水潤(rùn)滑軸承綜合試驗(yàn)臺(tái)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于水潤(rùn)滑軸承試驗(yàn)檢測(cè)裝置，具體涉及一種水潤(rùn)滑軸承綜合試驗(yàn)臺(tái)，包括一個(gè)密封殼體，所述密封殼體內(nèi)設(shè)有兩個(gè)水潤(rùn)滑軸承，所述兩水潤(rùn)滑軸承的中心孔內(nèi)設(shè)有一根轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸電機(jī)主軸連接，所述密封殼體上設(shè)有出水孔和進(jìn)水孔，所述轉(zhuǎn)軸上設(shè)有圓盤狀負(fù)載，所述水潤(rùn)滑軸承上設(shè)有液膜壓力檢測(cè)單元，所述轉(zhuǎn)軸的周面旁側(cè)設(shè)有轉(zhuǎn)軸徑向位移檢測(cè)單元，本發(fā)明能夠模擬負(fù)載及干、濕轉(zhuǎn)子等多級(jí)泵運(yùn)行時(shí)的真實(shí)工況,同時(shí)對(duì)水潤(rùn)滑軸承及轉(zhuǎn)軸的各運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，通過測(cè)量在各種工作參數(shù)下的啟停過程軸心運(yùn)動(dòng)軌跡，判定混合摩擦、部分彈流動(dòng)潤(rùn)滑和完全彈性流體動(dòng)壓潤(rùn)滑狀態(tài)，掌握水潤(rùn)滑軸承的潤(rùn)滑狀態(tài)，揭示軸頸磨損的根本原因，為控制磨損提供理論依據(jù)。
【專利說明】水潤(rùn)滑軸承綜合試驗(yàn)臺(tái)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水潤(rùn)滑軸承試驗(yàn)檢測(cè)裝置，具體涉及一種水潤(rùn)滑軸綜合承試驗(yàn)臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]水潤(rùn)滑軸承的潤(rùn)滑介質(zhì)為水，具有成本低，環(huán)保無污染，減磨節(jié)能，阻燃性好等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已得到廣泛應(yīng)用。水潤(rùn)滑軸承也逐漸運(yùn)用于各類泵上，特別是大型海水淡化高壓泵水潤(rùn)滑軸承的使用，大大地簡(jiǎn)化了整機(jī)結(jié)構(gòu)、提高了泵的效率。
[0003]由于水的潤(rùn)滑性能較油來說較差，水膜的承載力、吸振能力和阻尼都比油膜低許多，其形成動(dòng)壓潤(rùn)滑的難度較大，因此其帶來的軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)穩(wěn)定性問題也十分明顯。特別是在機(jī)組啟動(dòng)與停機(jī)過程中水潤(rùn)滑軸承軸頸的偏心率與偏位角瞬態(tài)變化，軸瓦常處于干摩擦與邊界摩擦狀態(tài)，易引起軸瓦磨損、轉(zhuǎn)子振動(dòng)等系統(tǒng)穩(wěn)定性問題。在嚴(yán)重情況下，軸頸與軸瓦可能咬死，導(dǎo)致系統(tǒng)停機(jī)。即使在穩(wěn)定轉(zhuǎn)速工況下，由于轉(zhuǎn)子制造誤差造成的不平衡載荷也會(huì)對(duì)其系統(tǒng)穩(wěn)定性帶來影響。
[0004]然而，當(dāng)前技術(shù)對(duì)于水潤(rùn)滑軸承試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)與測(cè)試都有許多不完善的地方。例如專利名稱為水潤(rùn)滑軸承及傳動(dòng)系統(tǒng)綜合性能實(shí)驗(yàn)平臺(tái)(申請(qǐng)?zhí)?201110119766.8，申請(qǐng)日:2011.05.10)的發(fā)明專利公開了一種水潤(rùn)滑軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)，主要包括驅(qū)動(dòng)裝置、加載裝置和檢測(cè)裝置，該水潤(rùn)滑軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)只能單獨(dú)對(duì)水潤(rùn)滑軸承的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，沒有考慮到干、濕轉(zhuǎn)子狀態(tài)下的軸承轉(zhuǎn)子動(dòng)力響應(yīng)問題，因此，需要設(shè)計(jì)一種能夠模擬真實(shí)負(fù)載及干、濕轉(zhuǎn)子工況并有完善的測(cè)量系統(tǒng)的水潤(rùn)滑軸承綜合試驗(yàn)臺(tái)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種能夠模擬負(fù)載及干、濕轉(zhuǎn)子等真實(shí)工況而且能精確測(cè)量水潤(rùn)滑軸承各運(yùn)行參數(shù)的水潤(rùn)滑軸綜合承試驗(yàn)臺(tái)。