В крышке 7 установлен уровнемер 1I. Для охлаждения наружных поверхностей корпуса I и гильзы 2 предусмотрен вентилятор 12 с электродвигателем 13. Нагрузочное устройство стенда содержит эксцентрик 14 с электродвигателем 15, передающую пластину 16 и упругое кольцо 17. Гильза 2 жестко прикреплена через крышку 7 к ра.ме 8 стенда. Стенд снабжен блоком упра1зления, например, в виде автоматического потенциометра типа КСП-4, соединенным командной связью через релейную систему упраззления, снабженную реле времени и выключателем, с электродвигателями 13 и 15. В схему автоматического управления работой стенда включен также уровнемер 1I типа СУС-14 и датчик температуры. Стенд предусматривает возможность проведения испытаний одновременно двух типов уплотнений, например традиционного уплотнительного резинового кольца и жидкой уплотняющей прокладки (герметика). Стенд работает следующим образом. Нагрузочное устройство с помощью эксцентрика 14, соединенного через передакицую пластину 6, упругое кольцо 17, воздействует на последний.Так как гильза 2, на которой ра положеюз уплотнения 3,жестко гфикреплена через крышку 7 к раме 18,н уплотнения при вращении эксцентрица 14 и положении его эксцентрика в крайних левой и правой точках в радиальном направлении передается знакопеременная нагрузка,которая с дает в материале уплотнений различные комплексы напряженных состояний включающие напряжения сжатия и напр жения сдвига. Частота применения в никающих напряжений соответствует частоте приложения знакопеременной нагрузки. Осевые механические перемещения создаются в уплотнениях 3 при враще нии эксцентрика 14 и положении его эксцентриситета в верхней и нижней точках. Нагрузка в этом случае пере дается через жесткую связь от эксце трика 14 на корпус 1 и уплотняющие элементы 3, Поскольку корпус 1 жестко закреплен на вертикальных стой ках 9 (фиг.2), он не имеет возможн сти перемев;аться в осевом направлении на всю величину эксцентрисите та, а перекачивается, обеспечивая осевые перемещения уплотняемых поверхностей друг относительно друга на величину, несколько меньшую эксцентриситета эксцентрика 14. Частот этих перемещений соответствует часто приложения знакопеременной нагрузки Величину нагрузки можно изменять за счет изменения жесткости упругого кольца 17, а также за счет изменения величины эксцентриситета эксцентрика 14. Периодически изменения температуры рабочей среда .герметичной полости 5 ориентировоч соответствуют колебаниям температуры охлаждающей жидкости в двигателе внутреннего сгорания на различных режимах работы. Период циклических изменений температуры обеспечивается автоматически поочер ным включением нагревательного элемента Ю, расположенного в полости 5, и вентилятора 12, воздушн.лй поток которого быстро охлаждает рабочую среду за счет ребристой поверхности гильзы 2 и высокой теплопроводности материала, из которого она выполнена. Синхронно изменению температуры происходит изменение внутреннего давления. 2604 Благодаря тому, что коэффициенты линейного расширения материалов гильзы 2 и опор 9 различны, при нагреве происходит линейное перемещение уплотняемых поверхностей одна относительно другой. Частота этих перемещений соответствует частоте пульсаций температуры рабочей среды. Управление стенда автоматическое. Система автоматического управления работой стенда выполнена на релейной логике и обеспечивает управление по заданным температурным режимам и временным циклам согласно программе исследований. Управление работой схемы осуществляется блоком управления автоматическим потенциометром типа КСП-4, оснащенным трехпозиционным регулирующим устройством. Управление цикличностью исследований осуществляется посредством реле времени и выключателей релейной системы. Нажатием кнопки Пуск включается нагревательный элемент 10 и схема переключается в режим Нагрев. При достижении температуры среды Т включается реле времени и начинается от-счет времени цикла испытаний tij . При достижении те тературы рабочей среды. Т2 схема переключается на режим Охлаждение. Нагревательный элемент 10 выключается, и включается вентилятор 12 для ускорения охлаждения гильзы 2 и корпуса 1. При понижении температуры рабочей среды до T происходит автоматическое выключение вентилятора 12 и включение нагревательного элемента JO. Такая периодичность переключения режима продолжается на протяжении времени Сц , т.е. заданной программы реле времени. По истечеНИИ времени цикла ц реле времени выдает сигнал на переключение схемы на режим Охлаждение. Корпус и гильза охлаждаются до Tj,, после чего происходит автоматическое переключение схемы, в результате чего начинается повторный нагрев средь, и весь цикл работы стенда повторяется. При нарущении герметичности уплотнительных колец и снижении уровня рабочей среды срабатывает уровнемер 11 (сигнализатор уровня). Его реле выключает нагревательный элемент 10, включает вентилятор 12 обдува стенда, а также включает световой и звуковой сигналы Разгерметизация.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в уменьшении затрат времени и материальных

средств на испытания благодаря приближению условий испытаний к реальным, что исключает необходимость проведения испытаний на работающем

двигателе,

//

18

f

П

13

Фиг.1

Г i ГС

Фиг.2

СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ УПЛОТНЕНИЙ, содержащий корпус, размещенную в корпусе гильзу с испытуемыми уплотнениями, расположенными на наружном диаметре, кольцевую полость между корпусом и гильзой, заполненную жидкостью, нагрузочное устройство с эксцентриком, блок управления и измерительные приборы, отличающийся тем,что, с целью приближения условий испытания уплотнений к реальным, корпус выполнен с вертикальны ни опорами, жестко связанными с гильзой, причем гильза и опоры выполнены из материалов с различными коэффициентами линейного расширения, гильза снабжена закрепленными на ее торцах дном и крышкой,которые образуют с ней герметичную полость, сообщенную каналом с кольце-; i вой полостью, а нагревательный эле(Л С мент размещен в герметичной полости.