CN113532235B - 一种o型密封圈中心内径的测量工具及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于机械密封测量技术领域,涉及一种O型密封圈中心内径的测量工具及方法。测量工具包括锥形测量体1和设置在锥形测量体母线上的刻度标尺以及辅助测量盖板。充分利用锥形测量体与O型密封圈的结构几何特征,构建了锥形测量体与O型密封圈之间的几何关系模型,实现O型密封圈内径的高精度测。
Description
技术领域
本发明属于机械密封测量技术领域,涉及一种O型密封圈中心内径的测量工具及方法。
背景技术
O型密封圈作为常用的密封元件,广泛应用于直升机桨毂润滑***的密封结构中,结构的密封性是由密封圈与被密封表面间的接触压力(压缩)来达到的,通过O型密封圈拉伸率、压缩率等设计参数控制,O型密封圈的几何尺寸测量复核是保证理论拉伸率、压缩率的关键,也是保证O型密封圈高寿命、高可靠工作的核心,这其中就包含O型密封圈内径R,如图1a、图1b所示。
面临的技术难点是:
1)由于O型密封圈为橡胶材质,传统的测量方法是用通用量具(如千分尺),但测量力将使O型密封圈产生明显变形,带来较大的测量误差,不能满足精度要求;而非接触式测量方法,如基于视觉识别等,存在设备费用昂贵、操作人员需经过专业培训等弊端,不适用于装配操作现场;
2)另外(202021082617.X)公开了一种测量方法为利用锥形测量体,测量体的外壁上设有直径刻度,将O型密封圈套设在锥形的测量体上,通过观察O型密封圈定位在测量体上的直径刻度,来读取O型密封圈的直径数值,虽然这种方法通过锥形测量体的支撑作用避免了O型密封圈在测量中的变形,但是由于O型密封圈与锥形测量体的外壁接触线并非O型密封圈最小直径部位,所以通过测量体的外壁上设有直径刻度直接读取的O型密封圈直径数值也不是实际数值,存在较大误差,而且该误差随着O型密封圈粗细不同将产生很大波动。该种O型密封圈尺寸测量方法存在较大局限性,不能满足装配精度要求。
综上所述,为实现O型密封圈尺寸快速、精度测量,测量的核心是消除O型密封圈在测量过程中的变形以及误差控制,这是面临的技术难点。
发明内容
发明了一种O型密封圈中心内径的测量工具及方法,充分利用锥形测量体1与O型密封圈2的结构几何特征,构建了锥形测量体1与O型密封圈2之间的几何关系模型,实现O型密封圈2内径的高精度测量,并据此详细阐述了测量工具的设计、测量方法;
技术方案
一种O型密封圈中心内径的测量工具:所述测量工具包括锥形测量体1和设置在锥形测量体1母线上的刻度标尺3以及辅助测量盖板4,O型密封圈2套在锥形测量体1上时,所述辅助测量盖板4盖在O型密封圈2上。
所述锥形测量体1材料为7Cr17不锈钢。
所述刻度标尺3上的刻度显示为O型密封圈2中心内径值D。
内径值D经公式D=2cosA×(H+r)=2cosA×(L×tanA+r)对应转换而来,式中A为锥形测量体1锥顶半角值、L为相切接触线距锥形测量体1顶点的距离、r为O型密封圈2的截面半径,H为接触点与交点的距离。
所述刻度标尺3在锥形测量体1外锥面上4处均布,刻度标尺3以锥形测量体1顶点O为起点,沿着锥形测量体1母线延伸至底部P为终点。
所述辅助测量盖板4由轻质的硬铝LY12制成。
所述辅助测量盖板4内外径需满足如下两点,1)盖在O型密封圈上面后不能与锥形测量体1外锥面干涉,2)外径比O型密封圈最大外径稍大,保证能有效盖住O型密封圈。
一种O型密封圈中心内径的测量方法,包括如下步骤:
