Способ определения полной нормальной силы в уплотнительных узлах

(ГОСПАТЕНТ СССР) Г" г"л 7"г д у ТЕНИЯ СВ ИДЕТЕ К АВТО РС У 3387/105,915,93, Бюл, М 17инский техническаз А, Гонгадзе, Рртишвили, Темуилашвилиблемы современики, Сборник доклй конференции в67, с, 269,отнения и уплотнид, А, И. Голубева ииностроение, 1986 й униве . М. Ро А, Гон рситебакидгадз 1 ои уплотнительадов наМеждуКренфильде, М,; ельнаяЛ, А, Ко с. 196,хникд,акова,Изобретение относится к измерительной технике.Цель изобретения - и ости и надежности,На фиг, 1 изображена схема устройства, реализующая равновесие полого штока с заданным давлением Р в замкнутой полости; фиг. 2 - схема устройства, реализующая равновесие полого штока при подаче в замкнутую полость жидкости или газа под давлением; фиг. 3 и 4 - схема для вь 1 вода уравнения равновесия полого штока; фиг. 5 - схема устройства для Определения разности давления при возвратно-поступательном движении полого штока,В корпусе в виде жесткой рамы находятся соосно расположенные подвижные цилиндры 1 и 2 и полый шток 3, образуя замкнутую полость,Для осуществления способа необходимо иметь три разных полых штока 3 с различными геометрическими параметрами, но овышение точн(21) 493 (22) 05.0 (46) 07,0 (71) Груз (72) Там Л,И,Чха А,Л,Бас (56) Про ной техн народно Мир, 19Упл / Под ре М.: Маш САНИЕ ИЗО 1 РЕДЕЛЕНИЯ ПОЛНО ИЛЫ В УПЛОТНИТЕЛЬ(54) СПОСОБ ОГ И НОРЫАЛЬНОЙ СНЫХ УЗЛАХ(57) Сущность изобретения; при наличии рабочего давления полый комбинированный с разными диаметрами нарезной сменный шток смеща 1 от перемещением букс двух цилиндров от участка штока с одинаковым диаметром к участкам штока с разными диаметрами. При возвращении в исходное положение к штоку прикладывают усилие груза заданной массы. Измерлют приращение давления при движении в противоположных направлениях двух сменных штоков, диаметры которых соответствуют диаметрам комбинированного штока, и по формуле находят нормальную силу, 5 ил,обработанными по одной технологии, т, е,козффициенть 1 трения на всех участках всехтрех штоков примерно оцинаковы,Первый полый штокимеет по всей длине постоянный диаметр Г 1, второй полый штокимеет по всей длине постоянный диаметр О 2, третий комбинированный полый шток ( ) в своей средней части имеет диаметр П 1, а на обоих концах одна половина имеет диаметр ггг, а другая половина - диамстр Ф, Разность диаметров /о 1-й/1 мм (фиг, 3, 4),В буксах обоих подвижных цилиндров устанавливаются испытываемые уплотнители 4 и 5, Длл уравновешивания штока служит система, состолщая из хомута 6, ролика 7 и груза 8 массой С 1. Для фиксации перемещений подвижных цилиндров сл;жит шкала 9, а для определения равновесного состояния штока - индикатор 10, ось которого устанавливаетсл перпе 11 дикуллрно кПридавая полому ш ступательное движение ростью, уравнение равн цилиндра 1 можно предс полого штока типав ви Ртр=р 151 61 - 0 (при вверх); (2)- Ртр=р 1 Я=0 (при движен вниз), (3) при наличии полого Гр+Р 23-6=-0 (и Ри вверх) (2)току возвратно-пас постоянной скоовесия подвижного тавить при наличии дедвижении штока истока штока типа движении тока плоскости, разделяющей разные половиныштока. Для определения давлений служитманометр 11, Подвижный верхний цилиндрможет нагружаться грузами, имеющимимассу 6.Устройство, реализующее данный способ, работает следующим образом.Устанавливают полый шток типа И, т. е,имеющий на обоих концах комбинацию диаметров б 1 и 02. Замкнутую полость внутриподвижных цилиндров 1 и 2 заполняют жидкостью или газом, После этого подвижныйверхний цилиндр 1 нагружают грузами, имеющими массу 6, создавая в замкнутой полости давление Р, Добиваются того, чтобыбуксы обоих цилиндров с испытываемымиуплотнителями 4 и 5 находились на участкештока, имеющем диаметр б 1. Стрелка индикатора 10 устанавливается на нуль(фиг. 1).В замкнутую полость подается под давлением жидкость или газ, при этом подвижные цилиндры 1 и 2 расходятся впротивоположные стороны и их буксы с испытываемыми уплотнителями 4 и 5 оказываются на концах штока скомбинированными диаметрами б 1 и д 2.При этом должно быть достигнуто одинаковвое расстояние - от оси индикатора 10 до2центров обоих уплотнительных колец, а этоприблизительно то же самое, что расстояние от торцов цилиндров до оси индикатора.Если о 2 о 1, то полый шток смещается вправо и стрелка индикатора .10 отклоняется отнуля, Прикладь 1 вая к штоку через хомут 6 иролик 7 груз 8 массой 6, добиваются того,чтобы показание индикатора 10 вновь равнялось нулю (фиг, 2).