彈性件橡膠圈檢測(cè)技術(shù)的研究

李春梅　趙路路　韓靜

【摘要】隨著軍品科研機(jī)種的增加，彈性件封嚴(yán)膠圈被廣泛應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)管路的密封，涉及公司X8、X9、X10等多機(jī)種，目前器材檢驗(yàn)處使用卡尺、萬(wàn)能工具顯微鏡檢測(cè)進(jìn)行入廠驗(yàn)收。由于封嚴(yán)膠圈為柔性件，尺寸大于300mm的無(wú)法擺放成規(guī)則形狀，自由狀態(tài)下形狀不定，變形量加大、難定位，傳統(tǒng)的檢測(cè)方法已難保證檢測(cè)橡膠圈直徑尺寸數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，影響到外購(gòu)件產(chǎn)品入廠驗(yàn)收與交付。經(jīng)調(diào)研與研究，通過(guò)攻關(guān)試驗(yàn)，增加輔助量具等手段實(shí)現(xiàn)彈性件橡膠圈的準(zhǔn)確測(cè)量。

【關(guān)鍵詞】橡膠圈 鋼圍尺（游標(biāo)n尺） 放大圖測(cè)量裝置

【中圖分類號(hào)】TP391.41 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1672-5158（2013）04-0214-01

0、引言

近幾年隨著公司轉(zhuǎn)型發(fā)展，批產(chǎn)和科研的任務(wù)量呈幾何量增長(zhǎng)，對(duì)于起密封作用的彈性件封嚴(yán)膠圈的需求也大幅增加，橡膠密封為現(xiàn)行的機(jī)械密封，在使用中的失效，約由30%是屬于橡膠圈失效引起的，其主要原因是對(duì)橡膠圈的質(zhì)量檢測(cè)，一直未引起人們的重視。所以橡膠圈產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的密封，它在發(fā)動(dòng)機(jī)各部位中起著重要的作用。

橡膠圈為柔性材料，測(cè)量力將使它產(chǎn)生不可忽視的變形，隨著科研機(jī)種的增加，由于彈性件橡膠圈品種繁多、其直徑不斷地加大，由原先的φ200mm以內(nèi)增加到φ380mm左右，用以往的檢測(cè)方法已不能滿足發(fā)動(dòng)機(jī)零部件密封的精度要求。根據(jù)橡膠制品自身具有彈性變形大、自重變形大、直徑變形大的特點(diǎn)，在檢測(cè)中遇到了橡膠圈難定位，無(wú)法找圓、定心、檢測(cè)的數(shù)據(jù)不穩(wěn)定等問(wèn)題，很難精確地測(cè)量出橡膠圈的直徑尺寸，也就無(wú)法判斷該產(chǎn)品合格與否。

1、方法的探討

針對(duì)這種情況，我們將公司目前各機(jī)種所使用的橡膠圈進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分類，根據(jù)不同的直徑，進(jìn)行分類確定檢測(cè)儀器。供應(yīng)處非金屬科提供需要計(jì)量相關(guān)的類型的彈性橡膠圈主要分為三大范圍：φ200mm以下、φ200mm～φ300mm、φ300mm以上。示意圖如圖1：

1.1 檢測(cè)直徑為φ200mm以內(nèi)橡膠圈的方法

使用非接觸測(cè)量方法一一萬(wàn)能工具顯微鏡檢測(cè)（儀器精度為（I+L/100）μm、測(cè)量范圍為（100×200）mm）。

測(cè)量橡膠圈截面直徑、內(nèi)徑，橡膠圈的自由狀態(tài)與正圓形有一定的差異，很難以測(cè)量少數(shù)幾條（習(xí)慣上兩條）均布直徑的平均值求得實(shí)際直徑的數(shù)值，測(cè)量將出現(xiàn)較大的誤差。所以我們采取使用萬(wàn)能工具顯微鏡附件——轉(zhuǎn)盤上檢測(cè)φ200以下的橡膠圈，其方法為均布在整個(gè)圓周上測(cè)量8組內(nèi)徑尺寸并求其平均值得到橡膠圈的內(nèi)徑，此方法可以保證測(cè)量精度。

1.2 檢測(cè)直徑為φ200mm～φ300mm范圍橡膠圈的方法

對(duì)于φ200mm～φ300mnl尺寸范圍的橡膠圈，大于φ200mm的橡膠圈本身已超出萬(wàn)能工具顯微鏡儀器范圍，因此采用同樣原理使用非接觸測(cè)量方法——放大圖測(cè)量裝置檢測(cè)（儀器精度為（1+L/100）μm）、測(cè)量范圍為（1000×800）mm。采用同樣原理把橡膠密封圈擺放成近似的圓形，通過(guò)采取多點(diǎn)直徑求取平均值。此方法對(duì)于φ200～φ300范圍內(nèi)的橡膠圈檢測(cè)也具有一定的可靠性。

