密封件抱轴力测量装置及测量方法

本发明涉及密封，尤其涉及一种密封件抱轴力测量装置及测量方法。

背景技术：

1、密封件是保证机械设备正常运转的重要结构，主要用于阻碍流体的泄漏，可以节约物质、节省能耗并降低成本。随着现代工业的迅速发展，机械设备对密封件的可靠性与使用寿命提出了愈发苛刻的要求。因此，对复杂工况下密封件的使用性能进行深入研究十分重要。在密封件的使用过程中，其在服役工况下的密封性能和泄漏率与密封界面的接触压力直接关联，由于密封件在圆周方向上的接触压力难以直接测量，目前一般通过测量抱轴力来侧面确定接触压力的大小。

2、相关技术中，测量密封件的抱轴力主要通过半轴法，该方法使用两个分开的半轴替代实际尺寸的轴，并在两个半轴中加入测力传感器，在密封件装配到两个半轴和测力传感器组合成的测量装置后，通过测力传感器获得抱轴力。

3、然而，测力传感器直接安装在两个半轴之间，测力传感器和两个半轴处于相同的环境中，由于测力传感器的使用温度条件限制，会出现无法测量工作于高温或低温工况下的密封件抱轴力。

技术实现思路

1、本发明提供一种密封件抱轴力测量装置及测量方法，以解决测力传感器直接安装在两个半轴之间，测力传感器和两个半轴处于相同的环境之中，由于测力传感器的使用温度条件限制，会出现无法测量工作于高温或低温工况下的密封件抱轴力。

2、一方面，本发明提供一种密封件抱轴力测量装置，包括驱动组件、第一压板、压力传感器、绝热杆、锥形轴、第一支座、第二支座、实验箱和密封件；

3、所述第一支座固定在所述第二支座上，所述第二支座固定在所述实验箱上，所述实验箱具有实验腔，所述锥形轴和所述密封件位于所述实验箱内，所述密封件设置在所述实验腔上，所述密封件与所述实验箱的内壁接触，所述压力传感器位于所述实验箱外，所述绝热杆可滑动的穿过所述第二支座，所述压力传感器和所述锥形轴分别与固定在所述绝热杆的两端；

4、所述驱动组件安装在所述第一支座上，所述驱动组件与所述第一压板固定连接，所述第一压板与所述压力传感器固定连接，所述驱动组件用于使所述第一压板、所述压力传感器、所述绝热杆和所述锥形轴沿着第一方向移动，所述锥形轴用于在沿着所述第一方向移动过程中压缩所述密封件的过盈量至预设过盈量。

5、可选地，所述锥形轴包括大径端和小径端，所述大径端与所述绝热杆固定连接。

6、可选地，所述绝热杆包括连接座和第二压板，所述连接座和所述第二压板可拆卸连接，所述连接座与所述压力传感器连接，所述第二压板与所述锥形轴的大径端固定连接。

7、可选地，所述第二支座设置有沿所述第一方向依次设置的第一圆柱孔、第二圆柱孔和第三圆柱孔，所述第一圆柱孔的直径大于所述第二圆柱孔的直径，所述第三圆柱孔的直径大于所述第二圆柱孔的直径；

8、所述实验箱设置有圆柱通孔，所述圆柱通孔的直径大于所述锥形轴的大径端和所述第三圆柱孔的直径；

9、所述压力传感器位于所述第一圆柱孔中，所述连接座穿过所述第二圆柱孔，所述第二压板位于所述第三圆柱孔中。

10、可选地，所述连接座包括连接板和导向柱，所述连接板和导向座固定连接，所述连接板与柱所述压力传感器固定连接，所述连接板位于所述第一圆柱孔中，所述导向柱滑动设置在所述第二圆柱孔中；

