一種高速減速器用軸端密封試驗裝置的製作方法

2023-07-16 05:23:01

本發明屬於軸端密封試驗裝置領域，具體是涉及一種高速減速器用軸端密封試驗裝置。

背景技術：

由於受減速器軸承外側空間的限制，目前減速器輸入和輸出軸與減速器殼體之間一般採用硬填料密封或骨架油封來阻止軸承潤滑油外漏。高速減速器的轉速高(大於10000r/min)，可靠性要求高，填料密封或骨架油封在最終應用前需進行密封性能考核，軸端密封的密封機理涉及到摩擦學、潤滑理論、流體力學、固體力學、傳熱學等多個學科，至今對其潤滑機理無法形成完整的理論，許多數據僅能依靠試驗取得，試驗技術對高速減速器用軸端密封的使用意義重大。

高速減速器用軸端密封由於受到內部潤滑條件的限制，軸端密封摩擦副的潤滑條件相當苛刻，用於航空航天等特殊場合時，要求軸端密封具有高可靠性、洩漏量要求嚴格，因此軸端密封對高速減速器以及整個系統的安全具有重要的作用。

就高速減速器用軸端密封試驗裝置而言，迄今還未見有能滿足軸承所需的噴油潤滑和油霧潤滑兩種工況下，同時還能模擬軸端密封徑向跳動的試驗裝置，以及同時對兩套高速減速機用軸端密封同時進行試驗的裝置，現有普通的試驗裝置只能進行變轉速或變壓力試驗。

技術實現要素：

為了解決上述技術問題，本發明提供一種高速減速器用軸端密封試驗裝置。

為了實現本發明的目的，本發明採用了以下技術方案：

一種高速減速器用軸端密封試驗裝置，包括與高速電機連接構成驅動端且沿水平方向布置的主軸以及安裝在主軸軸套上的兩套軸端密封，所述主軸周向上設有安裝在底座上且位於兩組所述軸端密封之間的環狀密封腔體，所述主軸上還設有位於所述密封腔體內的軸承，所述軸端密封周面上套設有調整法蘭，所述軸端密封遠離所述密封腔體的一端設有潤滑油接漏盤，該裝置還包括將所述調整法蘭沿所述主軸徑向進行移動以模擬所述軸端密封徑向跳動的調整機構。

進一步的，所述軸承有兩組且分別為左軸承與右軸承，兩套所述軸端密封分別為左軸端密封與右軸端密封，所述左軸端密封與左軸承之間的軸向距離等於所述右軸端密封與右軸承之間的軸向距離。

進一步的，所述主軸軸套包括與所述左軸端密封匹配的左耐磨軸套以及與所述右軸端密封匹配的右耐磨軸套；所述左軸承與右軸承中間設有軸肩，所述左耐磨軸套的左端設有左鎖緊螺母，所述右耐磨軸套的右端設有右鎖緊螺母，所述左軸承、左耐磨軸套通過所述軸肩與左鎖緊螺母而實現軸向壓緊，所述右軸承、右耐磨軸套通過所述軸肩與右鎖緊螺母而實現軸向壓緊。

進一步的，所述密封腔體與所述調整法蘭之間安裝有過渡法蘭，所述調整法蘭上設有用於與所述過渡法蘭安裝固定且沿豎向布置的腰形孔，所述過渡法蘭上設有供所述調整法蘭沿主軸徑向進行豎向移動的導軌。

進一步的，所述調整機構包括位於所述調整法蘭下方且沿豎向布置的頂杆以及安裝在底座上的頂塊，所述頂杆通過與頂塊螺紋配合使得所述頂杆上端頂住所述調整法蘭並實現所述調整法蘭沿所述主軸的徑向移動。

進一步的，所述密封腔體上部安裝有向密封腔體內注入潤滑油的噴油管接頭，所述噴油管接頭與位於密封腔體內且延伸至軸承端部的噴油管連接。

進一步的，所述主軸上安裝有形成油霧潤滑且位於所述密封腔體內中間位置處的甩油環。

進一步的，所述密封腔體上方設有軸承溫度傳感器連接孔以及放氣帽連接孔，所述密封腔體底部設有液位計連接孔、補油進口以及回油出口。

進一步的，所述高速電機與主軸之間通過膜盤聯軸器連接。

本發明的有益效果在於：

(1)本發明可以在所述密封腔體內實現所述軸承所需的潤滑方式，比如噴油潤滑、油霧潤滑，並在相應的潤滑方式下同時對兩套軸端密封進行性能試驗，所述軸端密封的規格可以相同也可以不同，本發明有效提高了軸端密封的試驗效率。另外本發明還可以模擬所述軸端密封的徑向跳動，操作時通過所述調整機構使得調整法蘭沿主軸的徑嚮往上移動並壓在所述軸端密封上，從而研究徑向跳動大小對所述軸端密封性能的影響。所述潤滑油接漏盤可以用於收集自所述軸承處沿所述軸端密封與主軸軸套之間的間隙處洩露出的潤滑油，根據潤滑油的洩露量可以獲知軸端密封的洩露情況。

