磁性液体动密封部件沙尘试验装置的制作方法

1.本发明属于环境试验技术领域，涉及一种动密封部件的性能测试设备，尤其涉及一种磁性液体动密封部件沙尘试验装置。


背景技术：

2.磁性液体动密封部件是利用磁性液体材料对强磁场的感应，通过动密封结构使其对密封间隙进行填充和封堵，有效提高密封效果的新型高效密封部件。磁性液体密封结构部件具有诸多优越性，例如在动、静两种状态下均能对气体、真空、蒸汽及其它污染保持较高的气密性、减少磨损和噪声、具有自修复功能等。目前磁性液体动密封部件多应用于光电观瞄镜、车长周视镜、大型回转体密封、舰船高压水泵等密封要求较高武器装备中，应用范围还有不断扩展的趋势，未来有替代机械结构密封方式的趋势。
3.作为高性能新型的磁性液体动密封防护部件，在目前的研发领域中，研究重点多集中在应用和结构改进等方面，例如申请号为201120355148.9的中国实用新型专利《充气式环网开关设备的气室密封结构》、申请号为201110240451.9的中国发明专利申请《一种分瓣式磁性液体密封装置》等均披露了应用磁性液体动密封结构的密封装置。然而，对磁性液体动密封部件的性能检测装置和测试设备的研发并不多见。在研究中，对磁性动密封部件的应用状况进行了调研，发现沙尘环境对其性能影响巨大。磁性动密封部件结构复杂，配合精密，内部又有纳米级的磁性颗粒包覆在油状的载液中，因此密封圈内部对纯净度要求很高。如果动密封部件在加工和装配过程中不能保证紧密配合，则在沙尘环境下，沙尘微粒极易被油状载液粘连吸附带入内腔，造成密封性能下降，丧失灵活性，当杂质微粒超过密封状态的临界点后，磁性动密封部件就会下环抱死，磁性液体外溢，完全报废。
4.经查，现有专利号为201410829965.1的中国专利《一种磁性液体动密封部件环境模拟试验装置》，包括密封装置、转动壳体、轴承基座、磁性液体动密封部件、电机、压力发生机构、压力表及扭矩传感器，转动壳体上具有供第一轴承转过的轴承孔；轴承座顶部安装有第一轴承，第一轴承穿过基板与轴承孔连接；磁性液体动密封部件包括相互连接的上部和下部且上部能相对于下部转动，下部固定在基板上，上部与转动壳体连接；压力发生机构能对该空腔进行充气、泄压；压力表能显示空腔中压力的变化值；电机输出轴与第一轴承上端驱动连接。该试验装置能对磁性液体动密封部件进行有效检测，但是其多个独立试验模块的传动是通过传动带及齿轮与相邻的另一独立试验模块传动连接，如果相邻的试验模块不工作，就不能带动该试验模块工作，因此在结构上不够完善，需要进一步改进。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是提供一种结构设计更加合理的磁性液体动密封部件沙尘试验装置。
6.本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种磁性液体动密封部件沙尘试验装置，包括试验台、设置在试验台上的独立试验模块和动力驱动机构，动力驱动机构包括
电机、传动机构、扭矩传感器，独立试验模块包括密封装置、转动壳体、磁性液体动密封部件、压力发生机构及压力表，转动壳体可转动地设置于所述密封装置上方，磁性液体动密封部件包括相互连接的上部和下部，其中下部固定在密封装置的上端基板上、上部与转动壳体相连接且能随转动壳体同步转动，磁性液体动密封部件、转动壳体与基板之间形成一密封腔，其特征在于：所述独立试验模块为并排设置的多个，其中第一独立试验模块通过第一轴承与动力驱动机构相连接，其他独立试验模块分别通过各自的传动带及第一齿轮与动力驱动机构传动连接。
7.作为改进，所述试验台的一侧设有支撑立柱，电机安装在支撑立柱上，传动机构包括横向布置且两端带有不同直径的两组传动带轮，一组传动带轮通过第二轴承与电机驱动连接，另一组通过第三轴承、传动轴与第一独立试验模块的第一轴承传动连接，在第一轴承上方的传动轴上依次设有若干与其他独立试验模块的传动带及齿轮配合传动的第二齿轮。
8.再改进，所述密封装置包括密封壳体，基板设置在密封壳体的上端，基板的中部开设有轴承安装孔，在密封壳体的内设有轴承座，第一轴承安装在轴承座的顶部、设置在轴承安装孔内，第一轴承上安装有单项转轴适配器，转动壳体的上端中部开设有轴承孔，第一独立试验模块的第一轴承的上端穿过轴承孔与传动轴固定，其他独立试验模块的第一轴承的上端穿过轴承孔，在第一轴承的顶端固定安装有第一齿轮，第一齿轮安装的高度与传动轴上对应的第二齿轮相适配。
9.进一步，所述基板上围绕磁性液体动密封部件的外侧增设有防尘圈，防尘圈的高度不小于磁性液体动密封部件的高度、但低于转动壳体高度。
10.再进一步，所述防尘圈的内壁带有软刷。
