高低温环境防尘密封圈密封性能测试装置及测试方法
【专利摘要】本发明提供了一种高低温防尘密封圈密封性能测试装置，包括高低温箱和设置在其内的测试机构，测试机构包括安装支架、驱动机构、密封圈安装轴、被试密封圈和收集器；被试密封圈穿设在安装支架的底部上，并用埋尘的方式模拟月尘环境，驱动机构为穿设在被试密封圈内的密封圈安装轴提供动力，使其相对于密封圈转动。本发明还提供了一种高低温测试方法，采用上述装置，将测试机构放到高低温箱中后，对其进行模拟月面环境温度的设定，启动驱动机构转动一定转数后停止，拆下收集器用放大镜检测收集器上通过灰尘数量并估算其直径，看是否满足指标要求。本发明测试检测一体化设计，有与实际相符的高低温测试环境，且能直观、准确的判断出密封圈的密封性能。
【专利说明】高低温环境防尘密封圈密封性能测试装置及测试方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及防尘密封圈密封性能的验证技术，特别涉及一种高低温环境防尘密封圈密封性能测试装置及测试方法。
[0002]
【背景技术】
[0003]在月球表面，月昼高温能达到150° C，月夜低温达到-180° C，温差极大，并且月尘带静电。月面探测器在工作过程中，探测器暴露在外的机构和运动关节若不采取有效的防尘措施，月尘进入机构内部会增大运动部件摩擦，降低传动效率，严重时会导致机构卡死。因此必须采取密封措施防止月尘进入机构内部，从而消除月尘对机构的影响。
[0004]应用于高低温环境下的轻小型防尘密封圈密封性能的考核与验证关系着密封圈能否正常使用。目前防尘密封圈密封性能的测试基本局限于常温环境下。在330度的大温差环境下防尘性能的测试还没有出现过。申请号为201110320877.5，专利名称为“旋转轴唇形密封圈防干燥灰尘实验方法”的专利中，公开了一种密封件防尘实验方法，其驱动机构驱动密封圈旋转，同时驱动叶片转动搅动灰尘罩内的灰尘，最后检测密封圈唇间的灰尘得出密封圈的密封性能。该专利存在以下缺点:第一，由于月尘与地面灰尘有较大区别，地球重力、大气等环境引起的灰尘运动模式也不一样，驱动叶片转动搅动灰尘罩内的灰尘无法达到月球上灰尘的扬尘、尘土悬浮的效果，无法考核月面防尘效果；第二，上述专利通过测试密封唇件灰尘的数量来判断密封性，但即使密封唇间存在少量灰尘，也不影响防尘效果，不影响机构的正常运行，由于月球上粉尘粒子更细，穿透性更强，在月球环境下防尘技术手段更难，所以上述专利的试验效果不佳；第三，如果是测唇间灰尘，密封圈的拆卸过程中容易带进外部灰尘，甚至是实验装置中的灰尘，易造成二次污染。
[0005]
【发明内容】
[0006]为了解上述问题本发明还提供了一种高低温防尘密封圈密封性能测试装置，包括一测试机构，所述测试机构进一步包括:
安装支架，内部呈一矩形容置空间；
驱动机构，安装在安装支架的顶部上，所述驱动轴的下端设置有一密封圈安装轴，所述驱动机构为所述密封圈安装轴提供动力使其转动；所述密封圈安装轴的下端穿出所述安装支架的底部；
被试密封圈，穿设在所述安装支架的底部上，且所述被试密封圈的外径部分与所述支架底部过盈配合，并通过一固定板压紧；所述被试密封圈套设在所述密封圈安装轴上，所述密封圈安装轴相对于所述被试密封圈转动；所述安装支架的容置空间内的下端形成一埋尘空间，用于放置灰尘，且所述被试密封圈的上端埋设在所述灰尘内；
收集器，设置在所述安装支架底部的外侧面上，且所述收集器覆盖所述密封圈安装轴的底端和所述被试密封圈的下端面。
[0007]较佳地，所述高低温防尘密封圈密封性能测试装置还包括一高低温箱，所述测试机构放置在所述高低温箱内，所述高低温箱用于模拟月球表面环境温度。
