测量不同压强作用下密封圈静摩擦力和动摩擦力的装置的制作方法

本发明属于密封圈摩擦力测量领域，涉及一种测量不同压强作用下密封圈静摩擦力和动摩擦力的装置。

背景技术：

密封圈是重要的密封元件，具有成本较低、结构紧凑、安装方便、密封性好等特点，在液压、化工、消防等领域得到了广泛应用。

密封圈的密封性能与其受到的摩擦力有密切关系。摩擦力是设计和选用密封圈的过程中不可忽略的影响因素。在密封性较好的情况下，摩擦力一般也较大；而较大的摩擦力又会加剧密封圈的磨损，影响运动件的灵活性，降低密封圈使用寿命。

密封圈受到的摩擦力包括静摩擦力和动摩擦力，它们对密封圈的阻碍作用分别发生在密封圈和接触元件相对静止时以及它们发生相对运动过程中。静摩擦力和动摩擦力都对密封圈的工作特性有重要影响。

实验测试是测量密封圈所受摩擦力的重要手段。通过实验获得所需数据，对实现可靠密封、延长密封圈使用寿命、提高机构运动效率，具有重要意义。因此，设计开发能够测量密封圈摩擦力的装置，很有必要性和实用价值的。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种测量不同压强作用下密封圈动摩擦力和静摩擦力的装置。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种测量不同压强下密封圈静摩擦力和动摩擦力的装置，由电动推杆(1)、封堵活塞(2)、储液管路及固定装置(3)、液体压强传感器(4)、电动推杆底座(5)、电动推杆后座(6)、长套筒(7)、短套筒(8)、拉压力传感器(9)、基板(10)组成。在装置的左侧，电动推杆(1)伸出端通过长套筒(7)与封堵活塞(2)连接，密封圈(24)安装在封堵活塞(2)上。在装置右侧，拉压力传感器(9)两端分别通过短套筒(8)和电动推杆(1)伸出端、封堵活塞(2)连接。电动推杆(1)和储液管路(3)固定在基板(10)上。关闭球阀(14)，储液管路(3)内形成封闭空间。通过程序控制电动推杆(1)运动，液体压力传感器(4)可实时测量管路内压强，拉压力传感器(9)可实时测量电动推杆推力。密封圈所受摩擦力的大小等于电动推杆推力减去液体压强与作用面积之积的差。

所述电动推杆通过电动推杆底座(9)、电动推杆后座(6)、螺钉(11)和螺母(12)固定在基板(10)上。电动推杆底座(9)内侧面与电动推杆(1)外侧面接触，电动推杆底座(9)上有孔，可以用螺栓(11)固定在基板(10)上。电动推杆后座(6)侧面有孔，可使用螺栓(11)螺母(13)连接电动推杆，电动推杆后座(6)底面有槽，可固定在基板(10)上。电动推杆(1)伸出端通过长套筒(7)连接封堵活塞(2)，通过短套筒(8)连接拉压力传感器(9)。

所述储液管路及固定装置(3)由四通接头(13)、球阀(14)、变径接头(15)、直管道(16)、弯接头(17)、三个对丝接头(18)、三个活接头(19)、两个密封管道(20)，两个管道底座(21)、两个压条(22)、四个螺栓(11)组成，各管道元件连接处确保不发生泄露。密封管道(20)内壁与密封圈(24)接触，实现密封。

所述封堵活塞(2)由两端直径不同的圆柱体组成，前端有凹槽，安装密封圈。所述短套筒(8)，呈圆筒状，内部是盲孔，圆柱面上有一圈螺纹孔，用于连接封堵活塞(2)或电推杆(1)伸出端。短套筒(8)一端平面上有螺纹孔，连接拉压力传感器(9)的螺柱。

所述长套筒(7)，呈空心圆柱状，内部是通孔，圆柱面上有两圈螺纹孔，通过螺栓连接电推杆(1)伸出端和封堵活塞(2)。

所述的基板(10)，相应位置上有螺纹孔，使用螺栓(11)连接相应部件。

本发明的优势在于：结构简单，便于加工制造；能够模拟密封圈的工作环境，测得数据接近实际情况；能够对不同液压力作用下的密封圈摩擦力进行测量；既能测量密封圈受到的静摩擦力，也能测量密封圈受到的动摩擦力。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为电动推杆及固定装置示意图

