弹性件橡胶圈检测技术的研究

李春梅　赵路路　韩静

【摘要】随着军品科研机种的增加，弹性件封严胶圈被广泛应用于发动机管路的密封，涉及公司X8、X9、X10等多机种，目前器材检验处使用卡尺、万能工具显微镜检测进行入厂验收。由于封严胶圈为柔性件，尺寸大于300mm的无法摆放成规则形状，自由状态下形状不定，变形量加大、难定位，传统的检测方法已难保证检测橡胶圈直径尺寸数据准确，影响到外购件产品入厂验收与交付。经调研与研究，通过攻关试验，增加辅助量具等手段实现弹性件橡胶圈的准确测量。

【关键词】橡胶圈 钢围尺（游标n尺） 放大图测量装置

【中图分类号】TP391.41 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）04-0214-01

0、引言

近几年随着公司转型发展，批产和科研的任务量呈几何量增长，对于起密封作用的弹性件封严胶圈的需求也大幅增加，橡胶密封为现行的机械密封，在使用中的失效，约由30%是属于橡胶圈失效引起的，其主要原因是对橡胶圈的质量检测，一直未引起人们的重视。所以橡胶圈产品质量的好坏，直接影响发动机零部件的密封，它在发动机各部位中起着重要的作用。

橡胶圈为柔性材料，测量力将使它产生不可忽视的变形，随着科研机种的增加，由于弹性件橡胶圈品种繁多、其直径不断地加大，由原先的φ200mm以内增加到φ380mm左右，用以往的检测方法已不能满足发动机零部件密封的精度要求。根据橡胶制品自身具有弹性变形大、自重变形大、直径变形大的特点，在检测中遇到了橡胶圈难定位，无法找圆、定心、检测的数据不稳定等问题，很难精确地测量出橡胶圈的直径尺寸，也就无法判断该产品合格与否。

1、方法的探讨

针对这种情况，我们将公司目前各机种所使用的橡胶圈进行统计、分类，根据不同的直径，进行分类确定检测仪器。供应处非金属科提供需要计量相关的类型的弹性橡胶圈主要分为三大范围：φ200mm以下、φ200mm～φ300mm、φ300mm以上。示意图如图1：

1.1 检测直径为φ200mm以内橡胶圈的方法

使用非接触测量方法一一万能工具显微镜检测（仪器精度为（I+L/100）μm、测量范围为（100×200）mm）。

测量橡胶圈截面直径、内径，橡胶圈的自由状态与正圆形有一定的差异，很难以测量少数几条（习惯上两条）均布直径的平均值求得实际直径的数值，测量将出现较大的误差。所以我们采取使用万能工具显微镜附件——转盘上检测φ200以下的橡胶圈，其方法为均布在整个圆周上测量8组内径尺寸并求其平均值得到橡胶圈的内径，此方法可以保证测量精度。

1.2 检测直径为φ200mm～φ300mm范围橡胶圈的方法

对于φ200mm～φ300mnl尺寸范围的橡胶圈，大于φ200mm的橡胶圈本身已超出万能工具显微镜仪器范围，因此采用同样原理使用非接触测量方法——放大图测量装置检测（仪器精度为（1+L/100）μm）、测量范围为（1000×800）mm。采用同样原理把橡胶密封圈摆放成近似的圆形，通过采取多点直径求取平均值。此方法对于φ200～φ300范围内的橡胶圈检测也具有一定的可靠性。

对于大直径的橡胶圈他们使用钢围尺（游标叮r尺）检测，钢围尺可用于精密测量橡胶圈的平均内径或外径。钢围尺是由一条柔软材料构成的线纹类卷尺，其两端分别由主尺和付尺组成，主尺最小分度为0.5mm，付尺最小分度值为0.05mm。由于π尺能使橡胶0形圈在测量时处于自由状态，解决工装问题，由于π尺将传统的直接测量胶圈直径的方法转变为测胶圈周长从而直接读出直径的方式，读数方式与游标卡尺类似，精度为O.02mm，且操作方便。避免了由于胶圈摆放问题引起的误差，从周长间接得到的直径值。在使用钢围尺对橡胶圈内径进行测量时，先将橡胶圈放置在平台或玻璃板上，将尺圈成小于被测橡胶圈内径的圆圈，同时放于被测橡胶圈内（付尺紧贴内壁），手推（拉）钢围尺，扩大其圆周，使其与被测橡胶圈内壁贴合，最后采用游标原理（如图3示）读数，即得到被测橡胶圈内径，它的示值误差：<100mm为±O.05mm、在100～300mm为±O.08mm。

2、数据比对

比较各种检测方法的数据，判断其变化量。

我们分析一组橡胶圈通过不同的设备检测得到一组数据如表1。

通过表1对万能工具显微镜检测数据、锥度量规、尺寸测量仪所检测的数据比对，分析可以看出，此方法对于检测φ300以下的橡胶圈具有可靠性。

3、检测方法的确定

比较三种检测量具的优缺点：

1）使用锥度量规简捷、直观，但测量大规格的橡胶圈沿锥棒平稳下滑，停止时会造成与锥棒不易同轴，且与锥棒很难不留空间，其测量精度较低。

2）使用尺寸测量仪测量精度高、测量范围有局限性（型号ET-3-125、范围2-125mm）、且造价高（价位30万）。测大规格的设备：型号Migg470范围3-470 mm、造价为40万。

3）使用钢围尺（游标π尺）方法简单、易掌握，并能直接读数。测量中要掌握好钢围尺（游标π尺）的用力程度，不要用力张开（或收紧）钢围尺（游标π尺），以避免橡胶圈变形引起的误差，数据不稳定，精度低。

4、总结

综合上述情况，根据我公司的实际现状，从经济性、实用性等方面考虑，克服各种困难，为实现橡胶圈定位装夹、准确检测，我们通过多种方法的不断测试、探讨，比对检测数据的大小，判断误差来源，分析了检测方法的稳定性，总结出了合理可行的检测方法。根据不同的尺寸所用不同的检测仪器，如下表2所示

5、结束语

我们利用放大图测量装置的非接触测量功能，通过增加辅助量具一一测具转盘，实现对较大（>300mm）橡胶圈的准确检测，此方法的测量精度可达O.05mm，解决了大尺寸橡胶圈检测误差大的问题。同时增强检测设备新的检测功能、开发新的检测技术。

通过相应的检测技术手段达到“质量创效”的目的艉升产品质量，提高产品合格率，降低生产成本5万，创造经济价值大约30万。通过调研与研究，攻关试验等手段实现弹性件的准确测量，使外购件产品得以验收并交付使用。