本发明专利技术涉及一种基于气体压力源的滑动摩擦副动态密封性能测试设备，包括：压力加载模块(1)，与压力加载模块(1)连接的装夹机构(3)，夹紧机构(7)，转动台(6)，密封件，压力传感器(11)和压力源(13)。测试方法包括：将由待测配副材料A制成的标准试样固定到装夹机构上；将由待测配副材料B制成的另一标准试样，固定在转动台上；利用压力加载模块将两个标准试样压紧，压紧程度可以通过力传感器的示数进行调整；使转动台按照需要的转速进行旋转；利用压力源，将测试流体充入测试系统的外部管路和内部管路中；使用压力传感器记录滑动摩擦副转动摩擦过程中，气体压力随时间的变化情况，将各个时刻的流量值绘制成曲线图。
A test equipment for dynamic sealing performance of sliding friction pair based on gas pressure source
【技术实现步骤摘要】
一种基于气体压力源的滑动摩擦副动态密封性能测试设备
本专利技术涉及一种滑动摩擦副动态密封性能的测试方法，尤其涉及一种通过测量流体压力响应进行滑动摩擦副的摩擦面之间的流体动态密封性的测试方法。
技术介绍
滑动摩擦副是指一对既直接接触，又产生相对滑动摩擦运动的物体所构成的体系。一般来说，形成良好滑动摩擦副的一对物体需要相互恰当配合，形成协同效应，以实现低摩擦系数、低磨损率、短磨合时间等特性。同时，配对合适、性能良好的滑动摩擦副，大量被用作需要进行相对滑动运动的密封面，比如，气缸的活塞滑环和缸套、转子泵的转子滑块和转子缸壁等。这些摩擦副一方面发挥减磨功能，降低整体机械的摩擦损耗、提高机械效率；另一方面承担动态密封功能，使该配合面在往复或旋转的滑动运动过程中，仍能保持良好的密封性能，使配合面两侧的流体(气体或液体)能够抵抗两侧压差的作用，不发生穿过配合面的泄漏现象。对于滑动摩擦副的研究，一般分为材料体系研究和样机验证两个阶段。在材料体系研究阶段，研究人员一般使用专用的测试设备(如摩擦磨损试验机)对不同的备选摩擦副进行标准试验模式下的摩擦学测试，以测量这些备选摩擦副的摩擦系数、磨损率和磨合时间等性能，从而优选出摩擦学性能比较好的滑动摩擦副。在样机验证阶段，研究人员利用前一阶段选出的较优的滑动摩擦副，制造试验样机。在设备的实际或模拟工况下进行试验，从而验证该滑动摩擦副是否能用在最终的机械产品上。对于滑动摩擦副动态密封性能的测试十分重要，因为其动态密封性能是决定该滑动摩擦副能否运用到相关机械产品的滑动密封面的重要指标。而摩擦副材料的材质、表面质量(一般指表面波纹度和粗糙度)、表面微织构(一般指利用激光等方法在摩擦副表面加工出的微小沟槽)、表面硬度以及过盈配合量等，都会影响摩擦副的动态密封性能。但是，目前尚无合适的测试方法，能够实现滑动摩擦副在材料体系研究阶段的动态密封性能测试，因而对其动态密封性能测试，只能在样机验证阶段才能进行。如果在样机验证阶段发现摩擦副的密封性能达不到要求，就要重新加工其他工艺参数的摩擦副零件，甚至只能更换其他材质的摩擦副。这将造成时间和成本的浪费，因而延长整个设备的研发周期和开发费用。综上所示，开发一种滑动摩擦副动态密封性能的测试方法，在材料体系研究阶段进行摩擦副的密封性能测试，对提升滑动摩擦副研究效率，缩短新产品的开发周期，降低研发费用，具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术提出了一种新的滑动摩擦副动态密封性能的测试方法，只需要将待测的摩擦副加工成标准试样，就可以实现对其动态密封性能的测试。技术方案如下：一种基于气体压力源的滑动摩擦副动态密封性能测试设备，待测的滑动摩擦副包括利用待测配副材料A制成的标准试样和利用待测配副材料B制成的另一标准试样，测试设备包括：压力加载模块1，与压力加载模块1连接的装夹机构3，夹紧机构7，转动台6，密封件，压力传感器和压力源13。其中，压力加载模块，用以带动其装夹机构3运动，从而将待测配副材料A压紧到待测配副材料B上；待测配副材料A与装夹机构3固定连接，实现夹紧；待测配副材料B通过夹紧机构7与转动台6固定连接，使待测配副材料B在转动台6的带动下，实现给定转速的回转运动；在装夹机构内开设有用于连通待测配副材料A与待测配副材料B接触面与外部管路的内部管路15，压力源13为气泵，用以输出压缩空气，通过外部管路、转接机构10、装夹机构3的内部管路15的导流，压缩空气被导入到两个待测配副材料的接触面处；密封件用以实现装夹机构3、待测配副材料A接触面间的密封，使得整个测试系统可能出现测试流体泄漏的地方，仅剩下两个待测配副材料的接触面处；通过压力传感器测量管路中空气的压力，实现对两个待测配副材料形成的滑动摩擦副的密封性的测量。优选地，通过压力加载模块1的力传感器的压力值，控制压紧程度，从而精确调控待测配副材料A、待测配副材料B接触平面的接触压强。装夹机构3通过弹性联轴器2与压力加载模块1连接，以实现两个待测配副材料的平稳接触。本技术可以实现如下有益效果：1、可实现滑动摩擦副动态密封性能的测试；2、测试过程中，待测摩擦副的两种材料只需加工成相当简单的外形，形成标准样件，就可以进行动态密封性能的测试；3、测试过程的数据具有直观、可视、易于评价、测试结果与使用实际工况联系紧密的优点；附图说明图1为本专利技术的测试系统的示意图。