[发明专利]一种用于研究唇封寿命的测试实验台

说明书

技术领域

本发明属于机械密封技术领域，特别涉及一种用于研究唇封寿命的测试实验台。

背景技术

密封是现代机械工程重要的使能技术。密封泄漏，不仅会大大增加系统维修成本、污染环境，还会导致如美国挑战者号航天飞机发射爆炸等致命灾害；密封件的老化和磨损等失效形式，在加剧密封性能衰减的同时，也造成了很大的能源浪费。据石化领域统计，60％的非计划停车是由密封故障造成的，密封事故高发率造成了巨大的经济损失，也严重制约了所服务机械系统设计寿命的实现。

旋转轴唇形密封（简称唇封）因其结构简单、紧凑，性能可靠，能够实现一定意义上的“零泄漏”，并且有广泛的适应性，而成为最常用以及最重要的密封件之一。关于唇封的研究开始于二战前后，系统的复杂性使得目前的基础研究主要集中于密封系统的稳态分析。但是随着密封应用领域运行环境的复杂化和尺寸极端化，密封系统设计不仅在速度、压差、温度、材料等方面面临新的挑战，而且作为机械系统安全设计、维修规划、安全监测的前提和基础，密封失效评价、寿命预测等相关的安全和可靠性问题也引起了前所未有的重视。

国内外对唇封理论的研究已有将近50年的历程，主要是针对处于最初设计状态密封系统进行稳态分析，以泄漏率和摩擦作为评价密封性能的指标，不考虑运行时间带来的密封圈唇部和轴表面的磨损和橡胶材料性能的老化，关于唇形密封性能随运行时间的衰减规律和寿命预测上未见报道。很显然，这不符合工程实际，而且随着大型机械装备等使用环境的复杂化和设计寿命的延长，这一问题更为突出。密封产品的失效规律研究和寿命预测对系统可靠性评价、检修周期设置、寿命控制等来言是一个迫在眉睫的问题。

目前，对唇封寿命的测试还缺乏有效的技术手段，因此对于预测密封的使用寿命还有很多工作未完成。国内外专门用于研究唇封寿命测试的发明专利少之又少，通常是利用台架实验研究不同的参数对密封泄漏率和摩擦力矩等的影响，并不涉及密封寿命的研究。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于研究唇封寿命的测试实验台，能够在模拟实际工况下，评估唇封的寿命；该装置利用两个相同的部件同时对四个密封圈进行实验，便于拆装并且可获得反向泵送率的变化规律，以及利用电流法得到所受的摩擦扭矩的变化规律。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于研究唇封寿命的测试实验台，包括油腔2，油腔2中设置轴向开有透槽13的开槽套筒4，开槽套筒4内部两端安装有第一测试唇封1和第二测试唇封6，第一测试唇封1和第二测试唇封6同向安装于轴套5上，将轴套5密封于开槽套筒4中，轴套5安装于交流电机7的电机轴上。

所述油腔2上下两端开有进出油口与循环油系统连接，可以实现油腔2内润滑油的循环，其中进油口11位于侧下方，出油口10位于侧上方，从而可以保证油腔2内油液的高度。

所述开槽套筒4顶端有快拆螺纹孔12用以实现开槽套筒4在油腔2上的快速拆卸，实验时可以定期拆装密封圈，及时更换润滑油防止油的老化。而且，还可以通过不同的测量仪器测试某一时刻下密封圈的径向力、唇口表面粗糙度、唇口接触宽度等参量的变化规律，为唇封寿命的理论研究提供实验数据。

所述开槽套筒4上开有对称的四个透槽13，实现与油腔2的连通，使得装在套筒4上的第一测试唇封1和第二测试唇封6在工作时处于充满润滑油的状态。

所述油腔2的顶板为透明玻璃盖板3，实验时可以观察油腔内的润滑油情况。

所述交流电机7两端各提供一个输出轴，分别连接在两个轴套5上，同时实现四个唇封的性能测试，由于电机的输出功率等于唇封与轴之间的摩擦扭矩乘以转速，因此可以换算得到四个密封圈所受的总摩擦扭矩，取平均值既是唇封所受的摩擦扭矩。

所述交流电机7接变频器，实现0～6000rpm无极变速。

本发明可选用不同尺寸组合的油腔2、开槽套筒4及轴套5以适应不同内径唇封的测试，唇封的内径范围为50～150mm。

与现有技术相比，本发明成功地实现了密封圈使用寿命的测试；实现了0～6000rpm无极调速，可以得到不同转速下密封圈的使用寿命及变化规律；通过改变轴套，可以实现不同内径密封圈的测试。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图2是图1的左视图。

图3为本发明开槽套筒示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。