干、濕轉(zhuǎn)子水潤滑軸承試驗(yàn)臺的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于水潤滑軸承試驗(yàn)檢測裝置，具體涉及一種干、濕轉(zhuǎn)子水潤滑軸承試驗(yàn)臺，包括一個密封殼體，所述密封殼體內(nèi)設(shè)有兩個水潤滑軸承，所述兩水潤滑軸承的中心孔內(nèi)設(shè)有一根轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸與電機(jī)主軸連接構(gòu)成驅(qū)動端，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，所述兩個水潤滑軸承的內(nèi)環(huán)面上均設(shè)有液膜壓力檢測單元，本發(fā)明能夠模擬負(fù)載及干、濕轉(zhuǎn)子等真實(shí)工況,同時對水潤滑軸承中的液膜的壓力進(jìn)行檢測，再結(jié)合各種工作參數(shù)下的啟停過程軸心運(yùn)動軌跡，判定混合摩擦、部分彈流動潤滑和完全彈性流體動壓潤滑狀態(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】干、濕轉(zhuǎn)子水潤滑軸承試驗(yàn)臺
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水潤滑軸承試驗(yàn)檢測裝置，具體涉及一種干、濕轉(zhuǎn)子水潤滑軸承試驗(yàn)臺。
【背景技術(shù)】
[0002]因水潤滑軸承的潤滑介質(zhì)為水，所以具有成本低，環(huán)保無污染，減磨節(jié)能，阻燃性好等優(yōu)點(diǎn)，因此已得到廣泛應(yīng)用。水潤滑軸承也逐漸運(yùn)用于各類泵上，特別是大型海水淡化高壓泵水潤滑軸承的使用，大大地簡化了整機(jī)結(jié)構(gòu)、提高了泵的效率。
[0003]由于水的潤滑性能與油相比較差，水膜的承載力、吸振能力和阻尼都比油膜低許多，其形成動壓潤滑的難度較大，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)組啟動與停機(jī)過程中水潤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對其系統(tǒng)穩(wěn)定性帶來影響。
[0004]然而，當(dāng)前技術(shù)對于水潤滑軸承試驗(yàn)臺的設(shè)計與測試都有許多不完善的地方。最主要的是大多數(shù)的試驗(yàn)裝置只能進(jìn)行單一狀態(tài)下的水潤滑軸承試驗(yàn)，例如專利名稱為水潤滑軸承及傳動系統(tǒng)綜合性能實(shí)驗(yàn)平臺(申請?zhí)?201110119766.8,申請日=2011.05.10)。由于轉(zhuǎn)子在干狀態(tài)與濕狀態(tài)下其與軸承的系統(tǒng)動力學(xué)問題是不一樣的，因此需要設(shè)計并研制出一種可同時進(jìn)行干濕轉(zhuǎn)子狀態(tài)下的水潤滑軸承試驗(yàn)臺。

【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)工況而且能精確測量水潤滑軸承中的液膜壓力的干、濕轉(zhuǎn)子水潤滑軸承試驗(yàn)臺。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案:一種干、濕轉(zhuǎn)子水潤滑軸承試驗(yàn)臺，包括試驗(yàn)臺支架上設(shè)置的一個密封殼體，所述密封殼體內(nèi)設(shè)有兩個同軸設(shè)置且軸線水平設(shè)置的水潤滑軸承，所述兩水潤滑軸承的中心孔內(nèi)設(shè)有一根轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸與水潤滑軸承構(gòu)成間隙轉(zhuǎn)動配合，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)動連接構(gòu)成驅(qū)動端，所述密封殼體上設(shè)有出水孔和進(jìn)水孔，所述轉(zhuǎn)軸位于兩個水潤滑軸承之間的軸體上同軸設(shè)有一個或一個以上圓盤狀負(fù)載，所述圓盤狀負(fù)載與轉(zhuǎn)軸同步轉(zhuǎn)動連接，所述兩個水潤滑軸承的內(nèi)環(huán)面上均設(shè)有液膜壓力檢測單元。