[0008]较佳地，所述安装支架底部与所述密封圈安装轴相对的位置处设置有一第一通孔，所述密封圈安装轴的下端穿过所述第一通孔，且所述被试密封圈安装在所述第一通孔的内侧壁上；
较佳地，所述安装支架底部的内侧端面上设置有所述固定板，所述固定板压在所述被试密封圈的上端面上；所述固定板上设置有第二通孔，所述密封圈安装轴穿过所述第二通孔，且所述第二通孔与所述密封圈安装轴之间存在间隙。
[0009]较佳地，所述搜集装置安装在所述安装支架底部的外侧端面上，所述收集器的外侧端面上与所述被试密封圈相对的位置处设置有一凹槽，且所述凹槽的槽口压在所述被试密封圈下端面的外侧边缘上。
[0010]本发明还提供了一种高低温防尘密封圈密封性能测试方法，采用如上所述的高低温防尘密封圈密封性能测试装置，包括以下步骤:
步骤一:将所述被试密封圈安装到所述密封圈安装轴与所述安装支架底部之间，并在洁净的环境下安装好所述收集器；
步骤二:向所述安装支架内侧的容置空间内放入灰尘，并使灰尘覆盖所述被试密封
圈；
步骤三:启动所述驱动机构，使所述密封圈安装轴相对于所述被试密封圈运转规定转数后停止工作；
步骤四:将所述收集器拆卸下来，用放大镜观察所述收集器上的灰尘的数量以及直径，将获取的灰尘的数量和直径与标准值进行对比。
[0011]较佳地，在所述收集器安装前，对所述收集器进行清理和检验。
[0012]较佳地，所述高低温防尘密封圈密封性能测试装置还包括一高低温箱，启动所述驱动机构前将所述测试机构放置到所述高低温箱内，并对所述高低温箱进行温度设定以模拟月球表面环境温度。
[0013]较佳地，所述驱动机构停止工作后，在洁净环境下拆卸下所述收集器。
[0014]本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果:
1)本发明提供的高低温环境防尘密封圈密封性能测试装置及测试方法，采用密封圈埋入灰尘的方式加严考核密封圈的密封性能，以适用于密封圈在月面环境下防尘效果的考察；
2)本发明提供的高低温环境防尘密封圈密封性能测试装置及测试方法，通过收集器上灰尘的数量和直径来判断防尘效果，具有直观、准确的判断出密封圈的密封性能的特点；
3)本发明提供的高低温环境防尘密封圈密封性能测试装置及测试方法，在洁净环境下安装和拆卸收集器，避免了收集器的二次污染，从而保证了测试结果的准确性。
[0015]4)本发明提供的高低温环境防尘密封圈密封性能测试装置及测试方法，引入高低温箱，使得本发明适用于高低温环境下轻小型防尘密封圈的密封圈的测试。
[0016]【专利附图】
【附图说明】
[0017]结合附图，通过下文的详细说明，可更清楚地理解本发明的上述及其他特征和优点，其中:
图1为本发明测试机构的结构示意图；
图2为本发明被试密封圈的安装局部示意图；
图3为本发明温度试验程序图。
[0018]符号说明:
1-安装支架
2-驱动机构
3-密封圈安装轴
4-被试密封圈
5-收集器 51-凹槽
6-安装支架底部 61-凹槽部分
7-固定板
8-埋尘空间
9-高低温箱。
[0019]
【具体实施方式】
[0020]参见本发明实施例的附图，下文将更详细地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本【技术领域】的技术人员完全了解本发明的范围。这些附图中，为清楚起见，可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。
