Устройство для исследования манжетных уплотнений

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(11) 573648 1 ополнительное к авт, св 2) Заявлено 2 Ь 07.75 (21 51) М. Кл.16 У 15/ОО 159660 25 оединением заявки М Говроротвоннмя комнтат Йооото Ннооотров ОССР нв донна оаабротоонн н открытой,Бюллетень М Э 5 а опубликования описания 2410 72) Авторы изобретен А. Удовенко, А,М. Фоманин, Ю.В. Ханжонко кенов 71) ЗаявительНовочеркасский ордена Трудового Красного Знамени. политехнический институт им. Серго Орджоникидзе ОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНМАНЖЕТНЫХ УПЛОТНЕНИЙ ные ему периферийныода и отвода рабочей вой и паралканалы для 1Изобретение относится к измеритель)ной технике и может использоваться прн проектировании, изготовлении, совершенствовании манжетных уплотнений и разработке материалов для их изготовления; 5Известно устройство для определения радиального усилия, передаваемого уплотнением на вращающуюся деталь, имеющую радиальное биение. Оно состоит иэ корпуса с манжетой, установленной в 0 нем и надетой на стакан, который на подшипниках насажен на наружную поверх,ность эксцентрячной втулки, напрессованной на приводной вал, и упругого, элемента с тензодатчиками, укреплении Ь ми иа наружной поверхности стакана. При вращении приводного вала стакан, не вращаясь, совершает колебательные движения с амплитудой, равной биению эксцентричной втулки и частотой, сост- ф ветствующей чнслу оборотов вала 11 .Установка для испытания на износ образцов уплотнений состоит из испытательной камеры, ротора механизма нагружения регисгрйрувщей аппаратуры, образцедержателя, гйдродинамического уплотнения вала ротора Обраэцедержатель выполнен в виде консолвно установленного на роторе диска и охватывающей его с зазором гильзы. В диске вйполщены осе- ЗО среды 121,Стенд для испытания уплотнений валов содержит корпус, вал, устройСтводля подачи жидкости в полость междудвумя исследуемыми уплотненияоет, приводвращения вала и контрольночизмеритель-ную аппаратуру, Стенд используется дляиспытания уплотнений при различной ве"личине эксцентриситета,вала, для чегокаждая иэ испытательных камер снабженадвумя ушками с регулировочными винтами для создания требуемой величиныэксцентриситета 31.Известно также устройство для определения износа выступа сальника подшийника, состоящее иэ корпуса, вала, уплотнения, тенэодатчика и считывающего устройства. Измерение износа в данном устройстве производится по изменению радиального давления манжетного уплотненияна вал, которое по мере износа манжетыуменьшается 41,Прибор для измерения величины вксцентриситета в уплотнении состоит из подставки, держателя, способного перемеща"ться в осевом направлении, и оправки,прикрепленной к держателю и вставляемой в выступ уплотнения. В осевом нап"равлении оправйа удерживается давлениемвоздуха или магнитным полем. Она можетоэободко перемещаться в радиальном направлении и устанавливаться соосно свыступом уплотнения. Для определениявеличины радиального смещения уплотнеыия относительно его корпуса к оправке подключают пневматические или электрические приборы 15),Гидродинамическое уплотнение валовнасосов содержит цилиндрическую втулку, на внутренней и наружной поверхностях которой выпойнены винтовые ябнавки,образующие с поверхностями уплотняемоГо Узла, лабиринтные уплотнения. Уплотняющая способность при этом значитель-но повышается за счет того, что Втулкаимеет индивидуальный привод вращенияотносительно вала как в радиальном,гак, и в осевом направлениях 16) .Такая же конструкция гидродинамического уплотнения применяется для уплотнения валов компрессоров, турбин и других агрегатов. При этом конструкцияузла уплотнения практически не изменяется 17) . 25Однако с помощью этих устройствнельзя определять направление и скороСть перемещения волны вибрации губы.манжеты, а также точки расположенияэкстремальных значений амплитуды последней.Наиболее близкое к изобретениюустройство для испытания манжет содержит корпус, вал с манжетой, осциллоскоп имагнитный звукосъемник, устаков-Я 5ленный неподвижно на манжете над прижимной пружиной и позволяющий судитьо вибрации губы манжеты по изменениюв нем магнитной индукции вследствиеколебания губы вместе с пружиной В 1. 40Такое устройство тоже не позволяетопределять направление и скоростьперемещения волны вибрации губы манжеты, а также точек расположения экстремальных значений амплитуды последней.Цель изобретения - определениенаправления и скорости перемещения волны вибрации губы манжеты, а также точекрасположения экстремальных значенийамплитуды последней,Для этого в устройство введена система контроля, состоящая иэ блоков задержки и усиления сигналов, двух вольтметров с блоком перемножения,к выходукоторого через интегратор подключентретий вольтметр, в полость корпусазалит жидкийпроводник, а вгубы манжеты вмонтированы два зондирующих электрода, подсоединенных к скоте"ме контроля.На фиг. 1 дана принципиальная схемабОпредлагаемого устройства; на фиг. 2 -расположение зондирующих электродов,Оно содержит корпус 1, вал 2 сощеточным контактом 3, манжету 4, зондирующие электроды 5 и б, выполненные изб 5 медных провОдникОВ диаметрОм 02 мм р покрытых эмалевой изоляцией, и закрепленные В теле ,.Убы манжеты на расстоянии друг От друга меньшем полуокружности вала так, что их продольные оси расположены перпендикулярно продольнойоси последнего, а,торцы срезаны запод- лицО с плоскостью конте:кта и находятсяв центре ширины коктакткоР зоны макжеты с Валом. СВОбОдные концы этих элек тродов, выходящие из материала губыманжеты с ее задней атмосферной стороны, через ограничительные резисторы.