Устройство для циклических испытаний уплотнений Советский патент 1985 года по МПК G01N3/10 G01N3/36 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к циклическим испытаниям уплотнений.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повьшение надежности.

На фиг.1 схематически изображено предпагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 - графики изменения давления рабочей жидкости в кольцевой проточке в зависимости от перемещения поршня-имитатора, где: О - соответствует среднему положению поршня гидроцилиндра; А - амплитуда перемещения поршня гидроцилиндра из среднего положения; Р - давление рабочей жидкости в кольцевой проточке поршня-имитатора.

Устройство для циклических испытаний уплотнений содержит корпус 1, внутри которого расположен поршеньимитатор 2 с рабочими местами 3, на которых устанавливаются испытуемые уплотнения 4. Поршень-имитатор 2 соединен с приводом.5, который установлен на раме 6. Между рабочими местами 3 в поршне-имитаторе 2 выполнена кольцевая проточка 7, котора соединена с системой подачи рабочей жидкости. Система подачи выполнена в виде, установленного на корпусе I. и соединенного с рамой 6 гидроцилиндра 8 двойного действия с поршнем 9 и штоком 10, который шарнирно соединен с поршнем-имитатором 2. Гидроцилиндр. 8 имеет две полости II и 12, соединенные с емкостью 13 с рабочей жидкостью через запорные вентили 14 и 15 и параллельно установленные регулирующие дроссели 16 и 17 и обратные клапаны 18 и 19. Кольцевая проточка 7 соединена с рабочей полостью 20 гидрораспределителя 21, имеющего полости 22 и 23 управления, которые соединены с полостями 11 и 12 гидроцилиндра 8 цвойного действия. Кольцевая проточка 7 также соединена с емкостью 2 переменного объема с поршнем 25.

Для проведения испытания в оптимальных условиях, что приводит к повьш1ению надежности работы, эффективная площадь поршня 9 гидроцилиндра 8 выбрана из условия

}макс jML«jfc

(I)

Men кг

где Н .- максимальное осевое усилие, создаваемое приводом 5;

максимальное давление испытаний;

максимальная сила трения, возникающая при движении поршня 9 гидроцилиндра 8 и поршня-имитатора 2, а максимальный объем рабочей полости емкости 24 переменного объема выбран из условия:

Ь2-А-Е - Рмвкг У ±7(2)

Р мякс

где А - максимальная амплитуда перемещения поршня-имитатора 2 при циклических испытаниях уплотнений 4; Е - модуль упругости рабочей жидкости;

Уд( - объем магистрали, соединяющей полость гидроцнлиндра 8 с кольцевой проточкой 7; У - объем полости гидроцилиндра 8, соединенной с кольцевой проточкой 2 поршняимитатора 2.

Устройство позволяет проводить испытания уплотнений в статическом режиме, когда поршень-имитатор 2 с испытываемыми уплотнениями 4 не двигается, а давление рабочей жидкости, нагружающей уплотнения 4, поддерживается постоянным; в динамическом режиме, когда поршеньимитатор 2 совершает возвратно-поступательные перемещениях большой .амплитудой (несколько десятков мм), и давле1ше рабочей жидкости в течение каждого полуцикла перемещения поддерживается постоянным; в циклическом режиме, когда поршеньимитатор 2 совершает колебательные движения с малой амплитудой (несколько, мм) и синхронно с этими колебаниями изменяется давление рабочей жидкости. Эти три режима являются основными при испытаниях уплотнений антисейсмических гидроаморти- заторов.

В зависимости от выбранного вида испытаний устройство работает следующим образом.