11.进一步，所述压力发生机构包括充气嘴，转动壳体上设有供充气嘴插入的气孔，压力表设置在转动壳体上，密封腔的压力通过充气嘴和气压表进行测量。
12.进一步，所述电机为主轴无级变速电机
13.进一步，所述扭矩传感器安装在第三轴承上，扭矩传感器与数据采集分析装置相连接
14.最后，所述转动壳体的直径大小与磁性液体动密封部件相适配、且可根据被测磁性液体动密封部件的直径进行更换。
15.与现有技术相比，本发明的优点在于：对原来的独立试验模块的传动方式进行改进，使得每个独立试验模块分别通过各自的传动带及第一齿轮与动力驱动机构传动连接，这样即使试验模块发生故障，也不会影响相邻的试验模块工作，使得各个试验模块能在动力驱动机构的作用下独立工作，大大提高了测试的准确性和稳定性；另外，在基板上增设防尘圈，对磁性液体动密封部件起到防尘保护作用。本发明结构设计更加合理，可以实现对磁性液体动密封部件定时、定速的连续可调式转动控制，实现在静置或转动状态下密封压力和转动阻力的测量，模拟一种磁性液体动密封部件近似真实使用环境下的状态，并在该环境下对磁性液体动密封部件应用中的性能指标及技术参数变化规律提供有效数据，为动密封部件的加工、检测及使用寿命的预测提供可靠性依据。
附图说明
16.图1是本发明提供的沙尘试验装置的结构示意图。
17.图2为图1中独立试验模块的结构示意图。
具体实施方式
18.以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
19.如图1-2所示，一种磁性液体动密封部件沙尘试验装置，包括试验台14、设置在试验台14上的独立试验模块a和动力驱动机构，动力驱动机构包括电机5、传动机构6、扭矩传感器10、第一齿轮17、第二齿轮9和传动带18，电机5为主轴无级变速电机，试验台14的一侧设有支撑立柱15，电机5安装在支撑立柱15上，传动机构6包括横向布置且两端带有不同直径的两组传动带轮61和62，一组传动带轮61通过第二轴承60与电机5驱动连接，另一组传动带轮62通过第三轴承7、传动轴8与独立试验模块a传动连接。
20.独立试验模块a为并排设置的多个，其中第一独立试验模块a设置在传动带轮62的正下方，第一独立试验模块a通过第一轴承4与动力驱动机构相连接，其他独立试验模块a分别通过各自的传动带18及第一齿轮17与动力驱动机构传动连接。
21.每个独立试验模块a均包括密封装置1、转动壳体2、磁性液体动密封部件3、压力发生机构13及压力表12，密封装置1包括密封壳体1.1和基板1.2，基板1.2设置在密封壳体1.1的上端，转动壳体2可转动地设置于基板1.2上方，磁性液体动密封部件3包括相互连接的上部和下部，其中下部固定在基板1.2上、上部与转动壳体2相连接且能随转动壳体2同步转动，磁性液体动密封部件3、转动壳体2与基板1.2之间形成一密封腔，基板1.2上围绕磁性液体动密封部件3的外侧增设有内壁带有软刷的防尘圈16，防尘圈16的高度不小于磁性液体动密封部件3的高度、但低于转动壳体2高度。
22.基板1.2的中部开设有轴承安装孔，在密封壳体1.1的内设有轴承座40，第一轴承4安装在轴承座40的顶部、设置在轴承安装孔内，第一轴承4上安装有单项转轴适配器11，转动壳体2的上端中部开设有轴承孔，第一独立试验模块a1的第一轴承4的上端穿过轴承孔与上方的传动轴8固定，传动轴8上依次设有若干与其他独立试验模块a的传动带18及第一齿轮17配合传动的第二齿轮9。
23.其他独立试验模块a的第一轴承4的上端穿过轴承孔，在第一轴承4的顶端固定安装有第一齿轮17，第一齿轮17安装的高度与传动轴8上对应的第二齿轮9相适配，本实施例的独立试验模块为并排设置的4个，传动轴上的第二齿轮9为3个。
24.压力发生机构13与密封腔相连通并能对该密封腔进行充气或泄压，压力发生机构13包括充气嘴，转动壳体2上设有供充气嘴插入的气孔，压力表12设置在转动壳体2上，能对密封腔的压力进行测定；扭矩传感器10安装在第三轴承7上，扭矩传感器10与数据采集分析装置相连接。
25.转动壳体2的直径大小与磁性液体动密封部件3相适配、且可根据被测磁性液体动密封部件3的直径进行更换。
26.测试时，通过压力发生机构13对密封腔进行充气或泄压，压力表12显示密封腔中压力的变化值，通过电机5带动转动壳体2、磁性液体动密封部件3的上部转动，转动阻力通过扭矩传感器10进行测定，因此一台试验装置在一个试验周期内，可以同时获得磁性液体动密封部件3的两个重要性能指标：密封压力和转动阻力的变化值。由于每个独立试验模块a都是直接与动力驱动机构传动连接，提高了测试结果的准确性。
27.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。