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)效果在于:模擬真實(shí)負(fù)載及干、濕轉(zhuǎn)子等多級泵的真實(shí)工作狀態(tài)，同時對水潤滑軸承中的液膜的壓力進(jìn)行檢測，再結(jié)合各種工作參數(shù)下的啟停過程軸心運(yùn)動軌跡，繪制最小水膜厚度等值線，引入膜厚比，判定混合摩擦、部分彈流動潤滑和完全彈性流體動壓潤滑狀態(tài)，掌握水潤滑軸承的潤滑狀態(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，一種干、濕轉(zhuǎn)子水潤滑軸承試驗(yàn)臺，包括試驗(yàn)臺支架11上設(shè)置的一個密封殼體，所述密封殼體內(nèi)設(shè)有兩個同軸設(shè)置且軸線水平設(shè)置的水潤滑軸承20，所述兩水潤滑軸承20的中心孔內(nèi)設(shè)有一根轉(zhuǎn)軸30，所述轉(zhuǎn)軸30與水潤滑軸承20構(gòu)成間隙轉(zhuǎn)動配合，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)動連接構(gòu)成驅(qū)動端,所述密封殼體上設(shè)有出水孔和進(jìn)水孔，所述轉(zhuǎn)軸30位于兩個水潤滑軸承20之間的軸體上同軸設(shè)有一個或一個以上圓盤狀負(fù)載31，所述圓盤狀負(fù)載31與轉(zhuǎn)軸30同步轉(zhuǎn)動連接，所述兩個水潤滑軸承20的內(nèi)環(huán)面上均設(shè)有液膜壓力檢測單元。本發(fā)明通過兩端支撐的方式將轉(zhuǎn)軸30安裝在兩個水潤滑軸承20之間，同時在軸承30上施加負(fù)載31并利用密封殼體營造出干、濕兩種不同的工作環(huán)境，以此來模擬多級泵中轉(zhuǎn)軸和水潤滑軸承的真實(shí)工作狀態(tài)，這樣測得的水潤滑軸承20內(nèi)的液膜壓力更加接近實(shí)際工況下的數(shù)值，該試驗(yàn)臺檢測的結(jié)果極大提高了對水潤滑軸承與轉(zhuǎn)子耦合系統(tǒng)判定的準(zhǔn)確性，另外還可以通過安裝不同數(shù)量的圓盤狀負(fù)載31實(shí)現(xiàn)對負(fù)載大小的調(diào)節(jié)。
[0012]如圖1所示，所述兩個水潤滑軸承20之間設(shè)有一個筒狀殼體70，所屬筒狀殼體70的兩個開口處端面分別與兩個水潤滑軸承20的端面密封連接，位于轉(zhuǎn)軸30驅(qū)動端一側(cè)的水潤滑軸承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)動端的水潤滑軸承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)于多級泵的外殼，上述結(jié)構(gòu)最大程度上模擬了多級泵的真實(shí)結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步確保了檢測結(jié)果對水潤滑軸承與轉(zhuǎn)子耦合系統(tǒng)判定的準(zhǔn)確性。
[0013]如圖1、2所示，所述端蓋24上設(shè)有非驅(qū)動端通水孔241，所述管狀沿伸部的側(cè)壁上設(shè)有驅(qū)動端通水孔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)檢測人員需要模擬干轉(zhuǎn)子的工作狀態(tài)時，需將總出水孔72上的堵頭打開，然后從驅(qū)動端通水孔25和非驅(qū)動端通水孔241對兩個水潤滑軸承20進(jìn)行供水，水流滲透到轉(zhuǎn)軸30與水潤滑軸承20之間的徑向間隙中形成液膜，然后從水潤滑軸承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，模擬了多級泵在空轉(zhuǎn)時的運(yùn)行狀態(tài)。在模擬濕轉(zhuǎn)子的工作狀態(tài)時，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，水流最終會充滿整個腔室，同時會滲入水潤滑軸承20和轉(zhuǎn)軸30之間的徑向間隙形成液膜，多余的水流會從驅(qū)動端通水孔25和非驅(qū)動端通水孔241流出從而起到對腔室進(jìn)行泄壓的作用，這樣就模擬了多級泵在實(shí)際泵水過程中的工作狀態(tài)。
