Устройство для измерения контактного давления в уплотнении

 

(ii) 945684

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советск ик

Социапистическик

Республик (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22)Заявлено 04.01.81 (2! ) 3229777/18-10 с присоединением заявки М (23) Приоритет (5I)M. Кл.

G 01 1. 1/08

9вудауатеаивй кеиитет

CCCP ае делен кеееретенкк и етерытеЯ

Опубликовано 23.07.82. Бюллетень № 27

Дата опубликования описания 23.07.82 (53) УДК 631.781 (088. 8) (72) Авторы изобретения

А. B.Áåëîâ, С. В.Жигалкин, В.П.Мухин, А. В.Поваженко, ----- — -, Б.В.Ратнер и Г.P.Õà÷àòðÿí

Ленинградский ордена Красного Знамен механический институт Е .. (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ КОНТАКТНОГО

ДАВЛЕНИЯ В УПЛОТНЕНИИ

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для измерения контактного давления в уплотнениях.

Известны устройства для измерения контактного давления в эластичных. уплотнениях, основанные на методе противодавления, т.е. на измерении давления газа, подаваемого в область контакта уплотнителя с поверхностью штока, в момент появления (или прекращения) утечки газа через . отжатый этим давлением от поверхности штока уплотнитель. Эти устройства включают в себя шток с полостью, предназначенной для подвода противодавления через кольцевую щель в зону контакта, в которой производится замер контактного давления, цилиндр с испытуемым уплотнением, пневмосистему подачи противодавления, индикаторы расхода, реверсивный привод и измерительный комплекс (1g.

Недостатком этих устройств является получение в результате замера искаженного значения контактного давления из-за влияния сжимаемости га5 за, а также его проникновение по контактной поверхности через микрозазоры, образованные телом уплотнителя и штоком. Кроме того, на получаемое в результате эксперимента значение контактного давления накладываются погрешности, связанные с настройкой элементов пневмосистемы.

Наиболее близок к предлагаемому устройству по технической сущности является установка для измерения контактного давления в эластичных уплотнениях без действия рабочего давления как в условиях статики, так и при возвратно-поступательном двию жении, в которой о величине контактного давления судят по величине подводимого в зону. контакта противадавления, отжимающего уплотнение от штока в момент отсечки давления перед

3 945684 4 к ол ь це вой щелью от пн евмос ист емы .

Установка содержит цилиндр с расточкой для установки исследуемого уплотнения, шток с полостью и кольцевой щелью для подвода противодавления в зону контакта, подвижный в осевом направлении, пневмосистему подачи противодавления, реверсивный привод, систему электроавтоматики и измерительный комплекс (2 .

Данная установка не позволяет производить замеры контактного давления с достаточной точностью ввиду утечки газа по контактной поверхности через микрозазоры, образованные телом.. уплотнителя и штоком, а также ввиду влияния погрешностей, вносимых настройкой элементов пневмосистемы и их недостаточной чувствительностью.

Кроме того, если истинная эпюра контактного давления будет иметь "седлооЬразный" вид,то при нахождении кольцевой щели в зоне "седла" давление в кольцевой щели, необходимое для отжатия уплотнителя от штока, Ьудет равно давлению на краю эпюры, что не соответствует ее действительному значению. Следовательно, для этого случая мы получим на регистрирующем устройстве этой установки сглаженную эпюру.

Целью изобретения является повышение точности.

Эта цель достигается тем, что устройство для измерения контактного давления в уплотнении снабжено электромагнитом с регулятором напряжения и полюсными наконечниками, расположенными соосно радиальным отверстиям штока, полость которого за4О полнена ферромагнитной жидкостью, а в самом штоке установлены датчики утечки ферромагнитной жидкости, связанные через регулятор напряжения с электромагнитом.

35

На фиг. 1 изображена схема устройства для измерения контактного давления;на фиг. 2 — датчик утечек, продольный разрез.

Устройство для измерения контактного давления в уплотнении имеет шток

1 с полостью А в виде осевого отверстия с радиальными отверстиями В, выполненными в" стенках штока и расположенными в одной поперечной плоскости, уплотнительный узел 2 с исследуемым уплотнителем 3. Полость

А и радиальные отверстия В заполнены ферромагнитной жидкостью, которая представляет. собой коллоидный раствор закиси-окиси железа. На одном конце штока, в выходе осевого отверстия

А в атмосферу, установлена изогнутая трубка, которая предотвращает выливание ферромагнитной жидкости из полости А. Нток " и корпус уплотнительного узла 2 выполнены из немагнитного материала, например латуни. B радиальные отверстия В ввинчены корпуса датчиков 4 утечек, имеющих сквозные отверстия, соосные с радиальными отверстиями В штока. Датчики утечек, их торцы, отшлифованы s сборке со штоком, с целью получения гладкой цилиндрической поверхности.

