Устройство для измерения контактного давления в уплотнении

и 945684 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советск наСоциапистическивРеспублик Дополнительно(22)Заявлено 06,О 0 присоединением эаяв23) Приоритет Опубликовано 23. Дата опубликова дафютееюВЙ ааи Сь.ь. Раа двааве амбретен а етерытаЯ 7.82. Бел ия описани ень2,Белов, С.В.Жи Б.В,Ратнер механически енинградский ордена Красного Знаминститут 1) Заивител) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНТАКТНОГ ДАВЛЕНИЯ В УПЛОТНЕНИИИзобретение относится к испытательной технике, а именно к устроствам для измерения контактногодавления в уплотнениях. Известны устройства для измерения контактного давления в эластичных уплотнениях, основанные на методе противодавления, т.е. на измерении давления газа, подаваемого в область контакта уплотнителя с поверх" ностью штока, в момент появления (или прекращения) утечки газа через . отжатый этим давлением от поверхности штока уплотнитель. Эти устройства включают в себя шток с полостью, предназначенной для подвода противо- давления через кольцевую щель в зону контакта, в которой производится замер контактного давления, цилиндр с испытуемым уплотнением, пневмосистему подачи противодавления, индикаторы расхода, реверсивный привод и измерительный комплекс 1 1. В.П,Мухин, А.В.Поваженко, -- -,.Хачатрян Недостатком этих устройств является получение в результате замераискаженного значения контактного давления из-за влияния сжимаемости газа, а также его проникновение по контактной поверхности через микрозазоры, образованные телом уплотнителяи штоком. Кроме того, на получаемоев результате эксперимента значениеконтактного давления накладываютсяпогрешности, связанные с настройкойэлементов пневмосистемы,Наиболее близок к предлагаемомуустройству по технической сущностиявляется установка для измеренияконтактного давления в эластичныхуплотнениях без действия рабочегодавления как в условиях статики, таки при возвратно-поступательном дви 2 о жении, в которой о величине контакт"ного давления судят по величине подводимого в зону. контакта противодав"ления, отжимающего уплотнение от штока в момент отсечки давления перед3 945684 ак ол ь це вой щел ью от пн ев мос ист емы .Установка содержит цилиндр с расточкой для установки исследуемого уплотнения, шток с полостью и кольцевойщелью для подвода противодавления взону контакта, подвижный в осевом направлении, пневмосистему подачи противодавления, реверсивный привод,систему электроавтоматики и измерительный комплекс 23.10Данная установка не позволяет производить замеры контактного давленияс достаточной точностью ввиду утечкигаза по контактной поверхности через микрозазоры, образованные телом 15уплотнителя и штоком, а также ввидувлияния погрешностей, вносимых настройкой элементов пневмосистемы иих недостаточной чувствительностью,Кроме того, если истинная эпюра контактного давления будет иметь "седлооЬразный" вид,то при нахождениикольцевой щели в зоне "седла" давление в кольцевой щели, необходимоедля отжатия уплотнителя от штока,Ьудет равно давлению на краю эпюры,что не соответствует ее действительному значению. Следовательно, дляэтого случая мы получим на регистрирующем устройстве этой установкисглаженную эпюру.Целью изобретения является повышение точности,Эта цель достигается тем, чтоустройство для измерения контактноЗ 5го давления в уплотнении снабженоэлектромагнитом с регулятором напряжения и полюсными наконечниками,расположенными соосно радиальным отверстиям штока, полость которого зааополнена ферромагнитной жидкостью, ав самом штоке установлены датчикиутечки ферромагнитной жидкости,связанные через регулятор напряженияс электромагнитом,45 На фиг. 1 изображена схема устройства для измерения контактного давления;на фиг. 2 - датчик утечек,продольный разрез,Устройство для измерения контактного давления в уплотнении имеет шток1 с полостью А в виде осевого отверстия с радиальными отверстиями В,выполненными в" стенках штока и расположенными в одной поперечной плоскости, уплотнительный узел 2 с исследуемым уплотнителем 3, ПолостьА и радиальные отверстия В заполнены ферромагнитной жидкостью, котораяпредставляет. собой коллоидный раствор закиси-окиси железа. На одном конце штока, в выходе осевого отверстияА в атмосферу, установлена изогнутая трубка, которая предотвращаетвыливание ферромагнитной жидкостииз полости А, Нток 1 и корпус уплотнительного узла 2 выполнены из немагнитного материала, например латуни, В радиальные отверстия В ввинчены корпуса датчиков 4 утечек, имеющих сквозные отверстия, соосные срадиальными отверстиями В штока. Датчики утечек, их торцы, отшлифованы всборке со штоком, с целью получениягладкой цилиндрической поверхности.