彈性件橡膠圈檢測技術的研究

李春梅　趙路路　韓靜

【摘要】隨著軍品科研機種的增加，彈性件封嚴膠圈被廣泛應用于發(fā)動機管路的密封，涉及公司X8、X9、X10等多機種，目前器材檢驗處使用卡尺、萬能工具顯微鏡檢測進行入廠驗收。由于封嚴膠圈為柔性件，尺寸大于300mm的無法擺放成規(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)的檢測方法已難保證檢測橡膠圈直徑尺寸數(shù)據(jù)準確，影響到外購件產(chǎn)品入廠驗收與交付。經(jīng)調研與研究，通過攻關試驗，增加輔助量具等手段實現(xiàn)彈性件橡膠圈的準確測量。

【關鍵詞】橡膠圈 鋼圍尺（游標n尺） 放大圖測量裝置

【中圖分類號】TP391.41 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）04-0214-01

0、引言

近幾年隨著公司轉型發(fā)展，批產(chǎn)和科研的任務量呈幾何量增長，對于起密封作用的彈性件封嚴膠圈的需求也大幅增加，橡膠密封為現(xiàn)行的機械密封，在使用中的失效，約由30%是屬于橡膠圈失效引起的，其主要原因是對橡膠圈的質量檢測，一直未引起人們的重視。所以橡膠圈產(chǎn)品質量的好壞，直接影響發(fā)動機零部件的密封，它在發(fā)動機各部位中起著重要的作用。

橡膠圈為柔性材料，測量力將使它產(chǎn)生不可忽視的變形，隨著科研機種的增加，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以內增加到φ380mm左右，用以往的檢測方法已不能滿足發(fā)動機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，在檢測中遇到了橡膠圈難定位，無法找圓、定心、檢測的數(shù)據(jù)不穩(wěn)定等問題，很難精確地測量出橡膠圈的直徑尺寸，也就無法判斷該產(chǎn)品合格與否。

1、方法的探討

針對這種情況，我們將公司目前各機種所使用的橡膠圈進行統(tǒng)計、分類，根據(jù)不同的直徑，進行分類確定檢測儀器。供應處非金屬科提供需要計量相關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 檢測直徑為φ200mm以內橡膠圈的方法

使用非接觸測量方法一一萬能工具顯微鏡檢測（儀器精度為（I+L/100）μm、測量范圍為（100×200）mm）。

測量橡膠圈截面直徑、內徑，橡膠圈的自由狀態(tài)與正圓形有一定的差異，很難以測量少數(shù)幾條（習慣上兩條）均布直徑的平均值求得實際直徑的數(shù)值，測量將出現(xiàn)較大的誤差。所以我們采取使用萬能工具顯微鏡附件——轉盤上檢測φ200以下的橡膠圈，其方法為均布在整個圓周上測量8組內徑尺寸并求其平均值得到橡膠圈的內徑，此方法可以保證測量精度。

1.2 檢測直徑為φ200mm～φ300mm范圍橡膠圈的方法

對于φ200mm～φ300mnl尺寸范圍的橡膠圈，大于φ200mm的橡膠圈本身已超出萬能工具顯微鏡儀器范圍，因此采用同樣原理使用非接觸測量方法——放大圖測量裝置檢測（儀器精度為（1+L/100）μm）、測量范圍為（1000×800）mm。采用同樣原理把橡膠密封圈擺放成近似的圓形，通過采取多點直徑求取平均值。此方法對于φ200～φ300范圍內的橡膠圈檢測也具有一定的可靠性。

對于大直徑的橡膠圈他們使用鋼圍尺（游標叮r尺）檢測，鋼圍尺可用于精密測量橡膠圈的平均內徑或外徑。鋼圍尺是由一條柔軟材料構成的線紋類卷尺，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形圈在測量時處于自由狀態(tài)，解決工裝問題，由于π尺將傳統(tǒng)的直接測量膠圈直徑的方法轉變?yōu)闇y膠圈周長從而直接讀出直徑的方式，讀數(shù)方式與游標卡尺類似，精度為O.02mm，且操作方便。避免了由于膠圈擺放問題引起的誤差，從周長間接得到的直徑值。在使用鋼圍尺對橡膠圈內徑進行測量時，先將橡膠圈放置在平臺或玻璃板上，將尺圈成小于被測橡膠圈內徑的圓圈，同時放于被測橡膠圈內（付尺緊貼內壁），手推（拉）鋼圍尺，擴大其圓周，使其與被測橡膠圈內壁貼合，最后采用游標原理（如圖3示）讀數(shù)，即得到被測橡膠圈內徑，它的示值誤差：<100mm為±O.05mm、在100～300mm為±O.08mm。

2、數(shù)據(jù)比對

比較各種檢測方法的數(shù)據(jù)，判斷其變化量。

我們分析一組橡膠圈通過不同的設備檢測得到一組數(shù)據(jù)如表1。

通過表1對萬能工具顯微鏡檢測數(shù)據(jù)、錐度量規(guī)、尺寸測量儀所檢測的數(shù)據(jù)比對，分析可以看出，此方法對于檢測φ300以下的橡膠圈具有可靠性。

3、檢測方法的確定

比較三種檢測量具的優(yōu)缺點：

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

2）使用尺寸測量儀測量精度高、測量范圍有局限性（型號ET-3-125、范圍2-125mm）、且造價高（價位30萬）。測大規(guī)格的設備：型號Migg470范圍3-470 mm、造價為40萬。

3）使用鋼圍尺（游標π尺）方法簡單、易掌握，并能直接讀數(shù)。測量中要掌握好鋼圍尺（游標π尺）的用力程度，不要用力張開（或收緊）鋼圍尺（游標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

綜合上述情況，根據(jù)我公司的實際現(xiàn)狀，從經(jīng)濟性、實用性等方面考慮，克服各種困難，為實現(xiàn)橡膠圈定位裝夾、準確檢測，我們通過多種方法的不斷測試、探討，比對檢測數(shù)據(jù)的大小，判斷誤差來源，分析了檢測方法的穩(wěn)定性，總結出了合理可行的檢測方法。根據(jù)不同的尺寸所用不同的檢測儀器，如下表2所示

5、結束語

我們利用放大圖測量裝置的非接觸測量功能，通過增加輔助量具一一測具轉盤，實現(xiàn)對較大（>300mm）橡膠圈的準確檢測，此方法的測量精度可達O.05mm，解決了大尺寸橡膠圈檢測誤差大的問題。同時增強檢測設備新的檢測功能、開發(fā)新的檢測技術。

通過相應的檢測技術手段達到“質量創(chuàng)效”的目的艉升產(chǎn)品質量，提高產(chǎn)品合格率，降低生產(chǎn)成本5萬，創(chuàng)造經(jīng)濟價值大約30萬。通過調研與研究，攻關試驗等手段實現(xiàn)彈性件的準確測量，使外購件產(chǎn)品得以驗收并交付使用。