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案:一種水潤(rùn)滑軸承綜合試驗(yàn)臺(tái)，包括試驗(yàn)臺(tái)支架上設(shè)置的一個(gè)密封殼體，所述密封殼體內(nèi)設(shè)有兩個(gè)同軸設(shè)置且軸線水平設(shè)置的水潤(rùn)滑軸承，所述兩水潤(rùn)滑軸承的中心孔內(nèi)設(shè)有一根轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸與水潤(rùn)滑軸承構(gòu)成間隙轉(zhuǎn)動(dòng)配合，所述轉(zhuǎn)軸的一端延伸至密封殼體外部與電機(jī)主軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)連接構(gòu)成驅(qū)動(dòng)端，所述密封殼體上設(shè)有出水孔和進(jìn)水孔，所述轉(zhuǎn)軸位于兩個(gè)水潤(rùn)滑軸承之間的軸體上同軸設(shè)有一個(gè)或一個(gè)以上圓盤狀負(fù)載，所述圓盤狀負(fù)載與轉(zhuǎn)軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述兩個(gè)水潤(rùn)滑軸承的內(nèi)環(huán)面上均設(shè)有液膜壓力檢測(cè)單元，所述轉(zhuǎn)軸的周面旁側(cè)緊鄰兩水潤(rùn)滑軸承位置處設(shè)有轉(zhuǎn)軸徑向位移檢測(cè)單元。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)效果在于:模擬負(fù)載及干、濕轉(zhuǎn)子等多級(jí)泵運(yùn)行時(shí)的真實(shí)工況，同時(shí)對(duì)水潤(rùn)滑軸承及轉(zhuǎn)軸的各運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，通過測(cè)量在各種工作參數(shù)下的啟停過程軸心運(yùn)動(dòng)軌跡，繪制最小水膜厚度等值線，引入膜厚比，判定混合摩擦、部分彈性流動(dòng)潤(rùn)滑和完全彈性流體動(dòng)壓潤(rùn)滑狀態(tài)，掌握水潤(rùn)滑軸承的潤(rùn)滑狀態(tài)，揭示軸頸磨損的根本原因，為控制磨損提供理論依據(jù)?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明的總裝剖視圖；
[0009]圖2是圖1的A-A剖視圖；
[0010]圖3是圖1的B-B剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]如圖1所示，一種水潤(rùn)滑軸承綜合試驗(yàn)臺(tái)，包括試驗(yàn)臺(tái)支架11上設(shè)置的一個(gè)密封殼體，所述密封殼體內(nèi)設(shè)有兩個(gè)同軸設(shè)置且軸線水平設(shè)置的水潤(rùn)滑軸承20，所述兩水潤(rùn)滑軸承20的中心孔內(nèi)設(shè)有一根轉(zhuǎn)軸30，所述轉(zhuǎn)軸30與水潤(rùn)滑軸承20構(gòu)成間隙轉(zhuǎn)動(dòng)配合，所述轉(zhuǎn)軸30的一端延伸至密封殼體外部與電機(jī)主軸40同步轉(zhuǎn)動(dòng)連接構(gòu)成驅(qū)動(dòng)端,所述密封殼體上設(shè)有出水孔和進(jìn)水孔，所述轉(zhuǎn)軸30位于兩個(gè)水潤(rùn)滑軸承20之間的軸體上同軸設(shè)有一個(gè)或一個(gè)以上圓盤狀負(fù)載31，所述圓盤狀負(fù)載31與轉(zhuǎn)軸30同步轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述兩個(gè)水潤(rùn)滑軸承20的內(nèi)環(huán)面上均設(shè)有液膜壓力檢測(cè)單元，所述轉(zhuǎn)軸30的周面旁側(cè)緊鄰兩水潤(rùn)滑軸承20位置處設(shè)有轉(zhuǎn)軸徑向位移檢測(cè)單元。本發(fā)明通過兩端支撐的方式將轉(zhuǎn)軸30安裝在兩個(gè)水潤(rùn)滑軸承20之間，同時(shí)在軸承30上施加負(fù)載31并利用密封殼體營(yíng)造出干、濕兩種不同的工作環(huán)境，以此來模擬多級(jí)泵中轉(zhuǎn)軸和水潤(rùn)滑軸承的真實(shí)工作狀態(tài)，另外，可以通過改變圓盤狀負(fù)載的數(shù)量來調(diào)節(jié)負(fù)載的大小，這樣測(cè)得的轉(zhuǎn)軸30的偏移軌跡以及水潤(rùn)滑軸承20中的液膜壓力就更加接近實(shí)際工況下的真實(shí)值，極大提高了水潤(rùn)滑軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)結(jié)果的可靠性。
