УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНТАКТНОГО ДАВЛЕНИЯ ЭЛАСТИЧНЫХ УПЛОТНЕНИЙ
MEASURING DEVICE OF CONTACT PRESSURE OF ELASTIC SEALS

Изобретение относится к испытательной технике для определения механических характеристик материалов, а именно к устройствам для измерения контактного давления эластичных уплотнений.
В новых разработках постоянно появляются уплотнительные материалы, имеющие характеристики, отличающиеся от характеристик существующих уплотнений. В связи с этим возникает потребность в исследовании влияния сил трения эластичных уплотнений на работу изделий. Для этого необходимо определить контактное давление, создаваемое эластичным уплотнением в рабочих условиях нагрузки внешним давлением.
Известно устройство для определения поля контактного давления эластичных уплотнений с помощью щели (Проблемы современной уплотнительной техники» Сборник докладов на Второй международной конференции в Клепфилде, Англия, 1964 г. - М: Мир, 1967, - c.172), состоящее из резервуара, находящегося под давлением, корпуса с расточкой под испытываемое уплотнительное кольцо, подвижного в осевом направлении штока с щелевой прорезью и каналом для подвода компенсирующего давления.
Недостатком этого устройства является зависимость размера щели от силовой нагрузки на кольцо, односторонность нагрузки, необходимость симметрии в расположении щели относительно расточки под испытываемое уплотнительное кольцо и нагрузки кольца давлением по диаметру.
Известно также устройство для определения поля контактного давления эластичных уплотнений с помощью двух рядом расположенных отверстий (а.с. №316948, G01L 1/02) по величине подводимого в зону контакта компенсирующего давления и отводящим каналом, подвижным в осевом направлении, и фланца с расточкой для установки исследуемого уплотнения (прототип).
Недостатком этого устройства является сложность и нетехнологичность изготовления двух рядом расположенных отверстий малого диаметра в толстостенных цилиндрах и возможность выхода контролируемой утечки газа помимо индикаторного устройства.
Цель настоящего изобретения - повышение точности измерения контактного давления эластичных уплотнений.
Для этого в предлагаемом устройстве для измерения контактного давления эластичного уплотнения канал подвода контрольного давления газа выполнен в виде капилляра, проходящего с зазором в отверстии корпуса до контакта с рабочей поверхностью эластичного уплотнения. Капилляр герметично закреплен во фланце, образующем с корпусом камеру сбора контрольного газа и ограничивающем выход капилляра заподлицо с поверхностью корпуса. Контрольное давление газа, поднимаемого до уровня разгерметизации торца капилляра, будет равно контактному давлению эластичного уплотнения на стенку корпуса.
Схема устройства для измерения контактного давления эластичных уплотнений представлена на чертеже.
Устройство состоит из корпуса 1 с каналами 2 и 3 для подачи рабочего давления в полости 4 и 5 и нагрузки исследуемого эластичного уплотнения 6 рабочим давлением с двух сторон, штока 7 с расточкой для установки исследуемого эластичного уплотнения 6, фланца 8 с герметично закрепленным в нем капилляром 9, который проходит с зазором в отверстии 10 корпуса 1 до контакта с поверхностью эластичного уплотнения 6, и выход капилляра 9 выполнен заподлицо с поверхностью корпуса, вентиля 11, служащего для подвода давления Рк по каналу 12 в полость 13, и канала 14 для отвода контрольного газа в сосуд с жидкостью 15, контрольного манометра 16, винта 17 для перемещения штока и индикатора перемещения 18.
Устройство работает следующим образом.
Шток 7 с размещенным на нем в расточке исследуемым эластичным уплотнением 6 помещают в корпус 1 так, чтобы исследуемая точка поверхности эластичного уплотнителя 6 совмещалась с торцом капилляра 9. Перемещение штока 6 относительно корпуса 1 осуществляется с помощью винта 17. Положение капилляра относительно эластичного уплотнителя 6 определяется по индикатору 18. Исследуемое эластичное уплотнение 6 нагружается рабочими давлениями Р1 и Р2, подводимыми через каналы 2 и 3 к полостям 4 и 5, через которые исследуемый эластичный уплотнитель 6 нагружается рабочим давлением с двух сторон. При открытии вентиля 11 в канале 12 и капилляре 9, установленном во фланце 8, создается давление Рк. При повышении давления Рк происходит локальное отжатие уплотняющей кромки эластичного уплотнителя 6 от торца капилляра 9 и ее разгерметизация. При этом контрольный газ из капилляра 9 через зазор между капилляром 9 и стенкой отверстия 10 попадает в полость 13 и далее по каналу 14 в сосуд с жидкостью 15, служащий индикатором герметичности эластичного уплотнения. Уровень давления Рк, зафиксированный по манометру 16 в момент появления пузырей газа в индикаторе герметичности 15, является контактным давлением эластичного уплотнения в точке соприкосновения капилляра. Перемещая шток 7 вдоль оси корпуса 1, последовательно определяются значения контактного давления на поверхности эластичного уплотнителя. По результатам полученных значений давлений Рк в различных точках поверхности уплотнителя строится эпюра контактного давления эластичного уплотнителя при определенных рабочих давлениях и определяется поле контактного давления.
Это устройство позволяет повысить точность определения поля контактного давления эластичного уплотнителя, которое необходимо в расчетах сил трения на подвижных частях пневмоарматуры при определении динамики работы агрегатов пневмоавтоматики, таких как регуляторы давления, предохранительные клапаны, электропневмоклапаны.