一种船用舵机密封试验方法与流程

1.本发明涉及船用转叶式舵机领域，具体来讲是一种船用舵机密封试验方法。


背景技术：

2.转叶式舵机的密封技术是制约其发展的关键难题，是转叶式舵机产品的核心技术。密封结构及密封材料是和密封性能息息相关的关键因素，而材料的选择是否正确，密封结构是否符合舵机实际工况要求，这些都需要通过密封试验来验证，没有这些试验验证，一切设计选型都是空谈。
3.目前，舵机密封试验经常做的试验即密封动态试验和密封静态试验。其他试验很少进行，一般都是在特定的密封研究所才进行一些选择性试验。


技术实现要素：

4.本技术人针对上述现有问题，进行了研究，提供一种船用转叶式舵机密封试验方法，用以验证密封磨损量和磨合时间的函数关系，即磨合试验。其能有效地验证出密封结构或密封环在不同pv值时磨损量和磨合时间的函数关系，从侧面验证密封件的使用寿命。
5.一种船用转叶式舵机密封件使用寿命的验证方法，建立船用转叶式舵机密封件在不同pv值时磨损量和磨合时间的函数关系，通过函数关系计算验证密封件的使用寿命。
6.本发明进一步限定的技术方案为：进一步的，密封件分别在要求的至少2种压力分别为6mpa、12mpa和至少3种转速分别为28s65
°
、14s65
°
、7s65
°
，共6种工况下分别开展圆柱销试样的磨损量测定试验，并绘制磨损量——磨损时间曲线。
7.进一步的，设定旋转滚筒的转速为28s65
°
，控制转速变量一定，梯度变更施加压力，由此分别测量28s65
°
转速下6mpa工况的密封件试样磨损量；聚氨酯试验制备完成并对试样表面清洁后，对设备进行检查和调节，转速28s65
°
，控制转速变量一定，梯度变更施加压力，接触压力12mpa工况的密封件试样磨损量；聚氨酯试验制备完成并对试样表面清洁后，对设备进行检查和调节，转速14s65
°
，控制转速变量一定，梯度变更施加压力，接触压力6mpa工况的密封件试样磨损量；聚氨酯试验制备完成并对试样表面清洁后，对设备进行检查和调节，转速14s65
°
，控制转速变量一定，梯度变更施加压力，接触压力12mpa工况的密封件试样磨损量；聚氨酯试验制备完成并对试样表面清洁后，对设备进行检查和调节，转速7s65
°
，控制转速变量一定，梯度变更施加压力，接触压力6mpa工况的密封件试样磨损量；聚氨酯试验制备完成并对试样表面清洁后，对设备进行检查和调节，转速7s65
°
，控制转速变量一定，梯度变更施加压力，接触压力12mpa工况的密封件试样磨损量。
8.进一步的，聚氨酯试验设备完成并对试样表面清洁后，对设备进行检查和调节，设定预定转速，控制转速变量一定，梯度变更施加压力，最终达到预设接触压力的试验步骤为：
1）聚氨酯试样按照相关试验和产品标准测量原始数据，例如试验前的试样的质量、长宽度和光泽度等；2）对磨损装置进行检查，进行磨损装置水平校准，将液压油添加或涂抹至旋转锟筒的内部；3）利用加热系统对旋转锟筒进行预热，最终达到70℃的试样环境温度；4）将聚氨酯试样安装在安装臂上，并调节与旋转锟筒的接触位置；5）放下安装臂，将试样与旋转锟筒转盘轻轻接触，调节磨损机设备，将负荷和转速调节至指定值；6）设定并控制接触压力位，设定旋转锟筒转速值；7）打开旋转开关，使旋转锟筒转动转动，按照设计时间进行试样磨损；8）当达到设计磨损时间，停止设备，取出试样并利用电子分析天平对磨损量进行称量；9）由试验测量数据绘制磨损量-磨损时间点状图，数据拟合磨损量-磨损时间函数和曲线。
9.进一步的，设定旋转滚筒的转速为28s65
º
接触压力6mpa工况的低转速低压力条件，试样磨损程度较低，本工况下的磨损量间隔称量时间为48h，该工况下试样磨损整体周期大约250h；进一步的，当使用球墨铸铁旋转锟筒时，试验前利用修磨机对锟筒表面打磨光滑，确保锟筒转盘的磨面和侧边不存在锋利和粗糙，且没有曲率半径的缺陷情况。
10.进一步的，当聚氨酯试样露出端将被磨损殆尽时，应及时调整试样在安装臂上的露出长度，以免造成试验数据的缺失和试验机的损坏；进一步的，按时对旋转锟筒内的磨损残渣进行清刷，同时按时检查磨损试验机工作状态和试样磨损状态。
