[发明专利]一种模拟恶劣工况下机械密封性能的测试系统

说明书

本发明涉及一种模拟恶劣工况下机械密封性能的测试系统,包括调速系统、测试系统、加载系统、环境调节系统和试件；环境调节系统包括箱体、温度控制系统和压力控制系统；测试系统包括动轴和定轴，动轴通过轴承座、支承于箱体内，该动轴的中部连接变速齿轮，并由调速系统传动；定轴的前部安装加载套筒，尾端通过轴承座支承；动轴和定轴的相向端分别安装试件动密封环、静密封环；静密封环外部设置压力传感器；动轴的下方设置光电转速测量器，加载套筒上安装温度传感器；加载系统包括支点立柱，其底端与箱体固连，顶端铰接加载杠杆，加载杠杆的一端与加载套筒尾端铰接，另一端设有用于加载砝码的平台；测试状态下，动密封环和静密封环的端面紧密贴合。

技术领域

本发明涉及机械密封领域，具体使一种模拟恶劣工况下机械密封性能的测试系统。

背景技术

机械密封具有密封性好、工作寿命长、性能稳定、摩擦功耗低、泄漏量少和安全可靠性高等优势，因此广泛应用在石油化工、航空航天等领域。在石油化工、航空航天领域内，旋转机械会处于各种恶劣工况：极限高低温度、高真空、辐射、高低转速、高低载荷、水汽环境，惰性气体环境、沙尘环境等等。

恶劣环境会对密封材料的摩擦性能产生很大影响，甚至导致密封失效影响空间设备使用的可靠性和安全性，严重的会带来不堪设想的后果。但是对于在恶劣工况下机械密封材料的摩擦性能研究至今还没有形成系统成熟的理论体系，目前阶段，只停留在摩擦磨损实验机上对材料进行试验，并未模拟恶劣工况下运行；另一方面，高低温真空实验箱的体积较大较笨重，不易移动且价格昂贵，故缺少实验阶段的研究，缺乏相关实验数据的支撑。因此对于恶劣工况下机械密封材料配副摩擦性能的研究，对于恶劣工况下机械密封的制造和装配有指导意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种模拟恶劣工况下机械密封性能的测试系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种模拟恶劣工况下机械密封性能的测试系统，包括调速系统、测试系统、加载系统、环境调节系统和试件；所述环境调节系统包括箱体和安装于箱体内的温度控制系统和压力控制系统；所述测试系统包括两段位于同一水平线上的轴，其中一段轴为动轴，一段为定轴，动轴通过轴承座、支承于箱体内，该动轴的中部连接变速齿轮，并由调速系统传动；定轴的前部安装加载套筒，尾端通过轴承座支承；动轴和定轴的相向端分别安装待测试件动密封环、静密封环；静密封环外部设置压力传感器；动轴的下方设置光电转速测量器，加载套筒上安装温度传感器；所述加载系统包括支点立柱，支点立柱的底端与箱体固连，顶端铰接加载杠杆，加载杠杆的一端与加载套筒尾端铰接，另一端设有用于加载砝码的平台；测试状态下，动密封环和静密封环的端面紧密贴合。可增加砝码，通过加载杠杆把载荷传递到加载套筒。加载套筒把载荷传递到静密封环底座上，静密封环底座对机械密封的静密封环进行加载。可以模拟在恶劣工况下，研究载荷对机械密封性能的影响。

所述动轴的前湍设置有动密封环紧固座，动密封环紧固座由活动座和固定座组成，其中固定座与动轴固连，活动座的端面中心开设圆形孔，动密封环嵌装于活动座内，活动座和固定座的外缘设有法兰，两者通过螺栓连接。

所述定轴的前端固连有静密封环紧固座，静密封环嵌装于静密封环紧固座内，静密封环的前端突出于静密封环紧固座，静密封环紧固座的外部安装有测力套，压力传感器安装于测力套上。

所述测力套由两个半圆形套环组成，两套环的一端铰接，另一端设有连接板及安装孔，通过螺栓固连。

所述光电转速测量器对应的动轴上设有凹槽。

所述变速齿轮与动轴键连接或者过盈配合，也可以通过设置在动轴上的弹性定位销连接，当采用定位销连接时，变速齿轮的内壁配合开设有定位槽。

所述压力传感器、温度传感器、光电转速测量器、压力表均连接计算机。