Датчик утечки имеет глухую кольцевую полость С, по стенкам которой находятся цилиндрические обкладки 5 конденсатора, изолированные от корпуса.

Датчик 4 соединен с блоком снятия сигналов с датчиков 6 утечек. На штоке 1 жестко закреплена рама 7 с.электромагнитами 8, причем закреплена таким образом, что оси полюсных наконечников электромагнитов 8 соосны осям радиальных отверстий В штока.

Рама 7 электромагнитов выполнена из латуни, а сердечники и полюсные

I наконечники электромагнитов 8 — из железа. Электромагниты 8 соединены с автоматическим регулятором 9 на- пряжения, который, в свою очередь, соединен с блоком снятия сигналов с датчиков 6 утечек и катодным осциллографом 10. Шток 1 соединен с реверсивным приводом 11 возвратнопоступательного движения, который подключен к программному механизму 12.

Устройство работает следующим образом.

При перемещении штока 1 с точно заданной скоростью под действием реверсивного привода 11, подчиняющегося программному механизму 12, в момент, когда сквозные отверстия

Ф датчиков утечек 4 перекроется уплотнителем 3, включается автоматический регулятор 9 напряжения, который начинает подавать на электромагниты

8 пилообразное напряжение большой частоты с нарастающей амплитудой.

В соответствии с изменяющимся напряжением на электромагнитах 8 меняется и давление ферромагнитной жидкости, стремящейся притянуться к полюсным наконечникам электромагни945684

Формула изобретения

Устройство для измерения контактного давления в уплотнении, содержащее шток с полостью и сквозными радиальными отверстиями, размещенными в области уплотнительного узла, и реверсивный привод штока, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено электромагнитом с регулятором напряжения и полюсными наконечниками, расположенными соосно радиальным отверстиям штока, полость которого заполнена ферромагнитной жидкостью, а в самом штоке установлены датчики утечки ферромагнитной жидкости, связанные через регулятор напряжения с электромагнитам, Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Саламандра Г.С, Стенд для исследования уплотнений к деталям механизмов с возвратно-поступательным движением. Труды МИХН, вып.eN 36, М., 19?О. ю

2. Ратнер Б.В, и др. Метод измерения контактных давлений в резиновых уплотнениях при возвратно-поступательном движении. Сб. "Производство шин, резинотехнических и асбестотехнических изделий", 1971, М 9, с. 30 (прототип).

5 тов. Как толь ко амплитуда напряжения превысит значение, необходимое для создания в сквозных отверстиях .датчика 4 утечек, перекрытых уплотнителем 3, давления ферромагнитной жидкости, превосходящего контактное в данной зоне контакта, происходит отжатие уплотнителя 3 от контактной поверхности. При последующем резком уменьшении напряжения уплотнитель

3 вновь соприкасается с контактной поверхностью и заталкивает часть ферромагнитной жидкости в кольцевую полость С датчика 4 утечек, в результате чего скачкообразно изменяется емкость конденсатора. Это изменение емкости регистрируется блоком снятия сигналов с датчиков 6 утечек, который вырабатывает сигнал, поступающий на автоматический регулятор

9 напряжения, который сразу же уменьшает амплитуду напряжения, подаваемого на электромагниты 8. Затем снова происходит постепенное нарастание амплитуды. Величина поступающего на электромагниты 8 напряжения фиксируется катодным осциллографом 10 на фотографической ленте, которая затем обрабатывается с целью получения по кривым изменения напряжения на электромагнитах значений контактного давления и построения эпюры. Подача напряжения на электромагниты 8 прекращается при подходе сквозных отверстий датчиков

4 утечек к краю контактной поверхности, ИзобретениЬ позволяет ускорить проведение эксперимента, а также повысить его точность, так как использование в качестве рабочего тела ферромагнитной жидкости позволяет очень быстро менять ее давление в зоне контакта при помощи изменения величины напряженности магнитного поля, зависящей от напряжения на электромагнитах, что в совокупности с применением в качестве датчика утечек конденсатора, расположенного в непосредственной близости от радиальных отверстий, позволяет более точно ловить момент отжатия уплотнителя от контактной поверхности. Все это, вместе взятое, дает возможность получать более точное значение контактного давления в различных зонах контакта

30 за один ход штока, т.е. повысить эффективность устройства. м

g4 5684

Составитель Н. Вовчук

Редактор Н.Лазаренко Техред И.Надь Корректор В, Бутяга

Заказ 5317 59 Тираж 7 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5 илиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,