[0012]如圖1所示，所述兩個(gè)水潤(rùn)滑軸承20之間設(shè)有一個(gè)筒狀殼體70，所屬筒狀殼體70的兩個(gè)開口處端面分別與兩個(gè)水潤(rùn)滑軸承20的端面密封連接，位于轉(zhuǎn)軸30驅(qū)動(dòng)端一側(cè)的水潤(rùn)滑軸承20b的外側(cè)端面上沿軸線方向向外設(shè)有一段管狀延伸部，所述管狀延伸部的內(nèi)徑大于水潤(rùn)滑軸承20中心孔的直徑，所述管狀延伸部的懸伸端內(nèi)環(huán)面與轉(zhuǎn)軸30之間設(shè)有機(jī)械密封23，位于轉(zhuǎn)軸30非驅(qū)動(dòng)端的水潤(rùn)滑軸承20a的外側(cè)端面上設(shè)有端蓋24，所述筒狀殼體70、端蓋24、機(jī)械密封23以及水潤(rùn)滑軸承20的外環(huán)面共同構(gòu)成密封殼體。筒狀殼體70就相當(dāng)于多級(jí)泵的外殼，上述結(jié)構(gòu)最大程度上模擬了多級(jí)泵的真實(shí)結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步確保了檢測(cè)的準(zhǔn)確性。
[0013]如圖1、2所示，所述端蓋24上設(shè)有非驅(qū)動(dòng)端通水孔241，所述管狀沿伸部的環(huán)面上設(shè)有驅(qū)動(dòng)端通水孔25，所述筒狀殼體70上設(shè)有總進(jìn)水孔71，所述筒狀殼體70的最低處筒壁上設(shè)有總出水孔72，所述總出水孔72上設(shè)有堵頭。當(dāng)檢測(cè)人員需要模擬干轉(zhuǎn)子的工作狀態(tài)時(shí)，先將總出水孔72上的堵頭打開，然后從驅(qū)動(dòng)端通水孔25和非驅(qū)動(dòng)端通水孔241對(duì)兩個(gè)水潤(rùn)滑軸承20進(jìn)行供水，水流滲透到轉(zhuǎn)軸30與水潤(rùn)滑軸承20之間的徑向間隙中形成液膜，然后從水潤(rùn)滑軸承20另一端溢出，最后自總出水孔流出，這樣就保證了轉(zhuǎn)軸30及負(fù)載31處在干室環(huán)境中，模擬了多級(jí)泵在空轉(zhuǎn)時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)。在模擬濕轉(zhuǎn)子的工作狀態(tài)時(shí)，首先將總出水孔72的堵頭堵上，然后從總進(jìn)水孔71向密封殼體內(nèi)供水，水流最終會(huì)充滿整個(gè)腔室，同時(shí)會(huì)滲入水潤(rùn)滑軸承20和轉(zhuǎn)軸30之間的徑向間隙形成液膜，多余的水流會(huì)從驅(qū)動(dòng)端通水孔25和非驅(qū)動(dòng)端通水孔241流出從而起到對(duì)腔室進(jìn)行泄壓的作用，這樣就模擬了多級(jí)泵的正常泵水狀態(tài)。[0014]如圖1所示，所述端蓋24上設(shè)有一個(gè)非驅(qū)動(dòng)端壓力傳感器64，所述非驅(qū)動(dòng)端壓力傳感器64安裝在端蓋24上設(shè)置的通孔內(nèi)，所述管狀延伸部上設(shè)有一個(gè)驅(qū)動(dòng)端壓力傳感器63，所述驅(qū)動(dòng)端壓力傳感器63安裝在管狀延伸部的環(huán)面上設(shè)置的通孔內(nèi)，所述筒狀殼體70的筒臂上設(shè)有腔內(nèi)壓力傳感器65。分別對(duì)驅(qū)動(dòng)端壓力、非驅(qū)動(dòng)端壓力和腔室內(nèi)壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，對(duì)測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，判斷水壓與多級(jí)泵的其它運(yùn)行參數(shù)之間的關(guān)系。
