水潤滑軸承試驗臺的製作方法

2023-06-25 08:57:36 2

水潤滑軸承試驗臺的製作方法
【專利摘要】本發明屬於水潤滑軸承試驗檢測裝置，具體涉及一種水潤滑軸承試驗臺，包括試驗臺支架上設置的一個密封殼體，所述密封殼體內設有兩個水潤滑軸承，所述兩水潤滑軸承的中心孔內設有一根轉軸，所述轉軸與電機主軸連接構成驅動端，所述密封殼體上設有出水孔和進水孔，所述轉軸上同軸設有多個圓盤狀負載，所述轉軸的周面旁側設有轉軸徑向位移檢測單元。本發明能夠模擬真實負載及幹、溼轉子工況,同時對水潤滑軸承中轉軸的徑向位移進行實時檢測，通過測量在各種工作參數下的啟停過程軸心運動軌跡，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，揭示軸頸磨損的根本原因，為控制磨損提供理論依據。
【專利說明】水潤滑軸承試驗臺
【技術領域】
[0001]本發明屬於水潤滑軸承試驗檢測裝置，具體涉及一種水潤滑軸承試驗臺。
【背景技術】
[0002]水潤滑軸承的潤滑介質為水，具有成本低，環保無汙染，減磨節能，阻燃性好等優點，因此一得到廣泛應用。水潤滑軸承也逐漸運用於各類泵上，特別是大型海水淡化高壓泵水潤滑軸承的使用，大大地簡化了整機結構、提高了泵的效率。
[0003]由於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子系統穩定性問題也十分明顯。特別是在機組啟動與停機過程中水潤滑軸承軸頸的偏心率與偏位角瞬態變化，軸瓦常處於幹摩擦與邊界摩擦狀態，易引起軸瓦磨損、轉子振動等系統穩定性問題。在嚴重情況下，軸頸與軸瓦可能咬死，導致系統停機。即使在穩定轉速工況下，由於轉子製造誤差造成的不平衡載荷也會對其系統穩定性帶來影響。
[0004]然而，當前技術對於水潤滑軸承試驗臺的設計與測試都有許多不完善的地方。例如專利名稱為水潤滑軸承及傳動系統綜合性能實驗平臺(申請號:201110119766.8，申請日:2011.05.10)的發明專利公開了一種水潤滑軸承試驗臺，主要包括驅動裝置、加載裝置和檢測裝置，該水潤滑軸承試驗臺只能單獨對水潤滑軸承的各項運行參數進行檢測，不能真實完整的模擬水潤滑軸承及轉子耦合系統的載荷及實際運行工況。因此，需要設計一種能夠模擬真實負載及幹、溼轉子工況並有完善的測量系統的水潤滑軸承試驗臺。

【發明內容】

[0005]本發明的目的是提供一種能夠模擬真實負載及幹、溼轉子工況而且能精確測量水潤滑軸承在實際工作過程中轉軸徑向偏移量的水潤滑軸承試驗臺。
[0006]為實現上述目的，本發明提供了以下技術方案:一種水潤滑軸承試驗臺，包括試驗臺支架上設置的一個密封殼體，所述密封殼體內設有兩個同軸設置且軸線水平設置的水潤滑軸承，所述兩水潤滑軸承的中心孔內設有一根轉軸，所述轉軸與水潤滑軸承構成間隙轉動配合，所述轉軸的一端延伸至密封殼體外部與電機主軸同步轉動連接構成驅動端，所述密封殼體上設有出水孔和進水孔，所述轉軸位於兩個水潤滑軸承之間的軸體上同軸設有一個或一個以上圓盤狀負載，所述圓盤狀負載與轉軸同步轉動連接，所述轉軸的周面旁側緊鄰兩水潤滑軸承位置處設有轉軸徑向位移檢測單元。
[0007]本發明的技術效果在於:模擬真實負載及幹、溼轉子等多級泵的真實狀態，同時對水潤滑軸承中轉軸的徑向位移進行實時檢測，通過測量在各種工作參數下的啟停過程軸心運動軌跡，繪製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，掌握水潤滑軸承的潤滑狀態，揭示軸頸磨損的根本原因，為控制磨損提供理論依據。【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本發明的總裝剖視圖；
