Способ динамических испытаний эластичных уплотнительных колец и устройство для его осуществления Советский патент 1980 года по МПК F16J15/00 

Изобретение относится к области производства резиновых технических деталей, а более конкретно к методам и устройствам для динамических 5 испытание, и предназначено для оценки качества упленительных колец.

Известен способ дингилических испытаний уплотнительных колец, реализованный на стенде и заключающийся в Ю том, что циклическое динамическое нагружени осуществляют направленно в зоне контакта уплотнения с рабочей поверхностью и регулируют по величине flj.,5

Стенд для осуществления способа состоит из неподвижного корпуса, в котором с зазором установлен цилиндр с уплотнительными кольцами, находящимися в контакте с неподвижной по- 20 верхностью корпуса, в цилиндре закреплена гИльза, на: торцовых поверхностях которой установлены механические вибраторы. Синхронное врадцение роторов вибраторов создает на цилиндр25 с кольцси.1и радиальную циклическую нагрузку, максимальное значение которой действует только в вертикальной плоскости поперечного сечения кольца. Во всех других сечениях кольцо нА- Q

гружается на различную величину от максимальной до нуля.

Так как резиновые уплотнительные кольца по своим свойствам в различнрй степени анизотропны, показатели работоспособности или качества, полученные в результате испытания практически только одного сечения, могут привести к недостоверным выводгил.

Цель изобретения - определение работоспособности материала по пери-метру кольца.

Для этого в известном способе, при котором кольца вводят в контакт с неподвижной и колеблющейся в плоскости кольца цилиндрическими поверхностями, внутренней цилиндрической поверхности сообщают круговое радиальное смещение для возбуждения в кольце бегущей волны радиального сжатия.

Способ осуществляется устройством для динамических испытаний уплотнительных коле, содержащим неподвижный корпус, внутри которого расположен колеблющийся с уплотнениями цилиндрический корпус, отличающийся тем, что внутренней цилиндрической поверхности сообщают круговое радиальное смещение для возбужде

ния в кольце бегущей волны ралиального сжатия.

На фиг. 1 изображено устройство для осуществления способа, вид спереди, разрезJ на фиг. 2 - то же, вид сбоку г на фиг. 3 - схема и эпюра нагружения способа для произвольного угла поворота дебалансного вала.

Устройство состоит И.Э станины 1, на которой установлен привод 2, опорный корпус 3 и испытательный узе в сборе 4, состоящий из цилиндрического корпуса 5 с посадочными местами , в которых расположены уплотнительные кольца б и разделительные кольца 7. На кольцах с зазоре по охватываемой поверхности установлены рабочие 8 и технологические обоймы 9, опирающиеся прйвалочными поверхностями на направляющие 10 опор:ного корпуса 3. Внутри цилиндрического корпуса 5 в подшипниковых опорах 11 установлен дебалансный вал 12 На вал закреплены муфты 13 со сменными дебалансными массами 14. Вал соединен с приводом вращения посредством упругой муфты 15. Для подачи рбочей среды в цилиндрическом корпусе имеются рабочие полости 16, а для контроля разгерметизации в технологических обоймах предусмотрены каналы 17. Испытательное устройство оснсццено термостатом (не показан) .

Устройство работает следующим образом. После сборки испытательного узла 4 и монтажа его на опорном корпусе 3 производят включение привода 2, установленного на станине 1. В процессе вращения в подшипниковых опорах 11 дебалансного вала 12 с муфтами 13 и сменными дебалансными массами 14 возникает возмущаняцая сила F, которая вызывает радиальное смещение цилиндрического корпуса 5 в пределах зазора и осуществляет радиальное сжатие испытуемых колец 6, находящихся в контакте с внутренней цилиндрической поверхностью рабочих обойм 8, зафиксированных на направлящих 10 опорного корпуса 3. Технологические обоймы 9с разделительными кольцами 7 совершают при этом круговое колебательное движение вместе с цилиндрическим корпусом. В процессе испытания в рабочую полость 16 подают рабочую среду, контроль утечек кЬторой осуществляют по каналам 17. Для исключения вибрационного влияния дебалансного вала на привод, он соединены посредством упругой муфты 15. Знакопеременные температуры в процессе испытания создаются с помощью термостата.

По предлагаемому способу уллотнитальные кольца 1 после старения ввдят в контакт с подвижной и неподвижной поверхностями и подвергают динамическому нагружению в зоне контакта уплотнения с рабочей поверхностью. Динамическое нагружение осуществляют за счет вращения вала.4 с Дебалансными массами 5, создающими возмущающую силу F, вектор которой вращается с частотой вращения вала и создает перемещаемую волну ргшиально сжатия кольца за счет радиального смещения цилиндрического корпуса 2, установленного внутри нелодвижных обойм 3. В результате этого, кажф1й линейный элемент периметра кольца периодически воспринимает воздействи динамического нагружения максимгшьного значения.

Пример. Испытуекме кольца 1 предварительно подвергают тепловому старению, после чего устанавливают в цилиндрическом корпусе 2 и помещаю внутрь неподвижных обойм 3. Внутри, корпуса вращается вал 4 с дебалансными массами 5, вызывающий возникновение возмущающей силы F , -которая создает бегущую волну радиального сжатия в зазоре между цилиндричес-i КИМ корпусом и обоймами. При этом

давление среды изменяют ступенчато до 10 МПа, а температуру испытаний от до . Испытания проводя при величине деформации, значительно превышающей эксплуатационные условия По числу циклов, достигнутых к моменту разгерметизации, сопоставленных с наработкой ресурса, проведенной в эксплуатационном режиме, прогнозирую время работоспособности колец и производят статистические расчеты в зависимости от величины партии и выборки.

Предлагаемый способ повышает качество контроля готовой продукции, расширяет возможности динамических методов испытаний, повыиает достоверность научно-исследовательских. методов прогнозирования работоспособности, которые основываиотся на оценке состояния материала, производимой по всему периметру кольца.

Формула изобретения

1.Способ дингадических испытаний эластичных уплотнительных колец, при котором кольца вводят в контакт с колеблющейся и неподвижной поверхностями, отличающийся тем, что, с целью определения рабочих характеристик колец по всему периметру, кольцо размещают между торцовыми поверхностями, при этом колеблкядейся поверхности сообщгиот ргщиально-круговое движение для возбуждения в кольце бегущей волны радиального и продольного сдвига.

2.Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее неподвижный и колеблющийся корпусы, о тличающееся тем, что, с целью обеспечения бегущей волны ра-

диального и продольного сдвига, BBeден дебалансный вал, соединенный с приводом вращения и размещенный в дисках, взаимодействующих с торцовы-г ми поверхностями неподвижных корпусов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 399755, кл. G 01 М 13/00, 1965.