該文研究了一種骨架密封圈壓入及脫出力的試驗(yàn)方法，測(cè)定方法是在一定的溫度條件下，密封圈在帶有測(cè)力裝置的試驗(yàn)機(jī)的作用下，以一定的速度運(yùn)動(dòng)設(shè)定的位移以使密封圈壓入腔體或從腔體中脫出，并得到位移-力曲線和最大力值。此方法規(guī)定了骨架密封圈壓入、脫出力試驗(yàn)方法，適應(yīng)于內(nèi)包骨架、外露骨架及裝配式骨架密封圈壓入、脫出力的性能評(píng)價(jià)。

　　概述

　　在汽車(chē)用骨架密封圈的實(shí)際使用中，有時(shí)因密封圈外徑和安裝座孔配合過(guò)盈量過(guò)大，密封圈在被壓入裝配座孔中造成裝配力過(guò)大，產(chǎn)品外圓出現(xiàn)壓偏、卡住、啃傷、橡膠擠出、變形等異常，造成裝配失效。有時(shí)因密封圈外徑和安裝座孔配合過(guò)盈量小，或因安裝座孔材料熱膨脹系數(shù)大、密封腔內(nèi)壓異常，或在使用中受到振動(dòng)等因素的影響，真空技術(shù)網(wǎng)(http://www.13house.cn/)認(rèn)為易造成密封圈從裝配孔中脫出失效而漏油，進(jìn)而污染空氣。

　　為有效地驗(yàn)證骨架密封圈裝配尺寸與用戶安裝座孔配合狀態(tài)的合理性，需要一種骨架密封圈壓入及脫出力的試驗(yàn)方法，從而避免骨架密封圈與安裝座孔的配合過(guò)盈量過(guò)大或者過(guò)小等因素所導(dǎo)致的骨架密封圈變形損壞或者脫落失效，提高骨架密封圈的使用壽命。

1、采用的測(cè)量裝置及試驗(yàn)工裝

　　本測(cè)定方法，試驗(yàn)裝置采用電子式萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)或電子式拉力試驗(yàn)機(jī)，通過(guò)對(duì)測(cè)量裝置操作臺(tái)面裝置的測(cè)量，設(shè)計(jì)并制作了測(cè)試件所需壓入、脫出力試驗(yàn)用墊塊、壓塊及腔體工裝，如圖1所示。對(duì)測(cè)試件的壓入力、脫出力等采取計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集。從而得到試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)或圖形，然后再通過(guò)微處理器的顯示器顯示，或通過(guò)微處理器的輸出口向外部存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)輸出及保存。

圖1 試驗(yàn)工裝

2、骨架密封圈壓入力及脫出力的測(cè)定方法

　　本測(cè)定方法是在采用電腦系統(tǒng)拉力試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，本機(jī)為AC伺服馬達(dá)傳動(dòng)，經(jīng)皮帶及齒輪帶動(dòng)，使橫擔(dān)上升或下降，使試樣密封圈經(jīng)壓入或壓出裝配腔體后的力由電腦系統(tǒng)分析力量感應(yīng)器所得數(shù)據(jù)。其方法步驟、數(shù)據(jù)采集等電腦顯示內(nèi)容有：測(cè)試壓入力、脫出力各輸入有：試樣密封圈規(guī)格、材料號(hào)、試樣外徑，試樣高度，座孔內(nèi)徑、測(cè)試速度等，點(diǎn)擊測(cè)試按鈕測(cè)試壓入力、脫出力，電腦自動(dòng)記錄試樣壓入力、脫出力測(cè)試數(shù)據(jù)、圖形。

　　2.1、測(cè)試條件

　　我們?nèi)∫欢〝?shù)量不同規(guī)格的被測(cè)骨架密封圈(油封)，通過(guò)測(cè)定試驗(yàn)、分析，比較不同的試驗(yàn)速度、試驗(yàn)溫度及外圓狀態(tài)(涂油、干燥)下的壓入力值、脫出力值，確定了被測(cè)密封圈的數(shù)量、試驗(yàn)條件和技術(shù)要求。

　　(1)每次的壓入、脫出力試驗(yàn)測(cè)試，采用同一規(guī)格的骨架密封圈各不少于3件(指外圓在一種潤(rùn)滑方式下)進(jìn)行測(cè)定，其外徑尺寸及外觀應(yīng)符合圖紙要求或相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

　　(2)本測(cè)定方法是按《GB/T 2941 橡膠物理實(shí)驗(yàn)方法試樣制備和調(diào)節(jié)通用程序》中規(guī)定的一種標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室溫度、濕度下進(jìn)行的。

　　(3)工裝裝配腔體內(nèi)孔直徑符合圖紙要求的尺寸及公差，腔體材質(zhì)適用于黑色金屬或按要求的其它材料，表面粗糙度應(yīng)符合圖紙要求或按《GB/T 1031產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范(GPS) 表面結(jié)構(gòu)輪廓法表面粗糙度參數(shù)及其數(shù)值》中規(guī)定的不得超過(guò)Ra3.2μm，Rz12.5μm。

