一種泵用水潤滑軸承綜合試驗臺制造技術

本實用新型專利技術公開了一種智能的泵用水潤滑軸承綜合試驗臺，包括驅動傳動系統、主機箱體、軸承及潤滑系統、加載系統、測量系統以及信號分析與處理系統等；驅動傳動系統包括變頻電機、彈性聯軸器、增速箱等；主機箱體為一頂部蓋板透明的立方體；主軸從靠近彈性聯軸器端的主機箱體側壁水平進入箱體。通過軸上或軸四周依次布置安裝的壓力傳感器、電渦流傳感器、振動加速度傳感器、溫度傳感器等采集位移信號轉速信號、相位信號、溫度信號、壓力信號、振動信號等，并將在線采集的各傳感器的傳感信號送至上位機進行處理、顯示和儲存。本實用新型專利技術具有性能好、精度高、成本低、環保無污染、減摩節能、降噪減振、阻燃性好、易維護等獨特優點。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于水潤滑軸承試驗臺
，特別涉及一種智能的泵用水潤滑軸承試驗裝置，主要用于泵用水潤滑軸承的綜合性能試驗。
技術介紹
以水作為軸承的潤滑介質具有成本低、環保無污染、減磨節能、降噪減振、阻燃性好、易維護等獨特優點。機械設備中使用水潤滑軸承，不但能簡化軸承-轉子系統與整機結構，而且可以提高機組整機運行可靠性及穩定性，因而除了在機床、艦船、水輪機、汽輪機、航空航天等領域被廣泛應用，水潤滑軸承已越來越多地應用于燃油泵、井泵、屏蔽泵、海水淡化泵、核泵等諸多泵類產品。水的粘度僅為油的1/100 1/19，水膜的承載能力、吸振能力以及阻尼等比油膜 要低許多，形成流體動壓潤滑的難度也要大，對于使用水潤滑軸承的泵的性能參數及運行穩定性影響十分明顯。為了掌握高參數化工、航空航天、超超臨界火電汽輪機組、核電等極端條件下采用水作為軸承主要潤滑介質的各種泵類產品的水潤滑軸承摩擦副的承載特性、摩擦學特性、振動特性、失效機理以及對轉子動力學特性等的影響規律，除了需要檢測軸和軸瓦間的楔形間隙內流體動壓效應所形成的徑向液膜壓力分布與承載能力、軸向液膜壓力分布與承載能力、摩擦特性曲線以及最小液膜厚度等油潤滑滑動軸承的主要指標參數外，對于工作在極端工況下的水潤滑軸承，尤其是在開機、停機以及因各種原因造成潤滑介質出現瞬變流的短暫瞬態過渡過程中，軸承的各種特性指標與性能參數會發生急劇的波動，輕則引起轉子與機組的短暫振動，重則會造成軸瓦失效，帶來重大的經濟損失。故對于這些水潤滑軸承，還需要進行其它的一些試驗工作，如分析并繪制摩擦系數/與軸承特性I的關系曲線、軸心運動軌跡、粘溫關系曲線、振動頻譜圖以及振動波形圖等。另外，現有的油潤滑軸承特性綜合測試臺的數據采集模塊雖然大多能滿足其使用性能的要求，但是無論是上位機還是便攜式數據處理軟件，其功能都不能完全滿足水潤滑軸承系統的要求，因此，迫切需要開發一種智能的泵用水潤滑軸承綜合試驗臺，為研究和開發高性能、低成本、環保無污染、減磨節能、降噪減振、阻燃性好、易維護的泵用水潤滑軸承提供良好的高精度技術參數支持。
技術實現思路
本技術的目的是針對當前油潤滑軸承試驗臺的局限性，提供一種新型智能的泵用水潤滑軸承性能參數綜合測量及試驗裝置，可以對化工、航空航天、超超臨界火電汽輪機組、核電等極端條件下的泵類產品水潤滑軸承主要潤滑摩擦副的承載特性、摩擦學特性、振動特性等進行測試，得到液膜壓力分布與承載能力、摩擦特性曲線以及最小液膜厚度、軸心運動軌跡、粘溫關系曲線、振動頻譜圖以及振動波形圖等綜合性能指標參數。