| 标准编号 | GB/T 13871.4-2023 (GB/T13871.4-2023) | | 中文名称 | 密封元件为弹性体材料的旋转轴唇形密封圈 第4部分：性能试验程序 | | 英文名称 | Rotary shaft lip-type seals incorporating elastomeric sealing elements - Part 4: Performance test procedures | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | G43 | | 国际标准分类 | 83.140.50; 23.100.60 | | 字数估计 | 15,194 | | 发布日期 | 2023-11-27 | | 实施日期 | 2024-06-01 | | 旧标准 (被替代) | GB/T 13871.4-2007 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 13871.4-2023: 密封元件为弹性体材料的旋转轴唇形密封圈 第4部分：性能试验程序
ICS 83.140.50;23.100.60
CCSG43
中华人民共和国国家标准
代替GB/T 13871.4-2007
密封元件为弹性体材料的旋转轴唇形密封圈
第4部分:性能试验程序
(ISO 6194-4:2009,MOD)
2023-11-27发布
2024-06-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
前言
本文件按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
本文件是GB/T 13871《密封元件为弹性体材料的旋转轴唇形密封圈》的第4部分。GB/T 13871
已经发布了以下部分:
---第1部分:尺寸和公差;
---第2部分:词汇;
---第3部分:贮存、搬运和安装;
---第4部分:性能试验程序;
---第5部分:外观缺陷的识别;
---第6部分:弹性体材料规范。
本文件代替GB/T 13871.4-2007《密封元件为弹性体材料的旋转轴唇形密封圈 第4部分:性能
试验程序》,与GB/T 13871.4-2007相比,除结构调整和编辑性改动外,主要技术变化如下:
a) 术语和定义中用GB/T 13871.2替换了GB/T 5719(见第3章,2007年版的第3章);
b) 增加了符号(见3.2);
c) 更改了预试验程序中对密封圈的检验要求(见4.1,2007年版的4.1);
d) 更改了密封圈弹性体材料性能要求(见4.2,2007年版的4.2及第7章);
e) 增加了对密封唇径向力的测定要求[见4.3g)];
f) 删除了试验设备附加要求中“试验液体的最少用量为0.75L”的要求[见2007年版的5.1.2j)];
g) 删除了试验设备附加要求中“应提供必要的手段来收集和测量从密封圈泄漏的液体质量”的要
求[见2007年版的5.1.2m)];
h) 删除了 “在每个周期轮换时旋转方向应相反”的操作要求(见2007年版的5.4);
i) 增加了“密封唇不应有目视可见的缺口、裂纹、撕裂等缺陷”的要求(见5.7);
j) 更改了“低温试验”中“合格判定”的内容(见6.7,2007年版的6.7)。
本文件修改采用ISO 6194-4:2009《密封元件为弹性体材料的旋转轴唇形密封圈 第4部分:性能
试验程序》。
本文件与ISO 6194-4:2009相比做了下述结构调整:
---4.2对应ISO 6194-4:2009的4.2和第7章;
---第7章对应ISO 6194-4:2009的第8章。
本文件与ISO 6194-4:2009的技术差异及其原因如下:
a) 用规范性引用的 GB/T 13871.2替换了ISO 6194-2、GB/T 17446替换了ISO 5598(见第
3章),以适应我国的技术条件;
b) 用规范性引用的GB/T 13871.1替换了ISO 6194-1(见3.2),以适应我国的技术条件;
c) 更改了预试验程序中对密封圈的检验要求,并增加了规范性引用的GB/T 13871.5(见4.1,
ISO 6194-4:2009的4.1),以使预试验程序更加完善;
d) 用规范性引用的GB/T 13871.6替换了密封圈弹性体材料的性能要求及其试验方法并删除了
规范性引用的ISO 2781、ISO 48、ISO 815-1、ISO 815-2、ISO 1817、ISO 188、ISO 812(见
4.2,ISO 6194-4:2009的4.2及第7章),以适应我国的技术条件;