[0015]如圖1、2所示，所述轉(zhuǎn)軸徑向位移檢測(cè)單元包括兩組電渦流位移傳感器61，每組電渦流位移傳感器61包括沿轉(zhuǎn)軸30周向布置的兩個(gè)相互垂直的電渦流位移傳感器61a、61b，所述兩組電渦流位移傳感器61分別緊鄰兩個(gè)水潤(rùn)滑軸承20設(shè)置。每組電渦流位移傳感器61可分別對(duì)一個(gè)水潤(rùn)滑軸承20旁側(cè)的轉(zhuǎn)軸30的徑向位移進(jìn)行檢測(cè)，該位置處的轉(zhuǎn)軸30的徑向位移也就近似與位于水潤(rùn)滑軸承20內(nèi)部的轉(zhuǎn)軸30的徑向位移，每組中包含兩個(gè)相互垂直布置的電渦流位移傳感器61a、61b，這樣就能夠?qū)D(zhuǎn)軸30在X、Y兩個(gè)方向上的位移進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)而能夠繪制出轉(zhuǎn)軸30的徑向位移軌跡。
[0016]如圖2所示，所述相互垂直的兩個(gè)電渦流傳感器61a、61b呈斜向布置在筒狀殼體70的上半部，這樣能夠防止水流從傳感器安裝座的縫隙中滲出。
[0017]如圖3所示，所述液膜壓力檢測(cè)單元包括自水潤(rùn)滑軸承20的中心孔內(nèi)壁沿徑向向外呈放射狀均勻間隔布置的至少兩個(gè)測(cè)壓孔22，所述測(cè)壓孔22貫通至水潤(rùn)滑軸承20的外圓面上，所述測(cè)壓孔22位于水潤(rùn)滑軸承20外圓面上的孔口處設(shè)有沉孔部，所述沉孔部?jī)?nèi)設(shè)有壓力傳感器62，所述各測(cè)壓孔22均設(shè)置在水潤(rùn)滑軸承20的下半部；所述轉(zhuǎn)軸30與水潤(rùn)滑軸承20中心孔相配合的軸身段套設(shè)有軸套32，所述軸套32的外圓面與水潤(rùn)滑軸承20中心孔的內(nèi)壁之間存在徑向間隙。各測(cè)壓孔22內(nèi)的液流壓力就是該測(cè)壓孔22位于水潤(rùn)滑軸承20內(nèi)環(huán)面處的壓力，也就是該處液膜的壓力，由于水潤(rùn)滑軸承20中的液膜基本都產(chǎn)生在下半部徑向間隙中，所以只需要在水潤(rùn)滑軸承20的下班部設(shè)置液膜壓力檢測(cè)單元即可。
[0018]為方便調(diào)速所以本發(fā)明所使用的電機(jī)為變頻電機(jī)，所述轉(zhuǎn)軸30與電機(jī)主軸40通過彈性聯(lián)軸器50連接。
【權(quán)利要求】
1.一種水潤(rùn)滑軸承綜合試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于:包括試驗(yàn)臺(tái)支架(11)上設(shè)置的一個(gè)密封殼體，所述密封殼體內(nèi)設(shè)有兩個(gè)同軸設(shè)置且軸線水平設(shè)置的水潤(rùn)滑軸承(20)，所述兩水潤(rùn)滑軸承(20)的中心孔內(nèi)設(shè)有一根轉(zhuǎn)軸(30)，所述轉(zhuǎn)軸(30)與水潤(rùn)滑軸承(20)構(gòu)成間隙轉(zhuǎn)動(dòng)配合，所述轉(zhuǎn)軸(30)的一端延伸至密封殼體外部與電機(jī)主軸(40)同步轉(zhuǎn)動(dòng)連接構(gòu)成驅(qū)動(dòng)端，所述密封殼體上設(shè)有出水孔和進(jìn)水孔，所述轉(zhuǎn)軸(30)位于兩個(gè)水潤(rùn)滑軸承(20)之間的軸體上同軸設(shè)有一個(gè)或一個(gè)以上圓盤狀負(fù)載(31)，所述圓盤狀負(fù)載(31)與轉(zhuǎn)軸(30)同步轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述兩個(gè)水潤(rùn)滑軸承(20)的內(nèi)環(huán)面上均設(shè)有液膜壓力檢測(cè)單元，所述轉(zhuǎn)軸(30)的周面旁側(cè)緊鄰兩水潤(rùn)滑軸承(20)位置處設(shè)有轉(zhuǎn)軸徑向位移檢測(cè)單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水潤(rùn)滑軸承綜合試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于:所述兩個(gè)水潤(rùn)滑軸承(20)之間設(shè)有一個(gè)筒狀殼體(70)，所屬筒狀殼體(70)的兩個(gè)開口處端面分別與兩個(gè)水潤(rùn)滑軸承(20)的端面密封連接，位于轉(zhuǎn)軸(30)驅(qū)動(dòng)端一側(cè)的水潤(rùn)滑軸承(20b)的外側(cè)端面上沿軸線方向向外設(shè)有一段管狀延伸部，所述管狀延伸部的內(nèi)徑大于水潤(rùn)滑軸承(20)中心孔的直徑，所述管狀延伸部的懸伸端內(nèi)環(huán)面與轉(zhuǎn)軸(30)之間設(shè)有機(jī)械密封(23)，位于轉(zhuǎn)軸(30)非驅(qū)動(dòng)端的水潤(rùn)滑軸承(20a)的外側(cè)端面上設(shè)有端蓋(24)，所述筒狀殼體(70)、端蓋(