[发明专利]一种多功能全工况金属弹性密封圈试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及金属弹性密封圈实验装置技术领域，更具体地，涉及一种多功能全工况金属弹性密封圈试验装置。

背景技术

金属弹性密封圈是目前工业上较为广泛应用的一种静密封装置，航空发动机中通常有数十种金属弹性密封圈用于隔离高温气体。航空发动机上的金属弹性密封环具有环境温度高、内外压差大、无泄漏等特点，同时，由于发动机在工作中不可避免地会产生振动，这样会使金属弹性密封圈的密封性能和使用寿命会受到很大的影响，而金属弹性密封圈密封效果的好坏及寿命对航空发动机安全至关重要。因此，要求金属弹性密封圈不仅要起到密封的作用，还需要具有良好的吸振能力、振动追随性、较好的耐磨损能力及较长使用寿命。为了使金属弹性密封圈能够在高温、高压、振动及强腐蚀介质等恶劣的环境条件下长时间有效工作，金属弹性密封圈必须进行全工况条件下的密封、持久及疲劳等试验。只有这样才能对金属弹性密封圈在航空发动机上使用的可能性、可靠性、耐久性做出正确的判断。

航空发动机金属弹性密封圈的试验验证主要包括三个方面内容，分别是：高温下密封试验、高温状态下持久试验及高温状态下的疲劳试验。由于国内目前没有专门用于金属弹性密封圈试验的试验装置，航空发动机金属密封圈的疲劳试验无法进行，密封、持久试验的试验步骤经过简化，具体装置和方法如下。

现有密封试验工装见图1所示。1为试验件，2为压板，3为底板，4为限位块，5为管接嘴，6为进气口，7为螺钉，8为螺母；试验件1装在压板2与底板3之间，试验件1压缩量由限位块4的高度确定。压缩空气由管接嘴5进入试验件1内腔，测量试验件1泄漏量。

现有持久试验工装见图2所示，1为试验件，2为压板，3为底板，4为限位块，7为螺钉，8为螺母；试验件1装在压板2与底板3之间，试验件1压缩量由限位块4的高度确定。将试验工装放入热处理炉中加热至规定温度，保温若干时间，取出试验件1检测试验件永久变形量。

由于金属弹性密封圈的材料特性与温度有关，而目前金属弹性密封圈密封试验没有模拟金属密封圈的环境温度，按照现有装置测出的金属弹性密封圈的泄漏量与高温工况下金属弹性密封圈存在着较大的差异。

持久试验装置虽然在高温条件下进行，但由于试验装置及试验件在高温条件下存在着变形，无法精确模拟金属弹性密封圈在高温条件下的压缩量，试验结果不能真实反应金属弹性密封圈的实际情况。

故按照现有技术进行金属密封圈的密封、持久试验无法对金属弹性密封圈在航空发动机上使用的可能性、可靠性、耐久性做出正确的判断。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多功能全工况金属弹性密封圈试验装置，以解决现有技术无法对金属弹性密封圈在航空发动机上使用的可能性、可靠性、耐久性做出正确的判断的缺点。

本发明的上述目的通过以下技术方案予以实现：

提供一种多功能全工况金属弹性密封圈试验装置，包括：

ⅰ.试验安装座，具有容纳金属弹性密封圈试验件的腔；

ⅱ.加载装置，提供试验载荷，包括动力及传动系统、力传感器、上压杆和下压杆；所述动力及传动系统将试验载荷传送给上压杆和下压杆，所述上压杆和下压杆从相对两个方向分别与试验安装座相连接并将试验载荷作用于试验安装座中的金属弹性密封圈试验件；所述力传感器一端与上压杆相连接测定试验载荷，另一端与测控装置相连接；

所述上压杆和下压杆连通冷却装置；

ⅲ.压力调节装置，调节试验安装座中内腔和外腔的气体压力差，一端连接压缩气体源，另一端连通试验安装座的腔；所述内腔为弹性密封圈试验件的内部空间，所述外腔为弹性密封圈试验件的外部空间；如果内腔为高压腔，则气体从内腔泄漏到外腔；如果外腔为高压腔，气体从外腔泄漏到内腔；

ⅳ.加热装置，为金属弹性密封圈试验件按试验要求提供高温环境，包括加热源、传感器和连接导线；所述加热源安装于所述试验安装座中，所述传感器通过连接导线分别连接试验安装座内加热源和测控装置；

ⅴ.位移测量装置，测量试验件轴向位移，包括引伸杆和数值式位移测量仪；所述引伸杆设置于试验安装座，并将位移信息传送至数值式位移测量仪；

ⅵ.电气及测控装置，提供电气控制、测量及保护作用。

优选所述动力源为伺服电机，加载装置采用伺服电机作为动力源，伺服电机的扭矩经传动系统后转变为作用于金属弹性密封圈试验件的载荷，试验载荷的大小通过力传感器测得。金属弹性密封圈试验件安装在试验安装座内。

优选地，所述加载装置还包括机架，所述试验安装座置于机架中，所述机架固定连接上压杆和下压杆。