При статических испытаниях поршень 25 емкости 24 переменного объема перемещается в крайнее вдвинутое положение и фиксируется в нем. После этого отключают полость 11 гидроцилиндра 8 от емкости 13 с рабочей жидкостью, для чего запорный вентил 14 устанавливается в закрытое положение. Далее с помощью привода 5 осуществляется осевое нагружение по шия-имитатора 2 и соответственно поршня 9 силой, обеспечивающей сжатие рабочей жидкости в полости II, которая перекрыта от емкости 13 с рабочей жидкостью. Под действием сжимающей силы давление в полости возрастает, и она автоматически с помощью переключения гидрораспределителя 21, управляемого тем же самым давлением, соединяется с кольцевой проточкой 7 поршня-имитатора 2. При выбранных геометрических размерах поршня 9 подбором вели чины осевого нагружеиия поршня-имитатора 2 можно обеспечить необходим по условиям испытаний величину давления в кольцевой проточке 7 поршня-имитатора 2 (по формуле (I) При динамических испытаниях поршень 25 емкости 24 переменного объема устанавливают в крайнее вдвинутое положение, оба запорных вентиля 14 и 15 полностью открыты. С помощью привода 5 поршень-имитатор 2 и соответственно поршень 9 совершают возвр1атнЬ-поступательные перемещение рабочей жидкости в гидроцилиндре 8 из одной полости в другую опре деляется направлением движения его поршня 9. При движении поршня 9 влево рабочая жидкость перетекает последовательно через запорный вентиль 14, регулирующие дроссели 16 и 17 с обратными клапанами 18 и 19 и запорный вентиль 15. Величина давления в полости 11 и в кольцевой проточке поршня-имитатора 2 определяется предварительной настройкой регулирующего дросселя 16 с обратным клапаном 18. При циклических испытаниях оба регулирующих дросселя 1Ь и 17 находятся в закрытом положении; запорные вентили 14 и 15 в открытом. С помощью привода 5 поршень-имитатор 2 и, следовательно, поршень 9 совершают колебательные движения с небольшой амплитудой. Синхронное с указанными перемещениями изменение давления рабочей жидкости в кольцевой проточке 7 поршня-имитатора 2 (фиг.2) обеспечивается путем сжатия и последующего расширения рабочей жидкости, заключенной в емкости 24 переменного объема, а также в той полости гидроцилиндра 8 и трубопроводах, которые в данный момент времени соединены с помощью гидрораспределителя 21 с кольцевой проточкой 7 поршня-имитатора 2. Из формулы (2) при выбранной амплитуде колебаний давления необходимая по условиям испытаний амплитуда циклических перемещений поршня-имитатора 2 может быть обеспечена изменением количества рабочей жидкости в емкости 24 переменного объема, которое осуществляется перемещением ее поршня 25. Применение в предлагаемом устройстве для циклических испытаний указанной системы подачи рабочей жидкости позволяет значительно упростить его конструкцию, а выполнение площади поршня гидроцилиндров и основного параметра емкости,переменного объема из условия оптимального режима работы испытуеьалх уплотнений повышает надежность устройства.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ UHKJHiHE,СКИХ ИСПЫТАНИЙ УПЛОТНЕНИЙ, содержащее корпус, установленный внутри него поршень-имитатор.с рабочими местами для размещения испытуемых уплотнений и кольцевой проточкой между рабочими местами, соединенный с поршнем-имитатором привод и связанную с кольцевой проточкой систему подачи рабочей жидкости, включающую емкость с рабочей жидкостью, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, сие- . тема подачи рабочей жидкости выполнена в виде гидроципиндра двойно- го действия, гидрораспределителя с рабочей полостью и двумя полостями управления, и емкости переменного объема, кольцевая проточка поршня-имитатора соединена с рабочей полостью гидрораспределителя и емкостью переменного объема, полости управления гидрораспределителя попарно соединены с полостями гидрр ;-::.iKiiil tAAS цилиндра, а каждая полость гидроци-. линдра соединена с емкостью с рабочей жидкостью через запорньгй вентиль и параллельно установленные регулирующий дроссель и обратный клапан. 2. Устройство поп.1,отличаю o е е с я тем, что, с целью повышения надежности, площадь поршня гидроцилиндра выбрана из условия р Р 9 Макс где F,, - эффективная площадь поршня гидроцилиндра; R максимальное осевое усимакс лие; создаваемое приводом; максимальное давление ис«ate (Л пытаний; максимальная сила трения при движении поршня гидроцклиндра и поршня-имитатора. а максимальный объем V рабочей полости емкости переменного объема выбт ран из соотношения „ Р, -А-Е - Рма«с( VM+ Vr) макс р. макс где А - максимальная амплитуда перемещения поршня-имитатора при циклических испытаниях уплотнений; Е - модуль упругости рабочей жидкости; V( - объем магистрали, соединякмцей полость гидроципиндра с кольцевой проточкой; Vf - объем полости гидроцилиндра, соединенной с кольцевой проточкой поршня-имитатора.