CN113532235B - 一种o型密封圈中心内径的测量工具及方法 - Google Patents

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

一种O型密封圈中心内径的测量工具及方法

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。

Images