對(duì)于大直徑的橡膠圈他們使用鋼圍尺（游標(biāo)叮r尺）檢測(cè)，鋼圍尺可用于精密測(cè)量橡膠圈的平均內(nèi)徑或外徑。鋼圍尺是由一條柔軟材料構(gòu)成的線紋類卷尺，其兩端分別由主尺和付尺組成，主尺最小分度為0.5mm，付尺最小分度值為0.05mm。由于π尺能使橡膠0形圈在測(cè)量時(shí)處于自由狀態(tài)，解決工裝問(wèn)題，由于π尺將傳統(tǒng)的直接測(cè)量膠圈直徑的方法轉(zhuǎn)變?yōu)闇y(cè)膠圈周長(zhǎng)從而直接讀出直徑的方式，讀數(shù)方式與游標(biāo)卡尺類似，精度為O.02mm，且操作方便。避免了由于膠圈擺放問(wèn)題引起的誤差，從周長(zhǎng)間接得到的直徑值。在使用鋼圍尺對(duì)橡膠圈內(nèi)徑進(jìn)行測(cè)量時(shí)，先將橡膠圈放置在平臺(tái)或玻璃板上，將尺圈成小于被測(cè)橡膠圈內(nèi)徑的圓圈，同時(shí)放于被測(cè)橡膠圈內(nèi)（付尺緊貼內(nèi)壁），手推（拉）鋼圍尺，擴(kuò)大其圓周，使其與被測(cè)橡膠圈內(nèi)壁貼合，最后采用游標(biāo)原理（如圖3示）讀數(shù)，即得到被測(cè)橡膠圈內(nèi)徑，它的示值誤差：<100mm為±O.05mm、在100～300mm為±O.08mm。

2、數(shù)據(jù)比對(duì)

比較各種檢測(cè)方法的數(shù)據(jù)，判斷其變化量。

我們分析一組橡膠圈通過(guò)不同的設(shè)備檢測(cè)得到一組數(shù)據(jù)如表1。

通過(guò)表1對(duì)萬(wàn)能工具顯微鏡檢測(cè)數(shù)據(jù)、錐度量規(guī)、尺寸測(cè)量?jī)x所檢測(cè)的數(shù)據(jù)比對(duì)，分析可以看出，此方法對(duì)于檢測(cè)φ300以下的橡膠圈具有可靠性。

3、檢測(cè)方法的確定

比較三種檢測(cè)量具的優(yōu)缺點(diǎn)：

1）使用錐度量規(guī)簡(jiǎn)捷、直觀，但測(cè)量大規(guī)格的橡膠圈沿錐棒平穩(wěn)下滑，停止時(shí)會(huì)造成與錐棒不易同軸，且與錐棒很難不留空間，其測(cè)量精度較低。

2）使用尺寸測(cè)量?jī)x測(cè)量精度高、測(cè)量范圍有局限性（型號(hào)ET-3-125、范圍2-125mm）、且造價(jià)高（價(jià)位30萬(wàn)）。測(cè)大規(guī)格的設(shè)備：型號(hào)Migg470范圍3-470 mm、造價(jià)為40萬(wàn)。

3）使用鋼圍尺（游標(biāo)π尺）方法簡(jiǎn)單、易掌握，并能直接讀數(shù)。測(cè)量中要掌握好鋼圍尺（游標(biāo)π尺）的用力程度，不要用力張開（或收緊）鋼圍尺（游標(biāo)π尺），以避免橡膠圈變形引起的誤差，數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，精度低。

4、總結(jié)

綜合上述情況，根據(jù)我公司的實(shí)際現(xiàn)狀，從經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性等方面考慮，克服各種困難，為實(shí)現(xiàn)橡膠圈定位裝夾、準(zhǔn)確檢測(cè)，我們通過(guò)多種方法的不斷測(cè)試、探討，比對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的大小，判斷誤差來(lái)源，分析了檢測(cè)方法的穩(wěn)定性，總結(jié)出了合理可行的檢測(cè)方法。根據(jù)不同的尺寸所用不同的檢測(cè)儀器，如下表2所示

5、結(jié)束語(yǔ)

我們利用放大圖測(cè)量裝置的非接觸測(cè)量功能，通過(guò)增加輔助量具一一測(cè)具轉(zhuǎn)盤，實(shí)現(xiàn)對(duì)較大（>300mm）橡膠圈的準(zhǔn)確檢測(cè)，此方法的測(cè)量精度可達(dá)O.05mm，解決了大尺寸橡膠圈檢測(cè)誤差大的問(wèn)題。同時(shí)增強(qiáng)檢測(cè)設(shè)備新的檢測(cè)功能、開發(fā)新的檢測(cè)技術(shù)。

通過(guò)相應(yīng)的檢測(cè)技術(shù)手段達(dá)到“質(zhì)量創(chuàng)效”的目的艉升產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)品合格率，降低生產(chǎn)成本5萬(wàn)，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值大約30萬(wàn)。通過(guò)調(diào)研與研究，攻關(guān)試驗(yàn)等手段實(shí)現(xiàn)彈性件的準(zhǔn)確測(cè)量，使外購(gòu)件產(chǎn)品得以驗(yàn)收并交付使用。