[0021]针对月面轻小型聚四氟乙烯防尘密封圈高低温环境下密封性能的测试，本发明提供了一种高低温环境防尘密封圈密封性能测试装置及测试方法，通过获得的被试密封圈与密封圈安装轴之间在运动过程中灰尘的泄露量，进行与标准值的对比来获得被试密封圈的密封性能。
[0022]参考图1，本发明提供了一种高低温环境防尘密封圈密封性能测试装置，包括一测试机构，该测试机构由安装支架1、驱动机构2、密封圈安装轴3、被试密封圈4和收集器5组成。具体的，安装支架I呈一矩形状，其内部形成一矩形空间。驱动机构2的上端安装到安装支架I的内侧顶部上，驱动机构2的下端连接有一密封圈安装轴3，密封圈安装轴3的下端穿过安装支架I的底部，驱动机构2为密封圈安装轴提供动力使其转动；其中，密封圈安装轴3为可替换轴，可根据被试密封圈4的不同型号、不同大小，以及实际工作中轴的材质，加工特定的密封圈安装轴3，运用到密封性能试验中。
[0023]在本实施例中，被试密封圈4安装在安装支架I的底部上。支架底部6为一可拆卸安装板，安装支架底部6通过螺钉等方式安装到安装支架I上；安装支架底部6与密封圈安装轴3的对应位置处设置有一第一通孔，被试密封圈4穿设在第一通孔内，被试密封圈4的外侧壁紧靠所述第一通孔的内侧壁；其中，如图2所示，被试密封圈4的上端边缘处设计有一凸起部分，第一通孔的上端边缘处设置有与凸起部分相匹配的凹槽部分61，当被试密封圈4安装到第一通孔内的时候，凸起部分刚好卡到凹槽部分61内，起到加强被试密封圈4与安装支架底部6之间的连接。密封圈安装轴3穿设在被试密封圈4的内；密封圈安装轴3在驱动机构2的作用下相对于被试密封圈4转动。
[0024]安装支架底部6的内侧端面上还设置有一固定板7，固定板7的中间位置上设置有第二通孔，密封圈安装轴3穿过固定板7的第二通孔；固定板7通过螺钉等方式安装到安装支架底部6的内侧端面上，并使得第一通孔和第二通孔同轴设置，第二通孔的边缘刚好压在被试密封圈4上端面的靠近边缘的位置上，且保证第二通孔的内侧壁与密封圈安装轴3之间留有间隙；固定板7主要用于对被试密封圈4进行进一步的固定，提高试验效果。安装支架底部6的上方与安装支架I之间形成埋尘空间8，在埋尘空间8内加入用于试验的灰尘，并使灰尘覆盖安装支架底部6、固定板7、被试密封圈4以及密封圈安装轴3。由于月尘与地面灰尘有较大区别，地球重力、大气等环境引起的灰尘运动模式也不一样，若如现有技术中采用驱动叶片转动搅动灰尘无法达到月球上灰尘的扬尘、尘土悬浮的效果，无法考核月面防尘效果，本发明采用密封圈埋入尘土的方式加严考核密封性能，提高性能测试的效果，且适用于用在月面环境下的密封圈的性能测试。
[0025]在本实施例中，收集器5安装在安装支架底部6的外侧端面上。具体的，收集器5与安装支架底部6相对的端面上设置有一凹槽51 ;收集器5通过螺钉等方式安装到安装支架底部6上，密封圈安装轴3的底部位于凹槽51内，凹槽51的槽口部分压在被试密封圈4下端面的外侧边缘上，且凹槽51的内侧壁与密封圈安装轴3之间留有间隙，以便于收集器5收集槽被试密封圈4与密封圈安装轴之间泄漏下来的灰尘。
[0026]在本实施例中，该高低温环境防尘密封圈密封性能测试装置还包括一高低温箱9，用于模拟各种高低温环境。具体的，将设置有被试密封圈4的测试机构放入到高低温箱9中，且在安装支架底部用耐高低温胶带(例如3M92聚酰亚胺薄膜胶带)固定一温度传感器，用于检测环境温度。根据月面实际的温度环境情况，对高低温箱9进行设定，使其内部模拟形成月球表面环境温度。此时，驱动机构2选择能够耐高低温的驱动机构，在试验过程中，整个测试机构是放入高低温箱9中的，被试密封圈4的密封圈性能测试过程中的旋转需要由驱动机构提供，因此驱动机构本身需要具备环境适应能力和在高低温环境下的工作能力。本发明引入高低温箱9，使其适用于高低温环境下轻小型防尘密封圈的密封圈性能测试。
