[发明专利]一种橡胶密封件接触应力测试装置和方法

说明书

本发明公开了一种橡胶密封件接触应力测试装置，塑料层粘合在基底层上，密封件安装板与塑料层间隔预设距离，安装板上开设有通孔，标定钉的钉针竖直穿过通孔并在自身重力作用下抵靠在塑料层上方，所述测试装置在不引入复杂的接触应力传感器前提下，以标定钉作为参照物，可以测量密封件接触应力大小与分布情况，结构简单，测试结果不受操作人员主观感受影响；应用上述测试装置的测试方法，以标定钉作为参照物，利用加热使得塑料层发生变形，并通过标定措施建立变形与接触应力关系，进而反求出橡胶密封件接触应力，本测试方法在不改变橡胶密封件接触表面应力分布的前提下，可以更准确的测量接触应力大小与分布，为橡胶密封件密封性设计提供依据。

技术领域

本发明涉及橡胶件测试装置技术领域，尤其涉及一种橡胶密封件接触应力测试装置和方法。

背景技术

橡胶密封件广泛应用于各类机械领域，主要工作原理是利用橡胶材料高弹性的特点，通过施加挤压力使得橡胶与密封端面接触，产生密封效果。密封件接触应力大小与分布直接决定了密封是否有效，但由于接触面通常不可达特点，导致接触应力测量一直是一个难以解决的问题。

目前，适合橡胶密封件接触应力测量方法通常分为两类，一类是接触式测试方法，一类是非接触式测试方法。接触式测试方法是在接触面安装薄膜应力传感器对接触应力进行测量。根据原理分类，常见的薄膜应力传感器有两种，电阻式薄膜应力传感器和显色式薄膜应力传感器。其中电阻式薄膜应力传感器是将电阻丝网贴合在两层塑料薄膜之间，当有接触应力施压时，电阻值改变。通过相应的系统可以测量电阻值变化，进而求得接触应力的大小。但电阻式薄膜传感器受制于生产工艺，每一个测点大小至少为0.5×0.5mm的矩形方块，且测点间距也超过0.5mm，无法精确地测量橡塑密封面应力分布情况。除了电阻式薄膜传感器，市场上还有开发显色式薄膜传感器，其原理是将显色胶囊置于两层聚乙烯薄膜中，当受到密封面挤压，接触应力达到一定大小时，薄膜破裂，显示接触区域。该方法能够较为准确的测量接触面积，但通过颜色深浅判定接触应力的大小误差较大，容易受环境、操作人员主观感受影响。

测量接触应力的另一种是通过超声方法，即通过发射超声波到接触界面，利用接触界面超声反射强度来测量接触面积与接触应力。该方法为非接触测量，具有不破坏接触面复杂特性的优点，但测试精度非常粗糙，目前还无法很好得应用于工程实践中。

发明内容

为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种橡胶密封件接触应力测试装置和方法。

本发明提出的一种橡胶密封件接触应力测试装置，包括基底层、塑料层、至少一个橡胶密封件、密封件安装板和至少一个标定钉；塑料层粘合在基底层上，密封件安装板与塑料层间隔预设距离，安装板上开设有通孔，至少一个标定钉的钉针竖直穿过通孔并在自身重力作用下抵靠在塑料层上方。

优选地，基底层由热固性材料制成。

优选地，基底层由金属材料制成。

优选地，塑料层由热塑性材料制成。

优选地，塑料层厚度大于1mm。

优选地，包括多个标定钉，多个标定钉的钉针截面形状和尺寸相同。

优选地，包括多个标定钉，多个标定钉重量递增。

本发明中，所提出的橡胶密封件接触应力测试装置，在不引入复杂的接触应力传感器前提下，以标定钉作为参照物，可以测量密封件接触应力大小与分布情况，结构简单，不受操作人员主观感受影响，结果精准。

一种应用上述橡胶密封件接触应力测试装置的橡胶密封件接触应力测试方法，其特征在于，包括下列步骤：

S1、将橡胶密封件定位在密封件安装板和塑料层之间且橡胶密封件两侧分别抵靠在密封件安装板和塑料层上；

S2、将所述橡胶密封件接触应力测试装置放置在温度为塑料层熔点温度的环境中，维持1小时；