本技術涉及的水潤滑軸承試驗臺，包括驅動傳動系統、主機箱體、軸承及潤滑系統、加載系統、測量系統以及信號分析與處理系統；所述驅動傳動系統包括電機、彈性聯軸器A、動力軸、增速箱、彈性聯軸器B和主軸；所述電機通過所述彈性聯軸器A與所述動力軸連接，所述動力軸經所述增速箱增速后通過所述彈性聯軸器B將動力傳給所述主軸，所述驅動傳動系統整體固定在底座上；所述主機箱體頂部設有蓋板；所述蓋板上開有若干傳感器進入孔和若干液壓輸入管孔，所述主機箱體的底部開有回收液體的出流孔管；所述主軸從所述主機箱體的側壁孔水平穿入主機箱體的內部，所述主軸穿過所述主機箱體的側壁孔處設置有軸封部件；在所述主機箱體內部，所述主軸依次穿過電渦流傳感器支座A、滑動軸承座A、滾動軸承座、滑動軸承座B和電渦流傳感器支座B ；所述主機箱體內設有三個支撐座，其中，所述電渦流傳感器支座A與所述滑動軸承座A共用一個支撐座，所述滾動軸承座單獨占用一個支撐座、所述滑動軸承座B與所述電渦流傳感器支座B共用一個支撐座；所述滾動軸承座所在的支撐座下部設有加載裝置；所述電渦流傳感器支座A與所·述電渦流傳感器支座B的四周分別開有若干電渦流傳感器安裝孔；所述滑動軸承座A與所述滑動軸承座B均為分體式軸承座，所述滑動軸承座A與所述滑動軸承座B的上端蓋的蓋頂中間位置分別開有軸瓦振動傳感器安裝孔，所述滑動軸承座A與所述滑動軸承座B的四周分別開有若干壓力傳感器安裝孔。所述電機為變頻電機。所述固定驅動傳動系統的底座與所述主機箱體安裝在具有減振功能的底板上。所述主機箱體的底部及四周為不銹鋼。所述蓋板為透明有機玻璃。所述主軸穿過所述主機箱體的側壁孔處設置的軸封部件包括端蓋、骨架油封、擋流板以及O形圈，所述端蓋位于所述主機箱體的外壁，所述骨架油封位于所述端蓋內腔，所述擋流板位于所述主機箱體的內壁處，所述擋流板下部的主機箱體的側壁上開有排出積液的泄漏小孔，所述O形圈位于所述擋流板內部緊貼主軸。所述加載裝置包括水壓缸、彈簧以及彈簧容器，所述彈簧頂部與所述滾動軸承座連接，所述彈簧的底部與所述水壓缸連接，所述彈簧位于所述彈簧容器內。所述彈簧為圓錐形彈簧，下面大上面小。所述電渦流傳感器支座A與所述電渦流傳感器支座B的支座內圈均為一個正八邊形狀結構的通孔。本技術涉及的水潤滑軸承試驗臺與現有技術相比具有以下優點。( I)動力驅動為變頻電機，配合增速器與變頻器控制可以實現無級變速，不但使被測試的水潤滑軸承-轉子系統的最大轉速得到大幅提高，而且調速更加精確，調速性能曲線更加光潤，從而可以模擬工作在化工、核電、航空航天等領域極端條件下泵水潤滑軸承的運行工況，確保將穩定的動力輸出并傳遞給試驗臺主體。 (2)變頻電機配合增速器與變頻器控制實現的無級變速，在最大轉速提高后，速度可調范圍加寬，對于研究水潤滑軸承系統在啟動、停機瞬態以及模擬故障條件下的短暫過渡過程的潤滑形成與失效的機理、承載特性、摩擦學特性、阻尼特性、振動特性、噪聲控制以及故障診斷等創造了更多的加速時間裕度；時間維度長，研究的結果更可靠、更真實，更容易從中總結出機理與規律。(3)本技術涉及的水潤滑軸承的供水與系統徑向力加載裝置的供水由同一套水壓系統完成，簡化了系統結構；二者的水壓、流量等參數的調節則分別由各自的調節系統完成，互不干涉，避免了給對方參數帶來不利的影響。(4)加載裝置上布置的彈簧23既能確保將由供水系統及水壓缸傳過來的壓力準確地傳遞到滾動軸承座與系統轉子上，而且由于該彈簧為圓錐形彈簧，下面大上面小，頂部與軸承座接觸面積小，在水潤滑軸承系統啟動、停機等瞬態過渡過程中，由于可能形成的液體動壓潤滑對于主軸位置存在的偏移要求，此時圓錐形彈簧的使用可以使加載系統對于轉子系統位置變化產生的不利影響最小，在避免系統之間干涉的條件下實現了加載系統加壓的自動化。