[0027]本发明还提供了一种高低温防尘密封圈密封性能测试方法，采用如上所述的装置进行密封性能测试，包括如下步骤:
步骤一:将被试密封圈4安装到密封圈安装轴3与安装支架底部6之间，并在洁净的环境下安装好收集器5。
[0028]具体的，首相将被试密封圈4安装到安装支架底部6上，并通过固定板7对被试密封圈4进行进一步的固定，将安装有被试密封圈4的安装支架底部6通过螺钉安装到安装支架I上。然后，在洁净的环境下将收集器5安装到安装支架底部6上，在洁净的环境下进行安装，是为了防止外界的灰尘进入到收集器内，影响试验结果。另外，在收集器5安装前可进行适当的清理和检修，以免影响试验结果的判断。
[0029]步骤二:向安装支架I内侧的容置空间内放入灰尘，并使灰尘覆盖被试密封圈4。
[0030]具体的，将用于试验的灰尘加入到安装支架底部6上侧与安装支架I之间的埋尘空间内，并保证被试密封圈4被埋在灰尘下，加严考核密封性能，提高性能测试的效果，且适用于用在月面环境下的密封圈的性能测试。在加入灰尘的过程中，注意避免污染到收集器5，以防影响试验结果的判断。
[0031]在本实施例中，测试机构设置好后，将整个测试机构放入到高低温箱中，高低温箱内形成一可控的高低温环境。然后，对高低温箱进行温度设定，可根据实际工况对高低温箱设定高低温环境变化曲线图，例如如图3中所示的试验温度程序图，图中设置有常温点、低温点a、低温点b、高温点c等，在设定的温度点进行密封圈运转，测试密封性能，其中升温、降温速率一般控制在3° C/min。在本实施例中，主要是针对月球表面高低温环境来进行设定的，当然也可根据具体情况进行一定的调整，此处不作限制。
[0032]步骤三:启动驱动机构2，使密封圈安装轴3相对被试密封圈4运转规定转数后停止工作。
[0033]其中密封圈安装轴3运转的转数，可根据具体情况进行设置，此处不作限制。
[0034]步骤四:将收集器5拆卸下来，用放大镜观察收集器5上的灰尘的数量以及直径，将获取的灰尘的数量和直径与标准值进行对比。
[0035]具体的，首先将测试机构从高低温箱中取出，然后在洁净的环境下将收集器5从安装支架底座6上拆卸下来，以防止收集器收到二次污染，影响试验结果的判断。收集器5拆卸下来后，通过放大镜对收集器5上的灰尘进行观察，以检测到收集器5上灰尘的数量，并估算其直径；再将获取的灰尘的数量和直径与标准要求值进行对比，从而来判断被试密封圈的密封性能。
[0036]综上所述，本发明提供了一种高低温防尘密封圈密封性能测试装置，包括高低温箱和设置在其内的测试机构，测试机构内部设有埋尘空间、安装支架、驱动机构、被试密封圈和收集器，驱动机构安装在安装支架上，其下端设置有一密封圈安装轴；被试密封圈穿设在安装支架的底部上，密封圈安装轴的下端穿过被试密封圈至安装支架的外侧，埋尘空间内装入尘土并覆盖被试密封圈的上端；收集器设置在安装支架底部的外侧面上，覆盖密封圈安装轴的底端和被试密封圈的下端面。本发明还提供了一种高低温防尘密封圈密封性能测试方法，采用如上所述的装置，首先将安装有被试密封圈的测试机构放置到高低温箱中，并进行温度设定模拟月面环境温度，启动驱动机构转动一定转数后停止，拆下收集器，用放大镜检测收集器上通过密封圈的灰尘数量，并估算其直径，看是否满足指标要求。本发明测试检测一体化设计，有与实际相符的高低温测试环境，且能直观、准确的判断出密封圈的密封性能。
[0037]本【技术领域】的技术人员应理解，本发明可以以许多其他具体形式实现而不脱离本发明的精神或范围。尽管已描述了本发明的实施例，应理解本发明不应限制为这些实施例，本【技术领域】的技术人员可如所附权利要求书界定的本发明精神和范围之内作出变化和修改。