Равновесие полого штока 3 можно выразить уравнением для двух неизвестных Р 1и Р 1(фиг. 3, 4):Р 1-Р 2=6 (1)В дальнейшем в устройстве последова. тельно заменяется полый шток типа И наполый шток типас диаметром д 1 по всейдлине и на полый шток типа И с диаметромО 2 па вСЕй длинЕ (фиг, 5),- Ртр+Р 23-6=0 (пРи Движении штокавниз). (3)Вычитая почленно уравнение (3) иэуравнения (2) и определяя Ртр, получим5Р 1 Р 1 гггр 1РтрЯт --51 для пО 2 2лого штока типа ; Р 1. Р 1 31Рг Брт Яг(5) Решая систему, составленную иэ уравнений (1) и (5), относительно Р 1 и Р 2 имеемР 1 г 1 6; (6 4 61 ( 2 Преобразуя уравнения (6) и (7) и допуская, что 51=32 для применяемых на практике диаметров штоков, получим окончательно 8) 161,где (= - - ,ЬР 1,Р 2 при движении вверх и вниз;р 1 - приращение давления тока типас диаметром б 1 10Р Р Р Р2 - 2 Л 2тртлого штока типа И,где р 1 и р 1, р 2 и р 2 - величины давлений взамкнутой полости при перемещении полого штока в двух взаимно-противоположныхЯ(12 Я 2направлениях; 31=4 4и 82=площади соответственно штоков типаи ИЗаменяяГтр=1 Ргде Р - нормальная .сила, можно записатьсистему уравнений для штоков типови И ввиде25 1 Р 1=31:тР 2= 2 2(4)Деля почленно систему уравнений (4),30 получимЛ р 2 - приращение давления при движении штока типа 1 с диаметром дг вверх и вниз,Пример определения полной нормальной силы в уплотнительных узлах по пред лагаемому способу, Рабочая жидкость АМГ. Наружный диаметр полого штока типа 1 бай=32,32 мм. Наружный диаметр полого штока типа 11 02=32 мм. Диаметр поочередного сечения испытываемого 10 уплотнительного кольца бай=3,2 мм. Твердость материала уплотнительного кольца Н=8090 ед. Шора. Диаметр буксы цилиндра 0=37,44 мм. Масса груза 6=800 кг. Предварительное сжатие уплотнительного 15 кольца для штока с 01=32,32 мм иЬ - 1 Э д37,44 - 32,322 2203,2 - 2,563,2Предварительное сжатие уплотнительного кольца для штока с юг=32 мм и25О - дг 37 44 - 32122 2- 2,72 мм3,2 - 2,72 =0,15.30В замкнутой полости внутри рабочих цилиндров 1 и 2, заполненных рабочей жидкостью АМГ, грузом, имеющим массу 0=800 кг, создается рабочее давление Р=100 кг/см (фиг, 1). При возвратно-посту пательном движении для полого штока 1 с диаметром 01=32,32 мм определяем разность давлений Лр 1=р 1 р 1=5,8 кг/см, аналогично для полого штока 11 с диаметром б 2=32 мм разность давлений составит 40 Лрг=рг-р 2=4 кг/см (фиг. 5).Учитывая, что 31 32, по формуле (5)определяем45ъ ргКомбинированный шток 11 после того,как буксы цилиндров 1 и 2 перейдут с участка штока с постоянным диаметром 01 на 50 участки, состоящие из двух половин с диаметрами бай=32,32 мм и 02=32 мм, возвращается в исходное положение под действием груза массой 0=20 кг (фиг. 2).Таким образом, по формулам 18) и (9) 55определяем искомые значения полной нормальной силы:Р 1 611-К 120= 64 кг;1 - 1,451 К - 1 1 1 - 1,45 20 = 44 кг,Формула изобретенияСпособ определения полной нормальной силы в уплотнительных узлах, заключающийся в том, что при наличии рабочего давления полый шток смещают в радиальном направлении, возвращают в исходное положение с помощью груза заданной массы и определяют полную нормальную силу, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и надежности, комбинированный с разными диаметрами неразрезной сменный шток смещают перемещением букс двух цилиндров от участка штока с одинаковым диаметром к участкам штока с разными диаметрами, а при возвращении в исходное положение усилие груза заданной массы прикладывают к штоку в точке, равноудаленной от букс цилиндров, затем измеряют приращение давления при движении в противоположных направлениях двух дополнительных сменных штоков, диаметры которых соответствуют диаметрам комбинированного неразрезного сменного штока, а полную нормальную силу определяют по формуламР 1=61 1 1 - К1 или Р 2= --61,К - 1 где Р 1 и Рг - величины полной нормальной силы;0 - величина заданной массы груза, необходимая для возвращения комбинированного штока в исходное положение;К - коэффициент, равный - -- ,ЛрР 2Лр 1=р 1-р 1 - приращение давленияпри движении сменного штока с большимдиаметром соответственно вверх и вниз;Ьрг=р-рг - приращение давления при движении сменного штока с меньшим диаметром соответственно вверх и вниз;1814037 Ща оставитель Т, Гонгадзе ехред М, Моргентал рректор Л, Пилипен едакт аз 1825 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва, Ж, Раущская наб., 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10, рс и р 1, р 2 и р 21 - величины давлений взамкнутой полости при перемещении полого штока в двух взаимно противоположных направлениях,