图3为储液管路及固定装置结构示意图

图4为长套筒连接电动推杆和封堵活塞示意图

图5为短套筒连接拉压力传感器示意图

图6为静摩擦力测量原理示意图

图7为动摩擦力测量原理示意图

具体实施方式

参照图1-5，本发明一种测量不同压力下密封圈动摩擦力和静摩擦力的装置，主要由电动推杆(1)、封堵活塞(2)、储液管路及固定装置(3)、液体压强传感器(4)、电动推杆底座(5)、电动推杆后座(6)、长套筒(7)、短套筒(8)、拉压力传感器(9)、基板(10)组成。装配时，按图2将各管道元件连接在一起；将液体压强传感器(4)安装到对应的活接头(19)上；将管道底座(21)固定在基板(10)上，将已连接好的管路放在管道底座(21)上，将压条(22)用螺栓(11)固定在基板(10)上；将两个密封圈(24)分别装在两个封堵活塞(2)上，将两个封堵活塞(2)分别放入两个密封管道(20)中；将电动推杆底座(9)用螺栓(11)固定在基板(10)上；将长套筒(7)一端套在第一个电动推杆(1)伸出端上，另一端套在第一个封堵活塞(2)后端。将这个电动推杆(1)安装在左侧的电动推杆底座(9)上，调整好间隙，用螺栓(23)将长套筒(7)、电动推杆(1)、封堵活塞(2)固连；将拉压力传感器(9)的两个螺柱分别拧入两个短套筒(6)的螺纹孔中，将两个短套筒(8)分别套入另一个封堵活塞(6)后端和另一个电动推杆(1)伸出端中，将这个电动推杆(1)放在右侧的电动推杆底座(9)上，调整好间隙，用螺栓(25)将短套筒(8)、拉压力传感器(9)、电动推杆(1)、封堵活塞(2)固连；将两个电动推杆(1)分别用螺栓(11)和螺母(12)分别连接在两个电动推杆后座(6)上，用螺栓(11)将两个电动推杆后座(6)固定在基板(10)上；打开球阀，根据要测量的工况，向储液管路(3)内加入液压油或水，关闭球阀，装配完成。

参照图1-3及图6-7，通电后，传感器的测量值传递到控制系统，通过程序控制两侧电动推杆(1)前进至合适位置，使储液管路内液体压强达到测量工况要求。此时，如果左侧电动推杆(1)停止前进，右侧电动推杆(1)缓慢前进直至密封圈(24)发生滑动，即可测出此压强下密封圈(24)受到的静摩擦力；如果右侧电动推杆(1)前进使密封圈(24)发生滑动，同时左侧电动推杆(1)后退维持储液管路内液压力恒定,即可测出此压强下密封圈(24)受到的动摩擦力。

参照图1，基板(10)的形状尺寸不唯一，能满足安装和固定要求即可。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种测量不同压强作用下密封圈静摩擦力和动摩擦力的装置，由电动推杆、电动推杆底座、电动推杆后座、封堵活塞、储液管路及固定装置、液体压强传感器、拉压力传感器、短套筒、长套筒、基板组成。在装置的左侧，电动推杆伸出端通过长套筒与封堵活塞连接，密封圈安装在封堵活塞上，使储液管路内形成密封空间。在装置右侧，拉压力传感器两端分别通过短套筒和电动推杆伸出端、封堵活塞连接。电动推杆和储液管路固定在基板上。关闭阀门，通过程序控制电动推杆运动，液体压力传感器可实时测量管路内压强，拉压力传感器可实时测量电动推杆推力。密封圈所受摩擦力的大小等于电动推杆推力减去液体压强与其作用面积之积的差。

技术研发人员：裴永臣;赵儒仕
受保护的技术使用者：吉林大学
技术研发日：2017.12.26
技术公布日：2018.04.20