1)将锥形测量体1放置于水平测量平台上,用记号笔在O型密封圈2外表面涂上红颜色,后将O型密封圈2从锥形测量体1顶部套入,至O型密封圈2与锥形测量体1外锥面自然接触,此时应保证O型密封圈2仅受重力,无其他变形;
2)将辅助测量盖板4穿过锥形测量体1顶部,盖在O型密封圈2上,通过百分表校正辅助测量盖板4至水平状态,此过程可微调O型密封圈2,但不允许O型密封圈2本身出现形变;
3)取下O型密封圈2,用酒精将O型密封圈2外表面擦拭干净、晾干,根据红颜色标记识别O型密封圈2与锥形测量体1外锥面的相切接触线;
4)读出相切接触线在锥形测量体1的刻度标尺3上的读数D,即为待测量O型密封圈2的中心内径值。
用油墨作为相切接触线的标记染料。
测量前在锥形测量体1外锥面除刻度标尺3以外的区域涂抹一层滑石粉。
技术效果
发明了一种O型密封圈中心内径的测量工具及方法,充分利用锥形测量体1与O型密封圈2的结构几何特征,构建了锥形测量体1与O型密封圈2之间的几何关系模型,实现O型密封圈2内径的高精度测量。
附图说明
图1a为测量工具主视图;
图1b为测量工具剖视图;
图2为测量原理图;
图3为测量工具结构测绘图;
其中:锥形测量体-1、O型密封圈-2、刻度标尺-3、辅助测量盖板-4。
具体实施方式
下面我们结合几个附图,对本发明做出进一步的详细说明:
一种O型密封圈中心内径的测量工具:所述测量工具包括锥形测量体1和设置在锥形测量体1母线上的刻度标尺3以及辅助测量盖板4。O型密封圈2套在锥形测量体1上时,所述辅助测量盖板4盖在O型密封圈2上。
所述锥形测量体1材料为7Cr17不锈钢,具有硬度高,韧性好、耐腐蚀性强,机械加工工艺性好的特性;
所述刻度标尺3上的刻度显示为O型密封圈2中心内径值D(与常规的长度测量工具标度不一样,所述刻度标尺3上的刻度显示是经过换算后得出的),经公式D=2cosA×(H+r)=2cosA×(L×tanA+r)对应转换而来,式中A为锥形测量体1锥顶半角值、L为相切接触线距锥形测量体1顶点的距离、r为O型密封圈2的截面半径,H为接触点与交点的距离(过O型密封圈2与锥形测量体1外锥面接触点作母线的垂线,该垂线与锥形测量体1轴线交点);锥形测量体1与O型密封圈2之间的几何关系模型见图2,图中O1、O2均为垂足点;
所述刻度标尺3在锥形测量体1外锥面上4处均布,刻度标尺3以锥形测量体1顶点O为起点,沿着锥形测量体1母线延伸至底部P为终点;
所述辅助测量盖板4由轻质的硬铝LY12制成,呈圆垫片形,厚度不大于10mm,上下表面平行度不大于0.05mm;
所述辅助测量盖板4内外径需满足如下两点,一、盖在O型密封圈上面后不能与锥形测量体1外锥面干涉,二、外径比O型密封圈最大外径稍大,保证能有效盖住O型密封圈。
一种O型密封圈中心内径的测量方法
1)将锥形测量体1放置于水平测量平台上,用记号笔在O型密封圈2外表面涂上红颜色,后将O型密封圈2从锥形测量体1顶部套入,至O型密封圈2与锥形测量体1外锥面自然接触,此时应保证O型密封圈2仅受重力,无其他变形;
2)将辅助测量盖板4穿过锥形测量体1顶部,盖在O型密封圈2上,通过百分表校正辅助测量盖板4至水平状态,此过程可微调O型密封圈2,但不允许O型密封圈2本身出现形变;
3)取下O型密封圈2,用酒精将O型密封圈2外表面擦拭干净、晾干,根据红颜色标记识别O型密封圈2与锥形测量体1外锥面的相切接触线;
4)读出相切接触线在锥形测量体1的刻度标尺3上的读数D,即为待测量O型密封圈2的中心内径值;
5)按此方法即可实现O型密封圈内径的快速、连续测量,同时该测量方法及工具通用性好、测量精度高,目前已广泛应用于O型密封圈装配前的内径尺寸校核,避免不合格密封件错装,保证了产品密封结构的装配质量;