Датчик утечки имеет глухую кольцевуюполость С, по стенкам которой находятся цилиндрические обкладки 5 конденсатора, изолированные от корпуса.Датчик 4 соединен с блоком снятиясигналов с датчиков 6 утечек. Наштоке 1 жестко закреплена рама 7 с.электромагнитами 8, причем закреплена таким образом, что оси полюсныхнаконечников электромагнитов 8 соосны осям радиальных отверстий В штока,Рама 7 электромагнитов выполненаиз латуни, а сердечники и полюсные1наконечники электромагнитов 8 - изжелеза, Электромагниты 8 соединеныс автоматическим регулятором 9 на-пряжения, который, в свою очередь,соединен с блоком снятия сигналовс датчиков 6 утечек и катодным осциллографом 10. Шток 1 соединен среверсивным приводом 11 возвратнопоступательного движения, которыйподключен к программному механизму 12,Устройство работает следуоцим образом,При перемещении штока 1 с точнозаданной скоростью под действиемреверсивного привода 11, подчиняющегося программному механизму 12,в момент, когда сквозные отверстияФдатчиков утечек 4 перекроется уплотнителем 3, включается автоматический регулятор 9 напряжения, которыйначинает подавать на электромагниты8 пилообразное напряжение большойчастоты с нарастающей амплитудой.В соответствии с изменяющимся напряжением на электромагнитах 8 меняется и давление ферромагнитной жид"кости, стремящейся притянуться к полюсным наконечникам электромагни945684 формула изобретения 15 Устройство для измерения контактного давления в уплотнении, содержащее шток с полостью и сквозными радиальными отверстиями, размещеннымив области уплотнительного узла, иреверсивный привод .штока, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности, оно снабженоэлектромагнитом с регулятором напряжения и полюсными наконечниками,расположенными соосно радиальнымотверстиям штока, полость которогозаполнена Ферромагнитной жидкостью,а в самом штоке установлены датчикиутечки ферромагнитной жидкости,связанные через регулятор напряженияс электромагнитом,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Саламандра Г.С, Стенд для исследования уплотнений к деталям механизмов с возвратно-поступательнымдвижением. Труды МИХН, вып.вМ 36,М., 1970.ю2. Ратнер Б.В, и др. Метод измерения контактных давлений в резиновых уплотнениях при возвратно-поступательном движении, Сб, "Производство шин, резинотехнических иасбестотехницеских изделий", 1971,М 9, с. 30 (прототип). 5тов. Как только амплитуда напряжения превысит значение, необходимое для создания в сквозных отверстиях .датчика 4 утечек, перекрытых уплотнителем 3, давления ферромагнитной жидкости, превосходящего контактное в данной зоне контакта, происходит отжатие уплотнителя 3 от контактной поверхности. При последующем резком уменьшении напряжения уплотнитель 3 вновь соприкасается с контактной поверхностью и заталкивает часть ферромагнитной жидкости в кольцевую полость С датчика 4 утечек, в результате чего скачкообразно изменяется емкость конденсатора. Это изменение емкости регистрируется блоком снятия сигналов с датчиков 6 утечек, который вырабатывает сигнал, поступающий на автоматический регулятор 9 напряжения, который сразу же уменьшает амплитуду напряжения, подаваемого на электромагниты 8. Затем снова происходит постепенное нарастание амплитуды. Величина поступающего на электромагниты 8 напряжения фиксируется катодным осциллограФом 10 на фотографической ленте, которая затем обрабатывается с целью получения по кривым изменения напряжения на электромагнитах значений контактного давления и построения эпюры, Подача напряжения на электромагниты 8 прекращается при подходе сквозных отверстий датчиков 4 утечек к краю контактной поверхности.ИзобретениЬ позволяет ускорить проведение эксперимента, а также повысить его точность, так как использование в качестве рабочего тела ферромагнитной жидкости позволяет очень быстро менять ее давление в зоне контакта при помощи изменения величины напряженности магнитного поля, зависящей от напряжения на электромагнитах, что в совокупности с применением в качестве датчика утечек конденсатора, расположенного в непосредственной близости от радиальных отверстий, позволяет более точно ловитьмомент отжатия уплотнителя от контактной поверхности. Все это, вместе взятое, дает возможность получать более точное значение контактногодавления в различных зонах контакта о за один ход штока, т.е. повысить эффективность устройства..Лазар торВ,Бутяга ор Заказ 5317 илиал ППП Патент , г. Ужгород, ул. Проектная,Тираж ВНИИПИ Государст по делам изобр 113035, Москва, 7 Подпенного комитета СССРтений и открытий