[0009]圖2是圖1的A-A剖視圖。
【具體實施方式】
[0010]如圖1所示，一種水潤滑軸承試驗臺，包括試驗臺支架11上設置的一個密封殼體，所述密封殼體內設有兩個同軸設置且軸線水平設置的水潤滑軸承20，所述兩水潤滑軸承20的中心孔內設有一根轉軸30，所述轉軸30與水潤滑軸承20構成間隙轉動配合，所述轉軸30的一端延伸至密封殼體外部與電機主軸40同步轉動連接構成驅動端，所述密封殼體上設有出水孔和進水孔，所述轉軸30位於兩個水潤滑軸承20之間的軸體上同軸設有一個或一個以上圓盤狀負載31，所述圓盤狀負載31與轉軸30同步轉動連接，所述轉軸30的周面旁側緊鄰兩水潤滑軸承20位置處設有轉軸徑向位移檢測單元。本發明通過兩端支撐的方式將轉軸30安裝在兩個水潤滑軸承20之間，同時在轉軸30上施加負載31並利用密封殼體營造出幹、溼兩種不同的工作環境，以此來模擬多級泵中轉子和水潤滑軸承的真實工作狀態，另外，可通過改變圓盤狀負載31的數量來調節負載的大小，這樣測得的轉軸30徑向位移量以及轉軸30偏移軌跡就更加接近實際工況下的真實軌跡，極大提高了水潤滑軸承試驗臺測得數據的參考價值。
[0011]如圖1所示，所述兩個水潤滑軸承20之間設有一個筒狀殼體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，位於轉軸30驅動端一側的水潤滑軸承20b的外側端面上沿軸線方向向外設有一段管狀延伸部，所述管狀延伸部的內徑大於水潤滑軸承20中心孔的直徑，所述管狀延伸部的懸伸端內環面與轉軸30之間設有機械密封23，位於轉軸30非驅動端的水潤滑軸承20a的外側端面上設有端蓋24，所述筒狀殼體70、端蓋24、機械密封23以及水潤滑軸承20的外環面共同構成密封殼體。筒狀殼體70就相當於多級泵的外殼，上述結構最大程度上模擬了多級泵的真實結構，進一步確保了檢測結果對水潤滑軸承與轉子耦合系統判定的準確性。
[0012]如圖1、2所示，所述端蓋24上設有非驅動端通水孔241，所述管狀沿伸部的側壁上設有驅動端通水孔25，所述筒狀殼體70上設有總進水孔71，所述筒狀殼體70的最低處筒壁上設有總出水孔72，所述總出水孔72上設有堵頭。當檢測人員需要模擬幹轉子的工作狀態時，需將總出水孔72上的堵頭打開，然後從驅動端通水孔25和非驅動端通水孔241對兩個水潤滑軸承20進行供水，水流滲透到轉軸30與水潤滑軸承20之間的徑向間隙中形成液膜，然後從水潤滑軸承20另一端溢出，最後自總出水孔流出，這樣就保證了轉軸30及負載31處在幹室環境中，模擬了多級泵在空轉時的運行狀態。在模擬溼轉子的工作狀態時，首先將總出水孔72的堵頭堵上，然後從總進水孔71向密封殼體內供水，水流最終會充滿整個腔室，同時會滲入水潤滑軸承20和轉軸30之間的徑向間隙形成液膜，多餘的水流會從驅動端通水孔25和非驅動端通水孔241流出從而起到對腔室進行洩壓的作用，這樣就模擬了多級泵在實際泵水過程中的工作狀態。
[0013]如圖1、2所示，所述轉軸徑向位移檢測單元包括兩組分別緊鄰兩個水潤滑軸承20設置的電渦流位移傳感器61，每組電渦流位移傳感器61包括沿轉軸30周向布置的兩個相互垂直的電渦流位移傳感器61a、61b。每組電渦流位移傳感器61可分別對一個水潤滑軸承20旁側的轉軸30的徑向位移進行檢測，該位置處的轉軸30的徑向位移也就近似與位於水潤滑軸承20內部的轉軸30的徑向位移，每組中包含兩個相互垂直布置的電渦流位移傳感器61a、61b，這樣就能夠對轉軸30在X、Y兩個方向上的位移進行檢測，進而能夠繪製出轉軸30的徑向位移軌跡。