й,и К подключены к положительным олюсам источников токаЦ и О , усилителям и 8 с блоками 9 и 10 регулируемой задержки, соединенными с ВольтметраьиД и 1 и блОкОм 11 перемк Ожени Я к ВыхОДУ которого через интегратор 12 подключентретий Вольтметр У.В полость корпуса залит жидкий проводник,. представляющий собой раствор(0,006 Вес.%) химически чистого элект: - роплавленного хлористого кальция (Сдс,)В техническом гидролизном этиловомспирте (96% С. Н,ОН и 4 Н 0), Удель" ное сопротивлекйе которого ка кескслько порядков больше Удельного сопротивления зондирующих электродов, Этот проводник обладает тем свойством что при пропускании через него электрического тока напряжением порядка 100 мВ и изменении расстояния между по.ерхно- стью Вала и зондирующими злект 3 огами От нуля и-за Высокого знае- н, - р жЕИНОСти ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО пол. В Этсм ЗаЗОРЕ ПРОИСХОДИТ ЭЛЕКтРИЧ= Р ра;и, который прекращается при толщине зазора меньшей О,5 мкм, Ври дальнейшем увеличении зазора Величина электрического тока в жидком проводнике опрделяется напряженностью электрического поля между поверхностью Вала и зондирующими электродами. Так как ионы В растворе имеют малую концентрацию, а число ионов, достигающих электродов, В значительной степени зависит от действующих на киУ сил электрического поля, при уменьшении напряженности поля наб. людается уменьшение электрического тока.Устройство работает следующим образом.Электрический ток от источников питания Ци 1) проходит через о 1 раничительные резисторы К, и К ,. зокдируюаие элек троды 5 и 6, жидкий проводник, Вал 2 и щеточный контакт 3, При вращении Вала 2 ВслеДствие вибраЦии губы манжеты 4, вызываемой микронеровностями поверхности вала 2, его эксцентриситетом, радиальным и осевым биением Относительно корпуса 1 на зондирующих электродах 5 и 6 Возцикает переменное напряжение прОпорциОнальное толщине жидкОГО ПООВодника в зазоре, между торцовой повецхностью зондирующих. электродов 5 и6 и контактной поверхностью вала 2. Это напряжение через усилители 7 и 8 подается на блоки 9 и 10 регулируемой задержки. Изменяя время задержки сигнала одним из блоков 9 или 10 регулируемой задержки, находят величину временного интервала, при котором,вольтметрпокажет максимальное значение, т.е. интервал времени, в течениекоторого волна вибрации губы манжеты перемещается от одного зондирующего электрода - . к другому. По расстоянию между зондирующими электродами 5 и б и величине вре менного интервала, т,е. времени прохождения между ними волны вибрации, рассчи. тывают скорость перемещения последней.Направление перемещения волны вибрации определяют изменением временнойзадержки блока 9.при нулевой задержкеблока 10, а затем - временной задержки блока 10 прн нулевой. задержке блока9 по меньшему значению временного интервала, так как при этом волна вибра"ции перемещается от зондирующего электрода, подключенного к блоку и вольтметру, показавшему меньшее значение вре-,менного интервала, к другому электроду по малой дуге,Точки расположения экстремальных 3( значений амплитуды вибрации губи манжеты определяют по месту расположения зондирующих электродов 5 или б, в котором соответствующие вольтметры.Ч, или Ч при медленном проворачивании корпуса 1 вокруг его продольной оси относительновращающегося при этом вала 2 имеют экстремальные значения.Внедрение Изобретения позволит установить механизм трения и износа ман" 40 жеты и вала, а разработка на этой.основе меропрнятий по снижению износа валов автомобильных агрегатов тОлько в автомобильной промышленности (при снижении затрат на их восстановление и ремонт даже на 1) даст экономию денежных средств в сумме 437 руб. егод на каждые 1000 автомобилей.Формула изобретенияУстройство для исследования манжет"ных уплотнений, состоящее из снабженного щеточным контактом вала и корпуса,в полости которого установлена иссле"дуемая манжета, о т л и ч а ю щ е е"с я тем, что, с целью определения иап"равления и скорости перемещения волнывибрации губы манжеты, а также точекрасположения экстремальных значенийамплитуды последней, в устройство введена система контроля, состоящая изблоков задержки и усиления сигналов,двух вольтметров с блоком перемножения, к выходу которого через интегратор подключен третий вольтметр, в полость корпуса залит жидкий проводник,а в тело губы манжеты вмонтированыдва зондирующих электрода, подсоеди"ненных к системе контроля.,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССРР 277322, кл, О 01 13/00, 1970,2. Авторское свидетельство СССРР 348052, кл. 6 01 3/56, 1969.3, Авторское свидетельство СССРР 257109, кл, С 01 3/02, 1969.4. Патент США Р 3488682, кл. 73-88,1970.5, Патент США Р 3543407, кл. 73-88,19 70,б, Патент США, Р 3076656, кл. 277-16,1965,7. Патент ФРГ Р 1193324, кл. 47-25,1965.8, Симонс Д. и Дега Р. Испытанияуплотнений с целью установления основных критериев, уменьшающих течь смаз"ки, Экспрессинформация ВИНИТИ, СерияАвтомобилестроение и автотранспортреф. 381-385, Р 37, 1960,573648 фоманфанта ставителв хред з бенникова актор рректор М. двмч 740/29ЦИНИПИ филиал ППП фПатентф, г. Уигород, ул. Проектная, 4 Тираа 1154 Государственного комитета но делам изобретений 3035, Москва, Ж; РаушвнПодпннСовета Минкстров СССРи открмтийя наб.р д. 4/5