图2为图1的细部图。图3为本专利技术待测配副材料A所需加工成的标准试样的平面图纸。图4为本专利技术待测配副材料A所需加工成的标准试样的三维外形示意图。图5为本专利技术的测试结果的一般示意图。图中标号说明：1压力加载模块；2弹性联轴器；3装夹机构；4待测配副材料A；5待测配副材料B；6转动台；7夹紧结构；8定位销；9管路；10转接机构；11压力或流量传感器；12管路；13压力源；14控制系统；15内部管路；16密封圈；17锁紧螺母；18螺纹。具体实施方式1、搭建如附图1所示的测试设备，包括：1.1、将需要测试的滑动摩擦副的一种待测配副材料A加工成结构如附图3和4中所示的标准试样；1.2、使用结构如附图1中部件3所示的装夹机构夹紧上述标准试样，并压紧在需要测试的滑动摩擦副的另一种配副材料B表面。通过压力加载模块确保压紧的压力稳定在恒定值；1.3、使任意一种配副材料以恒定的转速转动，以实现该待测滑动摩擦副的相对运动；1.4、利用稳定的压力源向上述装夹机构的压力输入口通入恒定压力的测试流体；1.5、利用压力传感器或者流量传感器探测装夹机构附近的流体压力或流量。上述的测试设备包括：压力加载模块1，通过弹性联轴器2连接装夹机构3。压力加载模块可以使用液压伺服驱动，也可以使用电机伺服驱动，作用是带动其下端安装的装夹机构3上下运动，从而将待测配副材料A4压紧到待测配副材料B5上，并通过压力加载模块1内部的力传感器的压力值，控制压紧程度，从而精确调控待测配副材料A4、待测配副材料B5接触平面的接触压强。通过弹性联轴器2，实现两个待测配副材料4、5的平稳接触。待测配副材料A4与装夹机构3通过锁紧螺母17拧紧到装夹机构3下端的螺纹18上，实现夹紧，如果测试环境较为恶劣，担心锁紧不可靠，还可以通过定位销8进一步提高装夹机构3、待测配副材料A4连接的可靠性。待测配副材料B5通过夹紧机构7与转动台6连接。该待测配副材料B5可加工成任意形状，只要其可以被固连到转动台上，并且其上表面是一个可以被待测配副材料A4压紧的平面即可。上述夹紧机构可以是三爪或四爪卡盘，也可以采用螺栓压板甚至胶粘的方法，目的是实现待测配副材料B5和转动台6之间的固连，从而使待测配副材料B5在转动台6的带动下，实现给定转速的回转运动。由于待测配副材料A4通过锁紧螺母17固连在装夹机构3上，并在压力加载模块1的作用下，向下运动，压紧待测配副材料B5，这两个待测配副材料4、5的接触面最终可以形成相对的滑本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于气体压力源的滑动摩擦副动态密封性能测试设备，待测的滑动摩擦副包括利用待测配副材料A制成的标准试样和利用待测配副材料B制成的另一标准试样，测试设备包括：压力加载模块(1)，与压力加载模块(1)连接的装夹机构(3)，夹紧机构(7)，转动台(6)，密封件，压力传感器和压力源(13)。其中，/n压力加载模块，用以带动其装夹机构(3)运动，从而将待测配副材料A压紧到待测配副材料B上；/n待测配副材料A与装夹机构(3)固定连接，实现夹紧；/n待测配副材料B通过夹紧机构(7)与转动台(6)固定连接，使待测配副材料B在转动台(6)的带动下，实现给定转速的回转运动；/n在装夹机构内开设有用于连通待测配副材料A与待测配副材料B接触面与外部管路的内部管路(15)，/n压力源(13)为气泵，用以输出压缩空气，通过外部管路、转接机构(10)、装夹机构(3)的内部管路(15)的导流，压缩空气被导入到两个待测配副材料的接触面处；密封件用以实现装夹机构(3)、待测配副材料A接触面间的密封，使得整个测试系统可能出现测试流体泄漏的地方，仅剩下两个待测配副材料的接触面处；通过压力传感器测量管路中空气的压力，实现对两个待测配副材料形成的滑动摩擦副的密封性的测量。/n...
【技术特征摘要】
1.一种基于气体压力源的滑动摩擦副动态密封性能测试设备，待测的滑动摩擦副包括利用待测配副材料A制成的标准试样和利用待测配副材料B制成的另一标准试样，测试设备包括：压力加载模块(1)，与压力加载模块(1)连接的装夹机构(3)，夹紧机构(7)，转动台(6)，密封件，压力传感器和压力源(13)。其中，
压力加载模块，用以带动其装夹机构(3)运动，从而将待测配副材料A压紧到待测配副材料B上；
待测配副材料A与装夹机构(3)固定连接，实现夹紧；
待测配副材料B通过夹紧机构(7)与转动台(6)固定连接，使待测配副材料B在转动台(6)的带动下，实现给定转速的回转运动；
在装夹机构内开设有用于连通待测配副材料A与待测配副材料B接触面与外部管路的内部管路(15)，
压力源(13)为气泵，...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏金花，林彬，王皓吉，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12
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