24)、機(jī)械密封(23)以及水潤(rùn)滑軸承(20)的外環(huán)面共同構(gòu)成密封殼體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水潤(rùn)滑軸承綜合試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于:所述端蓋(24)上設(shè)有非驅(qū)動(dòng)端通水孔(241)，所述管狀沿伸部的環(huán)面上設(shè)有驅(qū)動(dòng)端通水孔(25)，所述筒狀殼體(70)上設(shè)有總進(jìn)水孔(71)，所述筒狀殼體(70)的最低處筒壁上設(shè)有總出水孔(72)，所述總出水孔(72)上設(shè)有堵頭。
4.根據(jù)權(quán)利 要求3所述的水潤(rùn)滑軸承綜合試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于:所述端蓋(24)上設(shè)有一個(gè)非驅(qū)動(dòng)端壓力傳感器(64)，所述非驅(qū)動(dòng)端壓力傳感器(64)安裝在端蓋(24)上設(shè)置的通孔內(nèi)，所述管狀延伸部上設(shè)有一個(gè)驅(qū)動(dòng)端壓力傳感器(63)，所述驅(qū)動(dòng)端壓力傳感器(63)安裝在管狀延伸部的環(huán)面上設(shè)置的通孔內(nèi)，所述筒狀殼體(70)的筒臂上設(shè)有腔內(nèi)壓力傳感器(65)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的水潤(rùn)滑軸承綜合試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于:所述轉(zhuǎn)軸徑向位移檢測(cè)單元包括兩組電渦流位移傳感器(61)，每組電渦流位移傳感器(61)包括沿轉(zhuǎn)軸(30)周向布置的兩個(gè)相互垂直的電渦流位移傳感器(61a、61b)，所述兩組電渦流位移傳感器(61)分別緊鄰兩個(gè)水潤(rùn)滑軸承(20)設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水潤(rùn)滑軸承綜合試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于:所述相互垂直的兩個(gè)電渦流傳感器(61a、61b)呈斜向布置在筒狀殼體(70)的上半部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的水潤(rùn)滑軸承綜合試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于:所述液膜壓力檢測(cè)單元包括自水潤(rùn)滑軸承(20)的中心孔內(nèi)壁沿徑向向外呈放射狀均勻間隔布置的至少兩個(gè)測(cè)壓孔(22)，所述測(cè)壓孔(22)貫通至水潤(rùn)滑軸承(20)的外圓面上，所述測(cè)壓孔(22)位于水潤(rùn)滑軸承(20)外圓面上的孔口處設(shè)有沉孔部，所述沉孔部?jī)?nèi)設(shè)有壓力傳感器(62)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水潤(rùn)滑軸承綜合試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于:所述各測(cè)壓孔(22)均設(shè)置在水潤(rùn)滑軸承(20 )的下半部。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的水潤(rùn)滑軸承綜合試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于:所述電機(jī)為變頻電機(jī)，所述轉(zhuǎn)軸(30)與電機(jī)主軸(40)通過彈性聯(lián)軸器(50)連接，所述轉(zhuǎn)軸(30)與水潤(rùn)滑軸承(20)中心孔相配合的軸身段套設(shè)有軸套(32)，所述軸套(32)的外圓面與水潤(rùn)滑軸承(20)中心孔的內(nèi)壁之間存在 徑向間隙。
【文檔編號(hào)】G01M13/04GK103776631SQ201410038846
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2014年1月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月27日
【發(fā)明者】葉曉琰, 張德勝, 胡敬寧, 施衛(wèi)東 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)