(2)本發明具有部分對稱性，即所述左軸端密封與左軸承之間的軸向距離等於所述右軸端密封與右軸承之間的軸向距離，這樣可以確保兩套軸端密封所處工況相同，以便於對兩套軸端密封同時進行試驗，提高試驗效率。

(3)本發明所述耐磨軸套的直徑大小可以調整，即根據被試軸端密封的規格進行更換，本發明適應於對多種規格的軸端密封進行試驗，適用範圍廣。

(4)本發明所述過渡法蘭安裝於所述密封腔體的端部，所述調整法蘭通過腰形孔安裝固定在所述過渡法蘭上，當需要調整所述軸端密封的徑向跳動時，可通過所述頂杆帶動調整法蘭沿著過渡法蘭上垂直布置的導軌向上運動來實現，同時可以通過千分表確定徑向跳動量的大小。本發明該結構簡單且軸端密封的徑向調整量大小易於控制，利於提高試驗精度。

(5)當需要進行噴油潤滑時：通過所述噴油管給軸承噴油，提供軸承所需的潤滑條件，所述噴油管進口端安裝噴油管接頭，噴油管接頭與油站連接，此時所述甩油環不安裝。當需要進行油霧潤滑時：通過所述甩油環高速旋轉帶動密封腔體下側潤滑油，從而在密封腔體內形成油霧，提供軸承所需潤滑條件，此時所述噴油管不工作。即本發明所述密封腔體內可以實現兩種軸承的潤滑方式，功能擴展性強。

(6)所述軸承溫度傳感器連接孔用於安裝溫度傳感器並監測軸承的溫度，當軸承溫度超過警戒溫度時，控制系統上的報警系統會自動報警並控制所述密封腔體內潤滑油溫度的穩定。所述放氣帽連接孔用於安裝放氣帽，確保密封腔體內壓力的恆定。所述液位計連接孔用於安裝液位計以便於觀察密封腔體內潤滑油高度，試驗時，通過流量調節閥調節所述噴油管噴油或補油進口注入潤滑油的流量，維持密封腔體內潤滑油穩定的液位高度。所述補油進口通過管路與油站相連，用於控制密封腔體內部潤滑油的液位。所述回油出口通過管路與油站相連，用於將密封腔體內一部分潤滑油返流回油站。

(7)本發明所述主軸沿水平方向布置即採用臥式結構，所述主軸與高速電機採用膜盤聯軸器直接相連，便於被試軸端密封的安裝和拆卸。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖。

圖2為圖1的左視圖。

附圖中標記的含義如下：

1-主軸11-主軸軸套111-左耐磨軸套112-右耐磨軸套

12-軸端密封121-左軸端密封122-右軸端密封

13-密封腔體131-噴油管接頭132-噴油管

14-軸承141-左軸承142-右軸承

15-調整法蘭16-潤滑油接漏盤171-左鎖緊螺母172-右鎖緊螺母

18-過渡法蘭19-甩油環2-高速電機3-底座

41-頂杆42-頂塊43-螺母5-膜盤聯軸器6-密封圈

具體實施方式

下面結合實施例對本發明技術方案做出更為具體的說明：

如圖1所示，本發明包括與高速電機2連接構成驅動端且沿水平方向布置的主軸1以及安裝在主軸軸套11上的兩套軸端密封12，所述主軸1周向上設有安裝在底座3上且位於兩組所述軸端密封12之間的環狀密封腔體13，所述主軸1上還設有位於所述密封腔體13內的軸承14，所述軸端密封12周面上套設有調整法蘭15，所述軸端密封12遠離所述密封腔體13的一端設有潤滑油接漏盤16，該裝置還包括將所述調整法蘭15沿所述主軸1徑向進行移動以模擬所述軸端密封12徑向跳動的調整機構。

本發明可以在所述密封腔體13內實現所述軸承所需的潤滑方式，比如噴油潤滑、油霧潤滑，並在相應的潤滑方式下同時對兩套軸端密封12進行性能試驗，所述軸端密封12的規格可以相同也可以不同，本發明有效提高了軸端密封的試驗效率。另外本發明還可以模擬所述軸端密封12的徑向跳動，操作時通過所述調整機構使得調整法蘭15沿主軸1的徑嚮往上移動並壓在所述軸端密封12上，從而研究徑向跳動大小對所述軸端密封12性能的影響。所述潤滑油接漏盤16可以用於收集自所述軸承14處沿所述軸端密封12與主軸軸套11之間的間隙處洩露出的潤滑油，根據潤滑油的洩露量可以獲知軸端密封12的洩露情況。