　　(4)壓入時(shí)配合部潤(rùn)滑方式：

　　潤(rùn)滑方式1，壓入試驗(yàn)前被測(cè)骨架密封圈外圓涂覆要求的潤(rùn)滑油；

　　潤(rùn)滑方式2，壓入試驗(yàn)前被測(cè)骨架密封圈外圓保持干燥狀態(tài)(不脫脂)；

　　潤(rùn)滑方式3，壓入試驗(yàn)前腔體涂覆要求的潤(rùn)滑油。

　　(5)壓入及脫出時(shí)速度：本測(cè)定方法試驗(yàn)測(cè)試速度是在30～50mm/min范圍內(nèi)選擇。

　　(6)脫出試驗(yàn)試樣放置時(shí)間：

　�、贅�(biāo)準(zhǔn)室溫脫出試驗(yàn)：骨架密封圈被壓入腔體，在標(biāo)準(zhǔn)室溫下放置規(guī)定時(shí)間后進(jìn)行脫出力測(cè)試，規(guī)定時(shí)間可取10min±1min、20min±1min、30min±1min、60min±1min；

　�、诟邷孛摮鲈囼�(yàn)：骨架密封圈被壓入腔體，在溫度為其使用要求的最高工作溫度的環(huán)境試驗(yàn)箱內(nèi)保溫1h后，從試驗(yàn)箱內(nèi)取出在1min以?xún)?nèi)完成測(cè)試。

　　2.2、測(cè)試步驟

　　1)壓入力試驗(yàn)測(cè)試步驟

　　(1)測(cè)試前準(zhǔn)備。①把拉力機(jī)標(biāo)點(diǎn)伸長(zhǎng)計(jì)固定插銷(xiāo)拉起，將標(biāo)點(diǎn)伸長(zhǎng)計(jì)推向左后方固定,使用專(zhuān)用把手卸掉拉力機(jī)上下夾具；②設(shè)定試驗(yàn)機(jī)上、下限安全保護(hù)裝置位置，使下限設(shè)定鈕在下限固定塊上方2mm處，上限設(shè)定鈕不動(dòng)；③接通電源，打開(kāi)儀器開(kāi)啟電腦，打開(kāi)測(cè)試程序；④按住控制面板上升按鈕，橫擔(dān)上升一定距離，使工裝放置或取出時(shí)不接觸到上夾具連接頭；⑤放置工裝、被測(cè)骨架密封圈。

　　依次放置墊塊定位工裝、墊塊、裝配腔體工裝，上壓縮夾具與工裝中心應(yīng)在一條直線上。如圖2所示。將骨架密封圈水平放置在裝配腔體內(nèi)孔上方，壓塊放置在骨架密封圈上，密封圈應(yīng)平穩(wěn)、不傾斜。

圖2 工裝、試樣放置位置圖

　　(2)程序設(shè)定，選擇壓縮測(cè)試。①試件規(guī)格：在材料名稱(chēng)欄輸入試件規(guī)格、膠號(hào)，在試樣寬度欄輸入試件外徑，在試件厚度欄輸入試件高度，在line值欄輸入座孔內(nèi)徑；②測(cè)試前：輸入測(cè)試速度；③測(cè)試中：輸入變形極限點(diǎn)值，此數(shù)值比試件高度大2mm。例：試件高度為10mm，那么變形極限點(diǎn)值為12mm；④點(diǎn)擊測(cè)試按鈕，測(cè)試壓入力；⑤測(cè)試結(jié)束，自動(dòng)記錄試樣壓入試驗(yàn)數(shù)據(jù)、圖形。

　　2)脫出力試驗(yàn)測(cè)試步驟

　�、賹⒁呀�(jīng)壓入的試件及工裝反過(guò)來(lái)放置在墊塊上；②程序設(shè)定，選擇壓縮測(cè)試，重復(fù)與壓入力測(cè)試的相同步驟，測(cè)試脫出力。

　　2.3、數(shù)據(jù)采集等電腦顯示內(nèi)容

　　我們采用本測(cè)定方法，選用了兩種規(guī)格的試件，做了壓入力測(cè)試，其測(cè)試結(jié)果由電腦自動(dòng)記錄的試件壓入力測(cè)試數(shù)據(jù)及圖形，如表1及其所對(duì)應(yīng)的圖3～圖6所示。

表1 壓入力測(cè)試數(shù)據(jù)

3、骨架密封圈壓入力及脫出力理論計(jì)算

　　按測(cè)定方法，對(duì)數(shù)種規(guī)格的密封圈進(jìn)行了多輪試驗(yàn)測(cè)定驗(yàn)證。通過(guò)試驗(yàn)測(cè)定的密封圈壓入力和脫出力值，結(jié)合查閱的技術(shù)資料，推出了被試驗(yàn)密封圈壓入力、脫出力理論推算公式，且理論推算值與實(shí)測(cè)值相比，誤差在可接受范圍內(nèi)。

4、結(jié)束語(yǔ)

　　骨架密封圈壓入、脫出力試驗(yàn)測(cè)試方法的研究制定，有效地驗(yàn)證了骨架密封圈裝配尺寸與用戶安裝座孔配合狀態(tài)的合理性，從而避免骨架密封圈與安裝座孔的配合過(guò)盈量過(guò)大或者過(guò)小等因素所導(dǎo)致的骨架密封圈變形損壞或者脫落失效。同時(shí)增強(qiáng)了設(shè)計(jì)人員對(duì)與產(chǎn)品配合設(shè)計(jì)的意識(shí)，協(xié)助用戶提高對(duì)產(chǎn)品的裝配穩(wěn)定性和重要性的認(rèn)識(shí)，提高骨架密封圈使用壽命具有重要意義，因此說(shuō)，本試驗(yàn)測(cè)試方法是有效可行的。