Устройство для испытания уплотнителей из полимерных материалов Советский патент 1982 года по МПК G01M13/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ УПЛОТНИТЕЛЕЙ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

1

Изобретение относится к испытательному оборудованию, предназначенному для измерения прочности прилипания и трения уплотнительной прокладки из высокоэластичного материала к сопрягаемым деталям узла уплотнения при воздействии различных условий.

Известен прибор для определения силы трения при постоянной деформации, в котором на образец из высокоэластичного материала, помещенный между двумя поверхностями трения, накладывают тягу-захват, связанную штоком с тензометрическим кольцом 1.

Недостатком прибора является то, что условия испытания отличаются от работы уплотнителя в узле, так как при перемещении штока образец испытывает деформацию изгиба, которая может вызывать нормальные напряжения и приводить к частичному отрыву образца.

Известен также прибор для исследования фрикционных свойств резин, в котором испытываемый образец помещают между двумя контртелами, одно из которых связано с приводом вращения, а другое - с измерителем, фиксирующим момент трения, возникающий при скольжении резинового образца по поверхности контртела 2.

Недостатком прибора является невозможность обеспечения постоянного зазора между контртелами, при действии на образец различных условий, моделирующих эксплуатационные для узла уплотнения (вакуум, воздействие радиации, различных сред, температуры и т. д.), так как каждое контртело связано с различными кинематически,Q ми узлами (имеющими люфты). Кроме того, величина зазора зависит от точности изготовления и монтажа прибора (непараллельность, несоосность и т. д.). Поэтому в процессе испытания происходит дополнительная деформация образца, влияющая на точ15ность измерения.

Цель изобретения - обеспечение высокой точности Измерения в условиях испытаний, максимально приближенных к реальным.

Указанная цель достигается тем, что де20формирующий механизм выполнен в виде двух стянутых и жестко закрепленных на валу привода дисков, между которыми установлено с возможностью вращения вокруг вала промежуточное кольцо, контактирующее с двумя упорными шарикоподшипниками и с испытываемым образ-цом, при этом промежуточное кольцо соединено с основанием через динамометр.

На фиг. 1 показано устройство для испытания уплотнителей из полимерных материалов, обш.ий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1.

Испытываемые образцы 1 устанавливаются между дисками 2 и промежуточном кольцом 3, расположенным между двумя упорными шарикоподшипниками 4. Диски 2 стянуты с помощью гайки 5 на валу 6 электропривода 7 вращения, закрепленного на осковании 8. Промежуточное кольцо 3 соединено через рычаг 9 с динамометром 10, закрепленным на основании 8. Для передачи вращения диски 2 установлены на валу 6 на шпонке 11. Диски, промежуточное кольцо, являющиеся контртелом, а также вал выполнены из одного металла, что позволяет целиком помещать устройство в условия, моделирующие эксплуатационные, в которых необходимо проводить испытания.

Устройство работает следующим образом.

После установки в прибор испытываемые образцы деформируются до заданной величины сжатия путем вращения гайки 5. При этом величина предварительного сжатия образца определяется конструктивным выполнением сменного промежуточного кольца, позволяющим варьировать величину предварительного сжатия. Затяжка гайки производится до заданного постоянного момента, обеспечивающего постоянное осевое нагружение шарикоподшипников. При этом величина нагрузки на образец целиком опреде.|яется внутренним напряжением в деформированном материале. При длительных испытаниях в условиях, моделирующих эксплуатационные, в вязкоупругих материалах развиваются процессы структурирования, приводящие к изменению как объемных свойств, вызывающих релаксацию напряжения, так и поверхностных, проявляющихся в изменении коэффициента трения. Поэтому периодически измеряемая с помощью динамометра 10 сила трения скольжения образца при вращении дисков 2 относительно промежуточного кольца 3 является комплексной характеристикой материала, описывающей изменение свойств .материала в условиях постоянства размера зазора между поверхностями, ограничивающими деформацию образца. Именно в таких условиях работают уплотнительные элементы: прокладки, сальники, манжеты и т. д.

Сила трения, возникающая на контакте уплотнителя с посадочным местом, является одним из определяющих факторов, влияющим на герметизирующую способность уплотнения, например на такие характеристики, как температура потери герметичности, критическое давление разгерметизации и т. д

На результаты измерения накладывается погрешность, связанная с трением качения в упорном шарикоподщипнике, которая может быть исключена с помощью получения тарировочных зависимостей трения в подшипниках при их постоянной затяжке (без образцов).

Результаты измерения, полученные с помощью предлагаемого устройства позволяют оценить рабочие параметры узла и могут быть использованы для прогнозирования долговечности уплотнений в заданных эксплуатационных условиях.

Формула изобретения

Устройство для испытания уплотнителей из полимерных материалов, содержащее основание, узел трения, в котором устанавливается испытываемый уплотнитель, деформирующий механизм, привод вращения и измеритель силы трения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения силы трения и приближения условий испытаний к реальным условиям работы узла, деформирующий механизм выполнен в виде двух стянутых и жестко закрепленных на валу привода дисков,- между которыми установлено с возможностью вращения вокруг вала промежуточное кольцо, контактирующее с двумя упорными шарикоподшипниками и с испытываемым образцом и соединенное с основанием через динамометр. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

2.Производство шин, резинотехнических и асбестотехнических изделий. Науч.-техн. сб., 1973, № 12, с. 19-20.