11.本发明的有益效果如下：本发明装配方便、试验方法简单，通过对上述6种舵机常用工况进行模拟，从而得出磨损量和磨损时间的函数关系，从侧面验证了密封件的使用寿命，通过对使用寿命的了解，可以对舵机密封件的材料选择以及结构优化方面做出改进，从而提高舵机密封性能，延长舵机使用寿命。
12.附图说明：图1为试验试样聚氨酯圆柱销试样。
13.图2为试验试样球墨铸铁摩擦盘。
14.图3为试验设备摩擦磨损试验机。
15.图4为试验设备旋转锟筒。
16.图5为试验设备微量电子分析天平。
17.本发明所采用的技术方案如下：一、试验设备该试验设备包括：摩擦磨损试验机、试验机加热系统、d&t微量电子分析天平（见图3、图4、图5）二、试验材料
聚氨酯圆柱销试样、球墨铸铁摩擦盘、液压油介质（见图1、图2）三、试验环境舵机密封件的工作环境正常都是处于低于70℃（极限温度）的液压油中的，考虑磨损最不利工况，本磨损试验的试样环境温度（即试样浸润油品温度）将控制在70℃。试样磨损量称量在正常室温条件下进行。
18.（1）试样环境：70℃液压油浸润，施加压力。
19.（2）试验室环境：室温20
±
5℃，湿度65
±
5%。
20.四、试验方法其进一步技术方案在于：密封件聚氨酯材料试样的磨损试验将分别在要求的2种压力（6mpa、12mpa）和3种转速（28s65
°
、14s65
°
、7s65
°
），共6种工况下分别开展对聚氨酯材料圆柱销试样的磨损量测定试验，绘制磨损量——磨损时间曲线。
21.首先设定旋转滚筒的转速为28s(65
°
)，控制转速变量一定，梯度变更施加压力，由此分别测量28s(65
°
)转速下6mpa、12mpa工况的聚氨酯试样磨损量。
22.进一步的，聚氨酯试验设备完成并对试样表面清洁后，对设备进行检查和调节，转速28s(65
°
)接触压力6mpa的试验步骤为：1）聚氨酯试样按照相关试验和产品标准测量原始数据，例如试验前的试样的质量、长宽度和光泽度等；2）对磨损装置进行检查，进行磨损装置水平校准，将液压油添加或涂抹至旋转锟筒的内部；3）利用加热系统对旋转锟筒进行预热，最终达到70℃的试样环境温度；4）将聚氨酯试样安装在安装臂上，并调节与旋转锟筒的接触位置；5）放下安装臂，将试样与旋转锟筒转盘轻轻接触，调节磨损机设备，将负荷和转速调节至指定值；6）设定并控制接触压力位6mpa，设定旋转锟筒转速值为28s(65
°
)（2.32
°
/s）；7）打开旋转开关，使旋转锟筒转动转动，按照设计时间进行试样磨损；8）当达到设计磨损时间，停止设备，取出试样并利用电子分析天平对磨损量进行称量；9）由于转速28s65
º
接触压力6mpa工况的低转速低压力条件，试样磨损程度较低，本工况下的磨损量间隔称量时间为48h，该工况下试样磨损整体周期大约250h；10）当使用球墨铸铁旋转锟筒时，试验前都应该利用修磨机对锟筒表面打磨光滑，且确保锟筒转盘的磨面和侧边不存在锋利和粗糙，且没有任何曲率半径的缺陷情况；11）当聚氨酯试样露出端将被磨损殆尽时，应及时调整试样在安装臂上的露出长度，以免造成试验数据的缺失和试验机的损坏；12）按时对旋转锟筒内的磨损残渣进行清刷，同时按时检查磨损试验机工作状态和试样磨损状态；13）由试验测量数据绘制磨损量-磨损时间点状图，数据拟合磨损量-磨损时间函数和曲线。
23.进一步的，聚氨酯试验制备完成并对试样表面清洁后，对设备进行检查和调节，转
速28s(65
°
)接触压力12mpa的试验步骤同上述；进一步的，聚氨酯试验制备完成并对试样表面清洁后，对设备进行检查和调节，转速14s(65
°
)接触压力6mpa的试验步骤同上述；进一步的，聚氨酯试验制备完成并对试样表面清洁后，对设备进行检查和调节，转速14s(65
°
)接触压力12mpa的试验步骤同上述；进一步的，聚氨酯试验制备完成并对试样表面清洁后，对设备进行检查和调节，转速7s(65
°
)接触压力6mpa的试验步骤同上述；进一步的，聚氨酯试验制备完成并对试样表面清洁后，对设备进行检查和调节，转速7s(65
°
)接触压力12mpa的试验步骤同上述；以上即为舵机常用6种工况下进行的模拟试验，可以有效地模拟出磨损试验中磨损量和磨损时间的函数关系。