基于LabVIEW的O形圈性能試驗(yàn)裝置研制.pdf

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1、HydraulicsPneumatics&Seals／No．01．2014基于LabVIEW的O形圈性能試驗(yàn)裝置研制楊森，涂橋安，於秋萍，孫見君，王培龍TheDesignofO——ringPerformanceTestingDeviceBasedO13LabVIEWYANGSen．Qiao-an,YuQiu-ping,SUNJian-jun,WANGPei—long(南京林業(yè)大學(xué)機(jī)械電子工程學(xué)院，江蘇南京210037)摘要：針對(duì)目前0形圈性能試驗(yàn)裝置測(cè)試的單一性，難能在同一裝置中完成0形圈的多項(xiàng)性能測(cè)試，該文的試驗(yàn)裝置可以實(shí)現(xiàn)

2、0形圈的摩擦性能、應(yīng)力松弛性能以及密封性能的多性能分析，同時(shí)采用差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)精確控制壓柱的位移和上下移動(dòng)速度，使得載荷加載更加平穩(wěn)。利用LabVIEW軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)控制以及試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集．并根據(jù)采集結(jié)果對(duì)0形圈的泄漏特性進(jìn)行了分析。試驗(yàn)結(jié)果表明。所設(shè)計(jì)的裝置結(jié)構(gòu)完善，控制系統(tǒng)準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性和動(dòng)態(tài)性能較好，為今后對(duì)其他軸徑、不同工況下0形圈性能研究提供良好的借鑒。關(guān)鍵詞：機(jī)械密封；0形密封圈；試驗(yàn)裝置；LabVIEW；載荷分析中圖分類號(hào)：TH137文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1008—0813(2014)01一O067—040引言

3、0形圈多性能分析本文則針對(duì)機(jī)械密封用0形圈進(jìn)行性能研究。特別是靜環(huán)用0形圈，其為四面受壓，研機(jī)器設(shè)備密封性能的好壞．是衡量設(shè)備質(zhì)量的重制了一臺(tái)0形圈性能試驗(yàn)裝置．同時(shí)結(jié)合ANSYS有限要指標(biāo)之一。而機(jī)械密封的失效，又多由橡膠0形圈引元軟件對(duì)O形圈的摩擦性能、應(yīng)力松弛及泄漏特性同起[11。近年來隨著材料技術(shù)的發(fā)展．彈性體材料如PU、時(shí)進(jìn)行了深入分析。FE、UHMWPE嘲等制成的0形圈可以實(shí)現(xiàn)在苛刻的環(huán)境和更高壓力的密封．但是由于0形密封圈本身的1試驗(yàn)裝置特性，在長時(shí)間工作下，0形圈會(huì)發(fā)生應(yīng)力松弛現(xiàn)象，0形圈性能測(cè)試裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以

4、靜環(huán)與靜環(huán)座的使得其壓縮載荷隨時(shí)間的增長而變?。罱K導(dǎo)致密封密封結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)．該裝置主要組成如圖1所示。被測(cè)O失效。危害環(huán)境，甚至造成人員的傷亡?！疤魬?zhàn)者”號(hào)失形圈在不進(jìn)行軸向加載時(shí)，通過改變壓柱及端蓋的尺寸，事的主要原因是左側(cè)火箭助推器連接處0形圈失效引可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同壓縮率的0形圈進(jìn)行試驗(yàn)，可模擬常用溝起的泄漏[31。因此．有必要對(duì)O形圈的密封性能進(jìn)行試槽0形圈密封：利用心軸進(jìn)行軸向加載實(shí)現(xiàn)被測(cè)0形圈驗(yàn)研究。國內(nèi)外許多專家學(xué)者對(duì)0形圈的密封、摩擦、四面受壓(見圖2)，模擬靜環(huán)與靜環(huán)座0形圈密封。老化、應(yīng)力松弛等性能進(jìn)行了深人研究

5、，并設(shè)計(jì)制造了1．1總體結(jié)構(gòu)特征0形圈性能試驗(yàn)裝置Ralph則從O形圈在長期壓縮下本裝置試驗(yàn)部分參照機(jī)械密封腔體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：將0發(fā)生永久變形的角度對(duì)0形圈的密封壽命進(jìn)行了試驗(yàn)形圈I、Ⅱ、Ⅲ安裝于端蓋和端蓋座內(nèi)，通過螺栓進(jìn)行研究：王廣振[41等人通過載荷衰減試驗(yàn)設(shè)備對(duì)不同硅橡連接以保證裝置的緊密性：然后將被測(cè)O形圈安裝于膠材料0形圈的載荷衰減規(guī)律進(jìn)行試驗(yàn)研究：李雙喜[51壓柱與端蓋座之間，形成密封腔(見圖2)。介質(zhì)通過左等設(shè)計(jì)了一套用于測(cè)定機(jī)械密封補(bǔ)償機(jī)構(gòu)中輔助0形端介質(zhì)人口進(jìn)人，0形圈I、Ⅱ、Ⅲ由于自密封效果，所圈摩擦力的測(cè)試系

6、統(tǒng)．實(shí)現(xiàn)了0形圈在密封腔中的往受的介質(zhì)壓力越大。其密封越好。通過對(duì)被測(cè)0形圈施復(fù)運(yùn)動(dòng)。并獲得了水潤滑下橡膠0形圈的摩擦力：吳瓊加不同的軸向載荷來觀察被測(cè)0形圈的衰減變化規(guī)律[61等設(shè)計(jì)往復(fù)密封標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)臺(tái)．對(duì)不同工況的0形圈摩以及泄漏特性．同時(shí)通過泄漏口收集泄漏介質(zhì)。心軸、S擦性能進(jìn)行研究上述這些試驗(yàn)裝置主要對(duì)常見雙面型拉力傳感器、連接頭、螺母I、螺旋拉桿、螺母Ⅱ、傳受壓密封0形圈進(jìn)行密封或摩擦性能研究．未能實(shí)現(xiàn)動(dòng)套以及步進(jìn)電機(jī)構(gòu)成了心軸的軸向位移調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金(51375245)(見圖1)：步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)心軸

7、以動(dòng)、靜環(huán)磨損速度向下收稿日期：2013—08—13移動(dòng)．以此來給被測(cè)0形圈施加軸向力，并通過拉力傳作者簡介：楊森(1987一)，男，江蘇徐州人，碩士研究生，主要從事機(jī)械密封技術(shù)研究。感器實(shí)時(shí)讀取載荷的變化。67液壓氣動(dòng)與密封／2014年第01期z、挺匠簿瑚㈣咖渤㈣枷湖湖圖9測(cè)控系統(tǒng)程序框圖更換不同尺寸的壓柱及端蓋座即可實(shí)現(xiàn)不同直徑及壓(2)采用端蓋、端蓋座、壓柱以及0形圈構(gòu)成的密縮率的O形圈性能研究封腔，拆裝容易，便于被測(cè)0形圈的更換，且更換不同對(duì)所采集的軸向載荷數(shù)據(jù)進(jìn)行整理．可得到不同尺寸的壓柱及端蓋座可進(jìn)行多直徑、不同壓

8、縮率的0初始載荷壓力值下O形圈軸向載荷隨時(shí)間的衰減變化形圈測(cè)試：規(guī)律．如圖10所示。(3)編程的LabVIEW測(cè)控系統(tǒng)操作簡單、界面清由圖可知：在一定軸向載荷作用下。O形圈的軸向晰，加載信息準(zhǔn)確，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化操作；載荷隨時(shí)間的推移逐漸減?。页跏驾d荷越大．前10h(41四面受