[0014]如圖2所示，所述相互垂直的兩個電渦流傳感器61a、61b呈斜向布置在筒狀殼體70的上半部。傳感器支撐套74內側和端面都設有靜密封，這樣能夠防止水流從傳感器安裝座的縫隙中滲出。
[0015]為方便調速所以本發明所使用的電機為變頻電機，所述轉軸30與電機的主軸40通過彈性聯軸器50連接。
【權利要求】
1.一種水潤滑軸承試驗臺，其特徵在於:包括試驗臺支架(11)上設置的一個密封殼體，所述密封殼體內設有兩個同軸設置且軸線水平設置的水潤滑軸承(20)，所述兩水潤滑軸承(20 )的中心孔內設有一根轉軸(30 )，所述轉軸(30 )與水潤滑軸承(20 )構成間隙轉動配合，所述轉軸(30)的一端延伸至密封殼體外部與電機主軸(40)同步轉動連接構成驅動端，所述密封殼體上設有出水孔和進水孔，所述轉軸(30)位於兩個水潤滑軸承(20)之間的軸體上同軸設有一個或一個以上圓盤狀負載(31)，所述圓盤狀負載(31)與轉軸(30)同步轉動連接，所述轉軸(30)的周面旁側緊鄰兩水潤滑軸承(20)位置處設有轉軸徑向位移檢測單元。
2.根據權利要求1所述的水潤滑軸承試驗臺，其特徵在於:所述兩個水潤滑軸承(20)之間設有一個筒狀殼體(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，位於轉軸(30 )驅動端一側的水潤滑軸承(20b )的外側端面上沿軸線方向向外設有一段管狀延伸部，所述管狀延伸部的內徑大於水潤滑軸承(20)中心孔的直徑，所述管狀延伸部的懸伸端內環面與轉軸(30)之間設有機械密封(23)，位於轉軸(30)非驅動端的水潤滑軸承(20a)的外側端面上設有端蓋(24)，所述筒狀殼體(70)、端蓋(24)、機械密封(23)以及水潤滑軸承(20)的外環面共同構成密封殼體。
3.根據權利要求2所述的水潤滑軸承試驗臺，其特徵在於:所述端蓋(24)上設有非驅動端通水孔(241)，所述管狀沿伸部的側壁上設有驅動端通水孔(25)，所述筒狀殼體(70)上設有總進水孔(71)，所述筒狀殼體(70)的最低處筒壁上設有總出水孔(72)，所述總出水孔(72)上設有堵頭。
4.根據權利要求1或3所述的水潤滑軸承試驗臺，其特徵在於:所述轉軸徑向位移檢測單元包括兩組分別緊鄰兩個水潤滑軸承(20)設置的電渦流位移傳感器(61)，每組電渦流位移傳感器(61)包括沿轉軸(30)周向布置的兩個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)分別緊鄰兩個水潤滑軸承(20)設置。
5.根據權利要求5所述的水潤滑軸承試驗臺，其特徵在於:所述相互垂直的兩個電渦流傳感器(61a、61b)呈斜向布置在筒狀殼體(70)的上半部。
6.根據權利要求1或6所述的水潤滑軸承試驗臺，其特徵在於:所述電機為變頻電機，所述轉軸(30)與電機的主軸(40)通過彈性聯軸器(50)連接。
【文檔編號】G01M13/04GK103759942SQ201410040371
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月27日 優先權日:2014年1月27日
【發明者】胡敬寧, 葉曉琰, 張德勝, 施衛東 申請人:江蘇大學