[发明专利]橡塑密封摩擦能耗与在线智能检测模拟系统

说明书

本发明公开了一种橡塑密封摩擦能耗与在线智能检测模拟系统，包括悬垂管子组件、透明管段、电液垂向注入组件、双绞挠性空心轴、电磁激振组件、图像采集组件、红外摄像组件、光学支撑平台和型材框架；悬垂管子组件安装于型材框架内，悬垂管子组件的外周面设有光纤传感网；透明管段与悬垂管子组件的下端通过卡扣连接，悬垂管子组件内壁和透明管段内壁敷设污垢介质；电液垂向注入组件安装于型材框架内顶部，电液垂向注入组件夹着双绞挠性空心轴的顶端。本发明可用于模拟机器人现场服役黑箱环境下“密封碗‑管内壁‑介质材料”三者组成的复杂密封摩擦系统动态试验装置。

技术领域

本发明涉及模拟了现场服役黑箱环境下的检测技术，尤其是一种橡塑密封摩擦能耗与在线智能检测模拟系统。

背景技术

全世界约30％的一次能源消耗于摩擦，约50％以上设备系统恶性事故都是起因于润滑失效与密封故障，因此摩擦能耗与绿色节能研究是全球工业装备、能源设施、交通航运业高度关注的焦点之一。在能源、运输、石化、深海装备、国防等国民经济中占据重要地位的行业中，针对橡塑密封、高端液压件或精密轴承等核心基础件，摩擦能耗动态研究尚处于初步探索阶段，其本质与机理尚不清楚，并与摩擦过程瞬变信号的在线智能检测密切相关。所以，针对摩擦能耗理论、摩擦学系统设计方法、机械表面界面科学等基础研究，不断提升智能装备工作效率、延长服役寿命、减少事故发生，将为解决社会发展面临的能源短缺、资源枯竭、环境污染和健康问题提供有效方案。

智能装备在流体密封压差驱动的稳定、安全、可靠服役过程，例如复杂结构活塞密封服役、特殊介质活塞密封、苛刻环境海洋悬链式系泊立管与深海立管系统等智能作业机器人领域。从摩擦学角度看，这属于“密封碗-管内壁-流体介质”三者组成的苛刻密封摩擦系统，密封摩擦界面也不是稳态行为，从运动方式可近似为非稳态的滑动密封副；现有的往复式摩擦试验仪器，例如市场上的MFT-R4000往复摩擦磨损试验仪，又如市场上的14FW往复摩擦试验机、HSR-2M型往复/环块摩擦磨损试验机，均属于微小载荷的磨耗测量试验机，不能满足黑箱环境下智能装备密封摩擦测试需求。另外，商业市场常见的密封件台架试验机(如唇封台架、旋转油封台架、核级石墨密封垫片台架)不能实现密封摩擦实时原位检测与非稳态行为。

虽然，申请号CN201110433260.4(公开号CN102519867A)的“一种直动式软摩擦试验装置”主要模拟管道内清管作业时弹性体擦除残余水的问题，进行所述的清管器清水和清管球擦除残余水等软摩擦试验，可以实时获取接触区的弹性材料表面形变图像和残存液体的分布图像，提高清管作业时弹性体擦除残余水的效率；申请号CN201210322227.9(公开号CN102866075A)的“软摩擦模拟试验装置”主要围绕模拟了铺管船用张紧器管道铺设过程中的现场实际情况，以进行张紧器与管道之间的橡胶摩擦试验；此外，申请号201210195042.6(公开号CN102706879A)的“一种用于唇形密封件的唇部表面质量检测系统”公开了智能检测橡塑密封件表面的检测系统；申请号201310334316.X(公开号CN103411761A)的“一种用于研究唇封寿命的测试实验台”公开了旋转过程中密封件保压性能、寿命特征的实验台。但是，其均不能实现密封摩擦实时原位检测与非稳态行为。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种橡塑密封摩擦能耗与在线智能检测模拟系统，可用于模拟机器人现场服役黑箱环境下“密封碗-管内壁-介质材料”三者组成的复杂密封摩擦系统动态试验装置。

本发明解决上述技术问题的方案如下：

橡塑密封摩擦能耗与在线智能检测模拟系统，包括悬垂管子组件、透明管段、电液垂向注入组件、双绞挠性空心轴、电磁激振组件、图像采集组件、红外摄像组件、光学支撑平台和型材框架；

所述悬垂管子组件安装于型材框架内，悬垂管子组件的外周面设有光纤传感网；

所述透明管段与悬垂管子组件的下端通过卡扣连接，悬垂管子组件内壁和透明管段内壁敷设污垢介质；