本發明實驗裝置具有部分對稱性，即所述左軸端密封121與左軸承之間141的軸向距離等於所述右軸端密封122與右軸承142之間的軸向距離，這樣可以確保兩套軸端密封12所處工況相同，以便於對兩套軸端密封12同時進行試驗，提高試驗效率。

所述主軸軸套11包括與所述左軸端密封121匹配的左耐磨軸套111以及與所述右軸端密封122匹配的右耐磨軸套112；所述左軸承141與右軸承142中間設有軸肩，所述左耐磨軸套111的左端設有左鎖緊螺母171，所述右耐磨軸套112的右端設有右鎖緊螺母172，所述左軸承141、左耐磨軸套111通過所述軸肩與左鎖緊螺母171而實現軸向壓緊，所述右軸承142、右耐磨軸套112通過所述軸肩與右鎖緊螺母172而實現軸向壓緊。本發明所述耐磨軸套的直徑大小可以調整，即根據被試軸端密封12的規格進行更換，本發明適應於對多種規格的軸端密封12進行試驗，適用範圍廣。

所述密封腔體13與所述調整法蘭15之間安裝有過渡法蘭18，所述調整法蘭15上設有用於與所述過渡法蘭18安裝固定且沿豎向布置的腰形孔，所述過渡法蘭18上設有供所述調整法蘭15沿主軸1徑向進行豎向移動的導軌。如圖2所示，所述調整機構包括位於所述調整法蘭15下方且沿豎向布置的頂杆41以及安裝在底座3上的頂塊42，所述頂杆41通過與頂塊42螺紋配合使得所述頂杆41上端頂住所述調整法蘭15並實現所述調整法蘭15沿所述主軸1的徑向移動。即本發明所述過渡法蘭15安裝於所述密封腔體13的端部，所述調整法蘭15通過腰形孔安裝固定在所述過渡法蘭18上，當需要調整所述軸端密封12的徑向跳動時，可通過所述頂杆41帶動調整法蘭15沿著過渡法蘭18上垂直布置的導軌向上運動來實現，同時可以通過千分表確定徑向跳動量的大小。本發明該結構簡單且軸端密封12的徑向調整量大小易於控制，利於提高試驗精度。

所述密封腔體13上部安裝有向密封腔體13內注入潤滑油的噴油管接頭131，所述噴油管接頭131與位於密封腔體13內且延伸至軸承14端部的噴油管132連接。即當需要進行噴油潤滑時：通過所述噴油管132給軸承14噴油，提供軸承14所需的潤滑條件，所述噴油管132進口端安裝噴油管接頭131，噴油管接頭131與油站連接，此時所述甩油環19不安裝。

所述主軸1上安裝有形成油霧潤滑且位於所述密封腔體13內中間位置處的甩油環19。即當需要進行油霧潤滑時：通過所述甩油環19高速旋轉帶動密封腔體13下側潤滑油，從而在密封腔體13內形成油霧，提供軸承14所需潤滑條件，此時所述噴油管132不工作。本發明所述密封腔體13內可以實現兩種軸承的潤滑方式，功能擴展性強。

所述軸承溫度傳感器連接孔用於安裝溫度傳感器並監測軸承的溫度，當軸承溫度超過警戒溫度時，控制系統上的報警系統會自動報警並控制所述密封腔體內潤滑油溫度的穩定。所述放氣帽連接孔用於安裝放氣帽，確保密封腔體內壓力的恆定。所述液位計連接孔用於安裝液位計以便於觀察密封腔體內潤滑油高度，試驗時，通過流量調節閥調節所述噴油管噴油或補油進口注入潤滑油的流量，維持密封腔體內潤滑油穩定的液位高度。所述補油進口通過管路與油站相連，用於控制密封腔體內部潤滑油的液位。所述回油出口通過管路與油站相連，用於將密封腔體內一部分潤滑油返流回油站。

本發明所述主軸1沿水平方向布置即採用臥式結構，所述主軸1與高速電機2採用膜盤聯軸器5直接相連，便於被試軸端密封12的安裝和拆卸。

本發明試驗裝置的主要參數：主軸轉速0～20000r/min。

試驗時，通過流量調節閥調節噴油管132噴油或補油進口注入潤滑油的流量，維持密封腔體13內潤滑油穩定的液位高度。其中，一部分潤滑油經被試軸端密封12洩漏，另一部分潤滑油經回油出口流至油站。本試驗裝置，通過提供軸承14潤滑所需的兩種潤滑工況，即噴油潤滑和油霧潤滑，確保能進行高速減速器用軸端密封的模擬試驗。