一种静密封氟橡胶o形圈剩余使用寿命的预测方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于橡胶材料寿命预测技术领域，特别涉及一种静密封氟橡胶0形圈剩余 使用寿命的预测方法。
【背景技术】
[0002] 使用寿命是指0形圈在工作环境下能保持密封能力的最大期限，剩余寿命是指经 过一段时间的使用后，还能保持密封能力的最大期限。静密封氟橡胶0形圈制品在使用条 件下，引起性能变化的主要因素是热、氧、机械应力和接触的油、水等介质。在一定的温度范 围内，静密封橡胶制品的高温加速老化与使用条件下的老化机理是相同的，利用高温加速 老化试验得到的数据，可外推计算使用温度下的使用寿命。
[0003] GB/T 27800-2011规定了一种快速预测静密封制品使用寿命的方法，其采用阿累 尼乌斯方程和动力学方程，得出一个p-T-t (性能变化-温度-时间）的关系式，通过二元回 归算法和最小二乘法求得方程中的待定系数，然后根据性能变化的临界值和温度，可求出 相应的时间，此即为预测的使用寿命。这种方法与本发明采用的数据处理方法不同，也没有 给出剩余寿命的预测方法。公布号为CN 102589977A的中国发明专利，公开了一种基于压 缩应力松弛测试设备的橡胶贮存寿命预测方法，但未给出剩余寿命的预测方法。公布号为 CN 104236889A的中国发明专利，公开了一种橡胶密封圈的贮存寿命优化设计方法，数据的 处理基于统计学方法，但是未给出剩余使用寿命的预测方法。公布号为CN 104568603A的 中国发明专利，提出了一种橡胶密封件使用寿命的工况仿真预估方法，通过计算水平偏移 量Ιηα #勺作图法进行使用寿命的预测，而且其采用的是圆柱状试样，与本发明用到的方法 和试样不同。公布号为CN 102073770Α的中国发明专利，公开了一种基于伪寿命跟踪的产 品剩余寿命预测准确性评价方法，该专利涉及对剩余寿命预测方法和模型的评价，不涉及 具体的预测方法，与本发明不相关。公布号为CN 104504296Α的中国发明专利，公开了一种 高斯混合隐马尔可夫模型和回归分析的剩余寿命预测方法，该发明针对机电产品，并且其 所采用的模型不适合橡胶〇形圈制品。
【发明内容】
[0004] 为了解决上述现有技术中存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种静密封氟 橡胶0形圈剩余使用寿命的预测方法。
[0005] 本发明的目的通过下述技术方案来实现：
[0006] -种静密封氟橡胶0形圈剩余使用寿命的预测方法，按照以下操作步骤：
[0007] 步骤（一）：利用压缩夹具，获得不同温度不同测试时间的静密封氟橡胶0形圈的 恢复高度数据：
[0008] 1. 1以所测试的静密封氟橡胶0形圈制品的原始轴向截面直径，或者公称截面直 径作为起始高度h。，以安装沟槽的实际压缩率κ作为试验采用的压缩率；
[0009] 1. 2从静密封氟橡胶0形圈制品上截取段状作为待测试样，测量每个待测试样的 实际轴向截面直径hi，然后将待测试样分别装入压缩夹具，沿轴向压缩至高度h2，要求h2= h〇X (1- κ )；
[0010] 1. 3将装有待测试样的压缩夹具分别放入不同热空气老化箱中进行老化试验，老 化温度分别设置成从低到高依次为?\、T2、…、Tn，其中η为多4的自然数；
[0011] 1.4在老化温度下经历一段时间t后，拿出压缩夹具，解除压缩，在室温下放置半 个小时后测量待测样件的恢复高度h3;
[0012] 1. 5将待测试样重新装入压缩夹具，沿轴向压缩至高度为h2;重复步骤1. 3和1. 4 继续进行试验；
[0013] 1. 6每个老化温度试验终止时，最小恢复高度值小于选定的终点高度值hf;则会获 得一系列测试时间t和恢复高度113的--对应的数据；
[0014] 步骤（二）：获得不同温度下的老化曲线：
[0015] 2. 1对每个老化温度下的lgt和h3进行多项式数学拟合，得到数学表达式:w = ao+aiZ+a#2,其中，w = lgt，z = h3，并绘制拟合曲线；
[0016] 2. 2将z = hf代入步骤2. 1所述数学表达式中，得到各温度下的w，即lgt f;
[0017] 步骤（三）：静密封氟橡胶0形圈剩余使用寿命的预测：
[0018] 3. 1对lgt和老化温度的倒数1/T进行一元线性回归，T是开尔文温度；得到回归 方程，其中，y = lgt，X = 1/T，运用最小二乘法，可求出
[0021] 3. 2对回归方程的显著性进行t检验；
[0022] 3. 3求置信区间：
[0023] 对于方程y = 当 X = X。时，y。= ，
[0024] y。的置信区间为
[0025] 其中
[0026] 3. 4静密封氟橡胶0形圈剩余使用寿命的预测：
[0027] 将X = X。= 1/T ￥代入方程y = ? ? ?.中，求得置信区间下限为 ，Tw是开 尔文温度；
[0028] 则静密封氟橡胶0形圈的实际工作温度Tw下的lgt，经过指数转换，即可得到静密 封氟橡胶〇形圈剩余使用寿命1为
[0029] 所述静密封氟橡胶0形圈制品是在油介质中使用的，步骤1. 3所述装有待测试样 的压缩夹具是浸入相同油介质中，然后放入热空气老化箱中进行测试。
[0030] 步骤3. 2所述t检验法是如果 那么拟合方 f 程的线性成立；否则方程不成立，需要补充实验；所述η是样本数量，α是显著性水平，
由t分布表查出。
[0031] 步骤1. 1所述起始高度h。大于等于3. 55mm。
[0032] 步骤1. 1所述老化温度是选取453~523K中的至少4个温度，并且相邻的温度点 之间的温度间隔不小于10K。
[0033] 步骤3. 4所述静密封氟橡胶0形圈的实际工作温度1\*的范围为403~473K。
[0034] 所述h。、hp h2、hf的对比示意图如图1所示。
[0035] 本发明相对于现有技术具有如下的优点及有益效果：本发明采通过使用从实际工 况拆机下来的〇形圈作为试验样件，使用安装沟槽实际的压缩率作为试验的压缩率，以及 通过回归方程的拟合和参数检验以及确定％的置信区间，并使用置信区间的下限进行寿命 预测，使得寿命预测的结果可信度更高，更有工程应用价值。
【附图说明】
[0036] 图 1 为 h。、h!、h2、hf的对比图；
[0037] 图2为本发明实施例的氟橡胶0形圈在473K的加速老化试验曲线；
[0038] 图3为本发明实施例的氟橡胶0形圈在483K的加速老化试验曲线；
[0039] 图4为本发明实施例的氟橡胶0形圈在493K的加速老化试验曲线；
[0040] 图5为本发明实施例的氟橡胶0形圈在503K的加速老化试验曲线；
[0041] 图6为本发明实施例的氟橡胶0形圈的lgt~1/T拟合曲线。
【具体实施方式】
[0042] 下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0043] 实施例1
[0044] 步骤（一）：利用压缩夹具，获得不同温度不同测试时间的静密封氟橡胶0形圈的 恢复高度数据：
[0045] 1. 1有一批静密封氟橡胶0形圈制品的原始轴向截