11、所述第一圆柱孔内设置有第一台阶，所述第三圆柱孔内设置有第二台阶，所述连接板可与所述第一台阶相抵接，所述第二压板与所述第二台阶相抵接。

12、可选地，所述驱动组件包括手轮和丝杠，所述丝杠穿过所述第一支座，所述手轮和所述第一压板分别固定在所述丝杠的两端，所述丝杠沿着所述第一方向延伸。

13、可选地，所述第一支座上设置有与所述丝杠相匹配的螺纹孔。

14、可选地，所述密封件为圆环形密封件，所述密封件在所述密封件的过盈量为零时具有第一直径，所述密封件在所述密封件的过盈量为预设过盈量时具有第二直径。

15、可选地，所述实验腔内设置有高温流体介质或低温流体介质。

16、另一方面，本发明提供一种密封件抱轴力测量方法，采用如上所述的密封件抱轴力测量装置，包括：

17、通过实验箱模拟所述密封件的工作温度；

18、将所述密封件和锥形轴放置在实验腔中，所述密封件与所述锥形轴不接触，所述密封件的过盈量为零；

19、通过驱动组件使第一压板、压力传感器、绝热杆和锥形轴沿着第一方向移动，并通过锥形轴压缩所述密封件的过盈量至预设过盈量；

20、通过压力传感器获取所述密封件的过盈量为预设过盈量时的压力值；

21、本发明提供一种密封件抱轴力测量装置及测量方法，其中，密封件抱轴力测量装置包括驱动组件、第一压板、压力传感器、绝热杆、锥形轴、第一支座、第二支座、实验箱和密封件，通过实验箱可以模拟密封件的工作温度，锥形轴位于实验箱内，压力传感器位于实验箱外，绝热杆连接在压力传感器和锥形轴之间，压力传感器和锥形轴处于不同的环境中，通过绝热杆将压力传感器与实验箱分隔开，使得实验箱的温度不会影响压力传感器，从而可以测量密封件在高温或低温工况下的抱轴力。

技术特征：

1.一种密封件抱轴力测量装置，其特征在于，包括驱动组件、第一压板、压力传感器、绝热杆、锥形轴、第一支座、第二支座、实验箱和密封件；

2.根据权利要求1所述的密封件抱轴力测量装置，其特征在于，所述锥形轴包括大径端和小径端，所述大径端与所述绝热杆固定连接。

3.根据权利要求2所述的密封件抱轴力测量装置，其特征在于，所述绝热杆包括连接座和第二压板，所述连接座和所述第二压板可拆卸连接，所述连接座与所述压力传感器连接，所述第二压板与所述锥形轴的大径端固定连接。

4.根据权利要求3所述的密封件抱轴力测量装置，其特征在于，所述第二支座设置有沿所述第一方向依次设置的第一圆柱孔、第二圆柱孔和第三圆柱孔，所述第一圆柱孔的直径大于所述第二圆柱孔的直径，所述第三圆柱孔的直径大于所述第二圆柱孔的直径；

5.根据权利要求4所述的密封件抱轴力测量装置，其特征在于，所述连接座包括连接板和导向柱，所述连接板和导向座固定连接，所述连接板与柱所述压力传感器固定连接，所述连接板位于所述第一圆柱孔中，所述导向柱滑动设置在所述第二圆柱孔中；

6.根据权利要求1所述的密封件抱轴力测量装置，其特征在于，所述驱动组件包括手轮和丝杠，所述丝杠穿过所述第一支座，所述手轮和所述第一压板分别固定在所述丝杠的两端，所述丝杠沿着所述第一方向延伸。

7.根据权利要求6所述的密封件抱轴力测量装置，其特征在于，所述第一支座上设置有与所述丝杠相匹配的螺纹孔。

8.根据权利要求1-7任一项所述的密封件抱轴力测量装置，其特征在于，所述密封件为圆环形密封件，所述密封件在所述密封件的过盈量为零时具有第一直径，所述密封件在所述密封件的过盈量为预设过盈量时具有第二直径。

9.根据权利要求1-7任一项所述的密封件抱轴力测量装置，其特征在于，所述实验腔内设置有高温流体介质或低温流体介质。

10.一种密封件抱轴力测量方法，采用如权利要求1-9任一项所述的密封件抱轴力测量装置，其特征在于，包括：

技术总结
本发明提供一种密封件抱轴力测量装置及测量方法，涉及密封技术领域。密封件抱轴力测量装置包括驱动组件、第一压板、压力传感器、绝热杆、锥形轴、第一支座、第二支座、实验箱和密封件，通过实验箱可以模拟密封件的工作温度，锥形轴位于实验箱内，压力传感器位于实验箱外，绝热杆连接在压力传感器和锥形轴之间，压力传感器和锥形轴处于不同的环境中，通过绝热杆将压力传感器与实验箱分隔开，使得实验箱的温度不会影响压力传感器，从而可以测量密封件在高温或低温工况下的抱轴力。

技术研发人员：郭飞,张帆,项冲,黄毅杰,程甘霖,万亚捷,贾晓红
受保护的技术使用者：清华大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12