[发明专利]一种密封圈杨氏模量半物理检测装置和方法

说明书

本发明公开了一种密封圈杨氏模量半物理检测装置和方法。密封圈置于对心机构上，对心机构底部安装有测力组件，加载机构连接到对心机构和测力组件，加载机构运行带动测力组件而带动对心机构工作，通过对心机构使得密封圈和力传感器同轴布置；加载机构运行施加轴向加载力到对心机构的密封圈上，通过加载机构中的位移传感器和力传感器获得密封圈轴向被压缩所受位移和力；根据压缩位移和力的数据进行处理获得密封圈的材料特性参数。本发明解决了密封圈成品材料参数难以检测的技术难题，根据现有密封圈直接估算其杨氏模量，避开了材料样件的制作过程，可方便非专业厂商的人员对密封圈进行研究工作。

技术领域

本发明属于密封圈材料检测领域，具体涉及了一种密封圈杨氏模量半物理检测装置和方法。

背景技术

近年来随着我国飞机项目的兴起，相关的配套研究实验工作也已经陆续开始展开，液压作动器作为飞机上的主要执行器，其动密封圈的性能对于作动器以及系统的安全性、可靠性、维护性和寿命具有重要影响。除材料影响密封圈之外，密封圈的结构对于密封特性影响也十分显著，目前对于密封圈宏观结构的研究工作一般结合有限元技术配合以相应的数值建模方法，以获得密封圈接触压力和内部应力等特征信息。

针对现役及未来先进飞机液压系统的“高可靠、长寿命、准预测”的目标，必须展开流体往复动密封的机理研究，而密封性能同密封圈材料参数如杨氏模量或者橡胶的MooneyRivlin系数(由于密封材料(如橡胶)的非线性，其杨氏模量随压缩量变化而改变，故应得到压缩量—杨氏模量曲线)，而现有的密封材料参数的检测方法通常采用制作标准件进行检测，因各大密封厂商的配方保密，制作标准件的方法不现实，尤其对于大专院校对于密封圈的研究，密封圈的杨氏模量的获知是下步进行相关宏观仿真和微观研究的必要条件，但其一般通过采购密封圈进行研究，制作相关材料标准件难以实施。如果根据现有密封圈直接估算其杨氏模量，避开了材料样件的制作过程，可方便非专业厂商的人员对密封圈进行研究工作，加快新型密封圈的研究工作，对于密封圈逆向仿真研究也有一定的积极效果。

由于密封圈是特殊的环形形状，现有技术中缺少对密封圈的杨氏模量进行合理检测的方式，通常都是在密封圈制造完成前将其制成柱状、片状结构，直接测量柱状、片状结构的杨氏模量作为密封圈的杨氏模量，这种方式由于改变了密封圈应有的形状结构而缺少准确性。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提出了一种密封圈杨氏模量半物理检测装置和方法，可在不破坏密封圈结构尺寸，不需要制作材料标准件的基础上检测密封圈的杨氏模量，结构简单，满足后续仿真研究的要求。

本发明采用的技术方案是：

一、一种密封圈杨氏模量半物理检测装置：

装置包括对心机构、测力组件和包含有位移传感器和力传感器的加载机构，被检测的密封圈置于对心机构上，对心机构底部安装有测力组件，加载机构分别连接到对心机构和测力组件，加载机构运行带动测力组件进而带动对心机构工作，测力组件用于防止加载机构施加到对心机构的旋转扭力过大，通过对心机构使得密封圈和力传感器同轴布置；加载机构运行施加轴向加载力到对心机构的密封圈上，通过加载机构中的位移传感器和力传感器获得密封圈轴向被压缩所受位移和力。

所述的对心机构包括卡盘体、底板和活动卡爪，底板上安装有卡盘体和布置在卡盘体三条轨道上的三个活动卡爪，卡盘体固定不动，底板旋转带动活动卡爪沿径向移动，活动卡爪外侧边缘通过阻尼铰链铰接有用于连接阻挡到密封圈外侧的挡柱；

所述的加载机构包括AC电机、双联齿轮、滑移齿轮、第一定齿轮、滚珠丝杠、丝杠螺母、上板、上压板、位移传感器和力传感器，AC电机输出轴与双联齿轮同轴连接。

双联齿轮一端的齿轮经处于下位的滑移齿轮与第二定齿轮啮合连接，第二定齿轮和第一带轮同轴固定连接，第一带轮和第二带轮带传动连接，第二带轮与测力组件一端同轴连接，测力组件另一端与所述自动对心机构的底板同轴连接。