e) 删除了试验设备的标准轴和腔体的选择(见ISO 6194-4:2009的5.1及表1),以适应我国的技
术条件;
f) 删除了设备附加要求中“试验液体的最少用量为0.75L”的要求[见ISO 6194-4:2009的
5.1j)],以适应我国的技术条件;
g) 删除了设备附加要求中的“应提供收集和测量在试验过程中从密封圈泄漏的液体的质量的手
段”的要求[见ISO 6194-4:2009的5.1m)],以适应我国的技术条件;
h) 增加了试验程序中密封圈的安装要求,并增加了规范性引用的GB/T 13871.3(见5.2.2、6.4.4),以
提高试验的可操作性;
i) 增加了对密封圈径向力的测定要求和观察密封唇是否有泄漏的要求(见5.5),以适应我国的技
术条件;
j) 增加了“密封唇不应有目视可见的缺口、裂纹、撕裂等缺陷”的内容(见5.7),以适应我国的技术
条件;
k) 更改了“低温试验”中“合格判定”的内容(见6.7,ISO 6194-4:2009的6.7),以适应我国的技术
条件。
本文件做了下列编辑性改动:
---图1的尺寸符号说明中,按照我国的尺寸表述习惯,删除“公称”(nominal)的表述;
---“动态常温试验”更改为“动态试验”,“动态低温试验”更改为“低温试验”;
---删除了ISO 6194-4:2009的附录C(资料性)“弹性材料试验报告典型示例”。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国石油和化学工业联合会提出。
本文件由全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会密封制品分技术委员会(SAC/TC35/SC3)
归口。
本文件起草单位:青岛北海密封技术有限公司、广州国机密封科技有限公司、安徽中鼎密封件股份
有限公司、常州朗博密封科技股份有限公司、西北橡胶塑料研究设计院有限公司、广东天诚密封件股份
有限公司、成都盛帮密封件股份有限公司、南京利德东方橡塑科技有限公司、宁国市普萨斯密封技术有
限公司、江苏明珠试验机械有限公司、广东鑫辉科技股份有限公司、咸阳海龙密封复合材料有限公司、常
州绍鼎密封科技有限公司、湖南橡塑密封件厂有限公司、浙江博纳华创汽车部件有限公司、浙江科普特
新材料有限公司。
本文件主要起草人:吴永增、陈晴、柯玉超、吴兴才、舒本勤、陈奕沁、王林、王亮燕、朱宝宁、包达飞、
欧喜兵、祝海峰、陈继凯、吴春蕾、苏锐芬、冯定艳、李学广、方荣平、祝立夫、何建军、饶文、孙淼英、
周乐宁、叶申、王唐晶。
本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为:
---1993年首次发布为GB/T 14273-1993,2007年第一次修订为GB/T 13871.4-2007;
---本次为第二次修订。
引 言
旋转轴唇形密封圈是在压差相对较低设备中密封液体(如润滑油)的。通常是轴旋转,腔体静止,有
些情况下是轴静止,腔体旋转。
通常是在轴和弹性体密封元件之间设计为过盈配合来实现这种动态密封。
类似地,在旋转轴唇形密封圈外径和腔体内孔直径之间的过盈配合能够紧固密封圈并防止静态
泄漏。
GB/T 13871《密封元件为弹性体材料的旋转轴唇形密封圈》规定了密封元件为弹性体材料的旋转
轴唇形密封圈,由6个部分组成。
---第1部分:尺寸和公差。目的是用于密封元件为弹性体材料的旋转轴唇形密封圈的尺寸设计
和验收。
---第2部分:词汇。目的是汇总和界定密封元件为弹性体材料的旋转轴唇形密封圈的术语和定
义,便于理解和沟通。
---第3部分:贮存、搬运和安装。目的是规范密封圈在贮存、搬运和安装过程中的操作,这些操作
需小心得当,以避免在安装之前和安装过程中造成的损害影响密封圈的使用寿命。
---第4部分:性能试验程序。目的是检验密封元件为弹性体材料的旋转轴唇形密封圈实际使用
效果。
---第5部分:外观缺陷的识别。目的是用于辨识外观质量,避免因外观缺陷造成泄漏。
---第6部分:弹性体材料规范。目的是为各种不同工作条件下旋转轴唇形密封圈选择适用的弹
性体材料。
密封元件为弹性体材料的旋转轴唇形密封圈
第4部分:性能试验程序
警告:使用本文件的人员应熟悉正规的实验室的操作规程。本文件并未指出所有与其应用有关的
安全问题(如有的话),但注意在处理冷热流体及设备时,必须采取正确的防护措施。使用者有责任建立
适当的安全和健康规程,并保证符合国家的监管条件。
1 范围
本文件规定了密封元件为弹性体材料的旋转轴唇形密封圈(以下简称密封圈)的符号及标注说
明,描述了试验前检测、动态试验和低温试验的方法。