为便于相切接触线的清晰识别及擦拭清除,同时避免O型密封圈受到腐蚀等损伤,优选中性水彩记号笔用油墨作为相切接触线的标记染料;
为提高测量精度,所述O型密封圈中心内径D具体读数为红色相切接触线与锥形测量体1母线上4条刻度标尺3的交点位置读数的平均值;
为提高测量精度,测量前在锥形测量体1外锥面除刻度标尺3以外的区域涂抹一层薄薄的滑石粉,以降低锥形测量体1与O型密封圈2配合面之间的摩擦系数。
Claims (9)
1.一种O型密封圈中心内径的测量工具,其特征在于,所述测量工具包括锥形测量体(1)和设置在锥形测量体(1)母线上的刻度标尺(3)以及辅助测量盖板(4),O型密封圈(2)套在锥形测量体(1)上时,所述辅助测量盖板(4)盖在O型密封圈(2)上;内径值D经公式D=2cosA×(H+r)=2cosA×(L×tanA+r)对应转换而来,式中A为锥形测量体(1)锥顶半角值、L为相切接触线距锥形测量体(1)顶点的距离、r为O型密封圈(2)的截面半径,H为接触点与交点的距离;交点具体为过O型密封圈(2)与锥形测量体(1)外锥面接触点作母线的垂线,该垂线与锥形测量体(1)轴线交点,测量时,将O型密封圈(2)从锥形测量体(1)顶部套入,至O型密封圈(2)与锥形测量体(1)外锥面自然接触,此时应保证O型密封圈(2)仅受重力,无其他变形。
2.根据权利要求1所述的一种O型密封圈中心内径的测量工具,其特征在于,所述锥形测量体(1)材料为7Cr17不锈钢。
3.根据权利要求1所述的一种O型密封圈中心内径的测量工具,其特征在于,所述刻度标尺(3)上的刻度显示为O型密封圈(2)中心内径值D。
4.根据权利要求1所述的一种O型密封圈中心内径的测量工具,其特征在于,所述刻度标尺(3)在锥形测量体(1)外锥面上4处均布,刻度标尺(3)以锥形测量体(1)顶点O为起点,沿着锥形测量体(1)母线延伸至底部P为终点。
5.根据权利要求1所述的一种O型密封圈中心内径的测量工具,其特征在于,所述辅助测量盖板(4)由轻质的硬铝LY12制成。
6.根据权利要求1所述的一种O型密封圈中心内径的测量工具,其特征在于,所述辅助测量盖板(4)内外径需满足如下两点,1)盖在O型密封圈上面后不能与锥形测量体(1)外锥面干涉,2)外径比O型密封圈最大外径大,能有效盖住O型密封圈。
7.一种O型密封圈中心内径的测量方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)将锥形测量体(1)放置于水平测量平台上,用记号笔在O型密封圈(2)外表面涂上红颜色,后将O型密封圈(2)从锥形测量体(1)顶部套入,至O型密封圈(2)与锥形测量体(1)外锥面自然接触,此时应保证O型密封圈(2)仅受重力,无其他变形;
2)将辅助测量盖板(4)穿过锥形测量体(1)顶部,盖在O型密封圈(2)上,通过百分表校正辅助测量盖板(4)至水平状态,此过程可微调O型密封圈(2),但不允许O型密封圈(2)本身出现形变;
3)取下O型密封圈(2),用酒精将O型密封圈(2)外表面擦拭干净、晾干,根据红颜色标记识别O型密封圈(2)与锥形测量体(1)外锥面的相切接触线;
4)读出相切接触线在锥形测量体(1)的刻度标尺(3)上的读数D,即为待测量O型密封圈(2)的中心内径值。
8.根据权利要求7所述的一种O型密封圈中心内径的测量方法,其特征在于,用油墨作为相切接触线的标记染料。
9.根据权利要求7所述的一种O型密封圈中心内径的测量方法,其特征在于,测量前在锥形测量体(1)外锥面除刻度标尺(3)以外的区域涂抹一层滑石粉。
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