【权利要求】
1.一种高低温防尘密封圈密封性能测试装置，其特征在于，包括一测试机构，所述测试机构进一步包括: 安装支架，内部呈一矩形容置空间； 驱动机构，安装在安装支架的顶部上，所述驱动轴的下端设置有一密封圈安装轴，所述驱动机构为所述密封圈安装轴提供动力使其转动；所述密封圈安装轴的下端穿出所述安装支架的底部； 被试密封圈，穿设在所述安装支架的底部上，且所述被试密封圈的外径部分与所述支架底部过盈配合，并通过一固定板压紧；所述被试密封圈套设在所述密封圈安装轴上，所述密封圈安装轴相对于所述被试密封圈转动；所述安装支架的容置空间内的下端形成一埋尘空间，用于放置灰尘，且所述被试密封圈的上端埋设在所述灰尘内； 收集器，设置在所述安装支架底部的外侧面上，且所述收集器覆盖所述密封圈安装轴的底端和所述被试密封圈的下端面。
2.如权利要求1所述的高低温防尘密封圈密封性能测试装置，其特征在于，所述高低温防尘密封圈密封性能测试装置还包括一高低温箱，所述测试机构放置在所述高低温箱内，所述高低温箱用于模拟月球表面环境温度。
3.如权利要求1或2所述的高低温防尘密封圈密封性能测试装置，其特征在于，所述安装支架底部与所述密封圈安装轴相对的位置处设置有一第一通孔，所述密封圈安装轴的下端穿过所述第一通孔，且所述被试密封圈安装在所述第一通孔的内侧壁上。
4.如权利要求3所述的高低温防尘密封圈密封性能测试装置，其特征在于，所述安装支架底部的内侧端面上设置有所述固定板，所述固定板压在所述被试密封圈的上端面上；所述固定板上设置有第二通孔，所述密封圈安装轴穿过所述第二通孔，且所述第二通孔与所述密封圈安装轴之间存在间隙。
5.如权利要求3所述的高低温防尘密封圈密封性能测试装置，其特征在于，所述搜集装置安装在所述安装支架底部的外侧端面上，所述收集器的外侧端面上与所述被试密封圈相对的位置处设置有一凹槽，且所述凹槽的槽口压在所述被试密封圈下端面的外侧边缘上。
6.一种高低温防尘密封圈密封性能测试方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的高低温防尘密封圈密封性能测试装置，包括以下步骤: 步骤一:将所述被试密封圈安装到所述密封圈安装轴与所述安装支架底部之间，并在洁净的环境下安装好所述收集器； 步骤二:向所述安装支架内侧的容置空间内放入灰尘，并使灰尘覆盖所述被试密封圈； 步骤三:启动所述驱动机构，使所述密封圈安装轴相对于所述被试密封圈运转规定转数后停止工作； 步骤四:将所述收集器拆卸下来，用放大镜观察所述收集器上的灰尘的数量以及直径，将获取的灰尘的数量和直径与标准值进行对比。
7.如权利要求6所述的高低温防尘密封圈密封性能测试方法，其特征在于，在所述收集器安装前，对所述收集器进行清理和检验。
8.如权利要求6所述的高低温防尘密封圈密封性能测试方法，其特征在于，所述高低温防尘密封圈密封性能测试装置还包括一高低温箱，启动所述驱动机构前将所述测试机构放置到所述高低温箱内，并对所述高低温箱进行温度设定以模拟月球表面环境温度。
9.如权利要求6所述的高低温防尘密封圈密封性能测试方法，其特征在于，所述驱动机构停止工作后，在洁净环境下拆卸下所述收集器。
【文档编号】G01M3/00GK103969004SQ201410200147
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月13日 优先权日:2014年5月13日
【发明者】宗魏, 肖杰, 丁亮亮, 曾占魁, 施飞舟 申请人:上海宇航系统工程研究所