本文件适用于低压条件(见GB/T 13871.1)下使用的密封圈。
注:GB/T 13871(所有部分)与GB/T 21283(所有部分)互为补充,GB/T 21283(所有部分)规定的是密封元件为热
塑性材料的旋转轴唇形密封圈。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于
本文件。
GB/T 13871.1 密封元件为弹性体材料的旋转轴唇形密封圈 第1部分:尺寸和公差
(GB/T 13871.1-2022,ISO 6194-1:2007,MOD)
GB/T 13871.2 密封元件为弹性体材料的旋转轴唇形密封圈 第2部分:词汇(GB/T 13871.2-
2015,ISO 6194-2:2009,MOD)
GB/T 13871.3 密封元件为弹性体材料的旋转轴唇形密封圈 第3部分:贮存、搬运和安装
(GB/T 13871.3-2023,ISO 6194-3:2009,MOD)
GB/T 13871.5 密封元件为弹性体材料的旋转轴唇形密封圈 第5部分:外观缺陷的识别
(GB/T 13871.5-2015,ISO 6194-5:2008,IDT)
GB/T 13871.6 密封元件为弹性体材料的旋转轴唇形密封圈 第6部分:弹性体材料规范
GB/T 17446 流体传动系统及元件 词汇(GB/T 17446-2012,ISO 5598:2008,IDT)
3 术语和定义、符号
3.1 术语和定义
GB/T 13871.2和GB/T 17446界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1.1
批次 batch
按一定的配方由单一的生产工艺制造的可识别和可追溯的一定数量的橡胶材料。
3.2 符号
GB/T 13871.1界定的符号适用于本文件。
4 试验前检测
4.1 检查所有待检测的密封圈,主唇外观不应有GB/T 13871.5中的缺陷,尺寸应符合GB/T 13871.1
或相关图样和技术规范的要求。
4.2 确认所有待检密封圈材料的批次,弹性体材料的性能应符合GB/T 13871.6或与用户约定的要求。
4.3 为准确地分析试验结果,在进行试验前,测量和测定密封圈的下列特性值:
a) 密封唇直径(带弹簧);
b) 密封唇直径(不带弹簧,卸下弹簧静置24h后测量);
c) 密封圈外径及圆度;
d) 试验轴径、材料及硬度、表面粗糙度;
e) 腔体直径、材料、表面粗糙度;
f) 防护唇直径(若有);
g) 密封唇径向力(若需要)。
4.4 确认规定的轴偏心量和腔体偏心量与试验设备相匹配。
5 动态试验
5.1 试验设备
5.1.1 试验设备应与图1示意图类似,由一个腔体(用于安装试验密封圈和盛装试验液)和一个旋转试
验轴(由水平放置的机头支架支承)组成,腔体和试验轴的尺寸设计应符合GB/T 13871.1的规定,腔体
和轴应再现4.4的规定的偏心量。
标引序号说明:
1 ---加液斗;
2 ---隔热片;
3 ---驱动带轮;
4 ---加热片;
5 ---冷却管;
6 ---密封圈腔体;
7 ---试验密封圈;
8 ---试验轴;
9 ---机头支架;
10---紧固环;
11---垫片;
12---试验液;
b ---密封圈轴向宽度;
d ---试验轴径;
D---腔体内孔直径或密封圈外径。
图1 动态试验设备示意图
5.1.2 试验设备还应符合下列附加要求:
a) 试验轴转速误差在±3%之内;
b) 每次试验过程中,试验轴的偏心量与4.4确定的偏心量之间的误差控制在±0.03mm之内;
c) 机头支架结构设计时,保证腔体内孔和试验轴在整个试验温度范围内的同轴度不超过
0.03mm;
d) 机头设计时,保证最小的变形和振动;
e) 机头和热传递系统保证试验液体的温度误差在±3℃之内,并与大气相通;
f) 采用适当的供热方式以避免液体局部温度过高而导致液体分解;
g) 试验轴的表面无加工螺旋纹并符合GB/T 13871.1规定的要求;
h) 腔体内孔符合GB/T 13871.1规定的要求;
i) 试验轴和腔体的材料、表面粗糙度和尺寸尽可能接近实际使用;
j) 腔体内液体液位在试验轴最低点以上0.3d~0.5d之间(d为试验轴径,见图1);
k) 对于内置轴承的密封圈腔体,设置泄压装置以防止轴承和试验密封圈之间压力过大;
l) 机头设置能使工作压力增加的加压装置;
m)机头设置能测量或观测液位的装置。
5.2 安装
5.2.1 彻底清理机头,应保证腔体内无污染和外来杂质。
5.2.2 按GB/T 13871.3的要求将密封圈安装到腔体内,调整、测量或计算偏心量。