[0014]如圖3所示，所述液膜壓力檢測單元包括自水潤滑軸承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測壓孔22，所述測壓孔22貫通至水潤滑軸承20的外環(huán)面上，所述測壓孔22位于水潤滑軸承20外環(huán)面上的孔口處設(shè)有沉孔部，所述沉孔部內(nèi)設(shè)有壓力傳感器62，所述各測壓孔22均設(shè)置在水潤滑軸承20的下半部。所述轉(zhuǎn)軸30與水潤滑軸承20中心孔相配合的軸身段套設(shè)有軸套32，所述軸套32的外環(huán)面與水潤滑軸承20內(nèi)環(huán)面之間存在徑向間隙。各測壓孔22內(nèi)的液流壓力就是該測壓孔22位于水潤滑軸承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，所以只需要在水潤滑軸承20的下班部設(shè)置液膜壓力檢測單元即可。
[0015]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)的主軸40通過彈性聯(lián)軸器50連接。
【權(quán)利要求】
1.一種干、濕轉(zhuǎn)子水潤滑軸承試驗(yàn)臺，其特征在于:包括試驗(yàn)臺支架(11)上設(shè)置的一個密封殼體，所述密封殼體內(nèi)設(shè)有兩個同軸設(shè)置且軸線水平設(shè)置的水潤滑軸承(20)，所述兩水潤滑軸承(20)的中心孔內(nèi)設(shè)有一根轉(zhuǎn)軸(30)，所述轉(zhuǎn)軸(30)與水潤滑軸承(20)構(gòu)成間隙轉(zhuǎn)動配合，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)動連接構(gòu)成驅(qū)動端，所述密封殼體上設(shè)有出水孔和進(jìn)水孔，所述轉(zhuǎn)軸(30)位于兩個水潤滑軸承(20)之間的軸體上同軸設(shè)有一個或一個以上圓盤狀負(fù)載(31)，所述圓盤狀負(fù)載(31)與轉(zhuǎn)軸(30)同步轉(zhuǎn)動連接，所述兩個水潤滑軸承(20)的內(nèi)環(huán)面上均設(shè)有液膜壓力檢測單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干、濕轉(zhuǎn)子水潤滑軸承試驗(yàn)臺，其特征在于:所述兩個水潤滑軸承(20)之間設(shè)有一個筒狀殼體(70)，所屬筒狀殼體(70)的兩個開口處端面分別與兩個水潤滑軸承(20 )的端面密封連接，位于轉(zhuǎn)軸(30 )的驅(qū)動端一側(cè)的水潤滑軸承(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)動端的水潤滑軸承(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所述的干、濕轉(zhuǎn)子水潤滑軸承試驗(yàn)臺，其特征在于:所述端蓋(24)上設(shè)有非驅(qū)動端通水孔(241)，所述管狀沿伸部的側(cè)壁上設(shè)有驅(qū)動端通水孔(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1或3所述的干、濕轉(zhuǎn)子水潤滑軸承試驗(yàn)臺，其特征在于:所述液膜壓力檢測單元包括自水潤滑軸承(20)的內(nèi)環(huán)面沿徑向向外呈放射狀均勻間隔布置的至少兩個測壓孔(22)，所述測壓孔(22)貫通至水潤滑軸承(20)的外環(huán)面上，所述測壓孔(22)位于水潤滑軸承(20)外環(huán)面上的孔口處設(shè)有沉孔部，所述沉孔部內(nèi)設(shè)有壓力傳感器(62)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的干、濕轉(zhuǎn)子水潤滑軸承試驗(yàn)臺，其特征在于:所述各測壓孔(22 )均設(shè)置在水潤滑軸承(20 )的下半部。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的干、濕轉(zhuǎn)子水潤滑軸承試驗(yàn)臺，其特征在于:所述轉(zhuǎn)軸(30)與水潤滑軸承(20)中心孔相配合的軸身段設(shè)有軸套(32)，所述軸套(32)的外環(huán)面與水潤滑軸承(20)內(nèi)環(huán)面之間存在徑向間隙。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的干、濕轉(zhuǎn)子水潤滑軸承試驗(yàn)臺，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)的主軸(40)通過彈性聯(lián)軸器(50)連接。
【文檔編號】G01M13/04GK103776632SQ201410039826
【公開日】2014年5月7日 申請日期: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, 汪靖 申請人:江蘇大學(xué)