5.2.3 除非另有规定,确保密封圈的唇平面与试验轴轴线垂直。
5.2.4 通过调整试验轴,确保密封唇与试验轴密封配合面为未使用过的区域。
5.3 试验条件
试验条件应为供需双方商定的接近实际应用的条件,如额定工作温度、额定转速、最高工作温度、最
高转速。
5.4 试验程序
取6个密封圈,做10个周期的试验,每个周期24h,其中在额定温度和转速下试验14h,在最高温
度和转速下试验6h,停机4h,这时试验设备冷却至室温。对于使用寿命试验,每个周期的持续时间由
用户和供应商商定。
5.5 试验后检测
试验完成后,测量密封圈的密封唇直径、防护唇直径(若有)、密封唇磨损宽度,测定密封唇径向力
(如果需要,试验方法由供需双方协商确定)。观察密封唇是否有泄漏(即从密封圈外部观察,不应有任
何湿润)。检查密封唇是否有缺口、裂纹、撕裂等缺陷。
5.6 记录
在密封圈的试验报告中记录所有试验数据,密封圈的动态试验报告的示例见附录A。
5.7 合格标准
除非供需双方另有约定,6个密封圈均不应有可见的泄漏,密封唇不应有目视可见的缺口、裂纹、
撕裂等缺陷。
注:密封圈的实际密封性能受诸多非试验范围内的操作和环境因素影响,所以,本试验合格的密封圈,不能保证在
实际使用不发生泄漏。
6 低温试验
6.1 总则
本试验适用于所有的最低工作温度在-10℃及以下的旋转轴唇形密封圈。
6.2 试验装置
试验装置应与图2示意图类似。
试验轴和密封圈腔体应模拟用户规定的预计最大偏心量,试验轴径、试验轴表面粗糙度和密封圈腔
体内孔直径应符合GB/T 13871.1规定的要求。
标引序号说明:
1 ---手柄;
2 ---密封圈腔体;
3 ---试验液;
4 ---试验轴;
5 ---垫片;
6 ---套管;
7 ---六角螺母;
8 ---垫片;
9 ---试验密封圈;
10---底座;
11---用于固定在冷冻基座上的销钉孔。
图2 低温试验装置示意图
6.3 安装
按照5.2.1、5.2.2和5.2.3的要求进行安装。
6.4 试验程序
6.4.1 取2个密封圈,在给定的工作温度下将密封圈浸泡在试验液体中70h。
6.4.2 从试验液体中取出密封圈,抖落多余的液体,但不要擦干。
6.4.3 用少量的试验液体润滑试验轴。
6.4.4 按GB/T 13871.3的要求将密封圈安装在试验装置上。
6.4.5 将试验液注入试验装置,使密封唇的液体侧被浸泡。
6.4.6 将试验装置放在冷冻箱内,在用户规定的最低使用温度下停放16h。
6.4.7 在试验装置仍在冷冻箱内的情况下,按照顺时针方向以接近1Hz的频率手动转动10圈,每圈
180°停1次。
6.4.8 从冷却箱中取出试验装置,在室温下最少停放6h。
6.4.9 从试验装置上卸下密封圈。
6.5 试验后检测
观察密封唇是否有泄漏。检查密封唇是否有缺口、裂纹、撕裂等缺陷。
6.6 记录
在密封圈的试验报告中记录所有试验数据,密封圈的低温试验报告的示例见附录B。
6.7 合格标准
除非供需双方另有约定,两个密封圈均不应有可见的泄漏,密封唇不应有目视可见的缺口、裂纹、撕
裂等缺陷。
7 标注说明
当遵守本文件时,建议密封圈制造商在试验报告、产品目录和销售文件中使用以下文字:“密封圈的
性能试验程序符合GB/T 13871.4《密封元件为弹性体材料的旋转轴唇形密封圈 第4部分:性能试验
附 录 A
(资料性)
密封圈动态试验报告示例
密封圈动态试验报告示例见表A.1。
表A.1 密封圈动态试验报告
1.基本信息
试验报告名称
密封圈图号或应用的技术规范
弹性体材料 批次
2.试验前检测数据
试验密封圈编号 1 2 3 4 5 6
密封唇直径/mm
带弹簧
不带弹簧
密封圈外径/mm
平均直径
圆度
防护唇直径/mm (若有)
密封唇径向力
带弹簧
不带弹簧
密封唇外观质量描述
3.试验条件
试验液
种类 ISO 黏度级别
常用工作温度/℃ 最高工作温度/℃
试验轴
直径/mm 材料
偏心量/mm 表面粗糙度 Ra: μm 或Rz: μm
额定试验转速/(r/min) 最高试验转速/(r/min)
腔体
直径/mm 材料
偏心量/mm 表面粗糙度 Ra: μm 或Rz: μm
试验周期(若与5.4的规定不同)
4.试验后检测数据
试验密封圈编号 1 2 3 4 5 6
密封唇直径/mm
带弹簧
不带弹簧
密封圈外/mm
平均直径
圆度
表A.1 密封圈动态试验报告 (续)
防护唇直径/mm (若有)
密封唇径向力
带弹簧
不带弹簧
密封唇磨损带宽度
密封唇外观质量描述
5.试验结果判定
......
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