(5)軸封裝置上設計布置的兩道密封，即骨架油封和O形圈能在阻力增加很小的條件下有效防止液體外漏，橡膠的彈性可以保證良好的密封，同時對水潤滑軸承形成液體動壓潤滑狀態時主軸位置偏移的限制也很小。另外，擋流板下部主機箱體上開有的泄流孔可以確保軸封部位不積液。(6)主機箱體的蓋板為透明的有機玻璃，試驗時方便觀察，必要時還可以改造為PIV試驗臺，對水潤滑軸承內外的流場特性進行試驗研究，與理論研究、數值計算結果進行對比，更加深入地掌握水潤滑軸承的潤滑規律。(7)壓力傳感器選用帶無線信號發射類型，可減小安裝空間要求，能最大限度的減少布線，并能在下半瓦上的關鍵位置上布置有壓力傳感器，克服了常見油潤滑試驗臺架一般只在上瓦布置壓力傳感器的弊端，也克服了一些試驗臺架將壓力傳感器安裝到軸上使得主軸所在轉子的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種泵用水潤滑軸承綜合試驗臺，其特征在于，包括驅動傳動系統、主機箱體(6)、軸承及潤滑系統、加載系統、測量系統以及信號分析與處理系統；所述驅動傳動系統包括電機（1）、彈性聯軸器A（2）、動力軸（5？1）、增速箱（3）、彈性聯軸器B（4）和主軸（5）；所述電機（1）通過所述彈性聯軸器A（2）與所述動力軸（5？1）連接，所述動力軸（5？1）經所述增速箱（3）增速后通過所述彈性聯軸器B（4）將動力傳給所述主軸（5），所述驅動傳動系統整體固定在底座（31）上；所述主機箱體（6）頂部設有蓋板（14）；所述蓋板（14）上開有若干傳感器進入孔（9）和若干液壓輸入管孔（10），所述主機箱體（6）的底部開有回收液體的出流孔管（15）；所述主軸（5）從所述主機箱體（6）的側壁孔水平穿入主機箱體（6）的內部，所述主軸（5）穿過所述主機箱體（6）的側壁孔處設置有軸封部件；在所述主機箱體（6）內部，所述主軸（5）依次穿過電渦流傳感器支座A（7）、滑動軸承座A（8）、滾動軸承座（11）、滑動軸承座B（12）和電渦流傳感器支座B（13）；？？？所述主機箱體(6)內設有三個支撐座，其中，所述電渦流傳感器支座A（7）與所述滑動軸承座A（8）共用一個支撐座，所述滾動軸承座（11）單獨占用一個支撐座、所述滑動軸承座B（12）與所述電渦流傳感器支座B（13）共用一個支撐座；所述滾動軸承座（11）所在的支撐座下部設有加載裝置（17）；所述電渦流傳感器支座A（7）與所述電渦流傳感器支座B（13）的四周分別開有若干電渦流傳感器安裝孔（27）；所述滑動軸承座A（8）與所述滑動軸承座B（12）均為分體式軸承座，所述滑動軸承座A（8）與所述滑動軸承座B（12）的上端蓋（28）的蓋頂中間位置分別開有軸瓦振動傳感器安裝孔（30），所述滑動軸承座A（8）與所述滑動軸承座B（12）的四周分別開有若干壓力傳感器安裝孔（29）。...

【技術特征摘要】
1.一種泵用水潤滑軸承綜合試驗臺，其特征在于，包括驅動傳動系統、主機箱體(6)、軸承及潤滑系統、加載系統、測量系統以及信號分析與處理系統； 所述驅動傳動系統包括電機(I)、彈性聯軸器A (2)、動力軸(5-1)、增速箱(3)、彈性聯軸器B (4)和主軸(5);所述電機(I)通過所述彈性聯軸器A (2)與所述動力軸(5-1)連接，所述動力軸(5-1)經所述增速箱(3)增速后通過所述彈性聯軸器B (4)將動力傳給所述主軸(5)，所述驅動傳動系統整體固定在底座(31)上； 所述主機箱體(6)頂部設有蓋板(14);所述蓋板(14)上開有若干傳感器進入孔(9)和若干液壓輸入管孔(10)，所述主機箱體(6)的底部開有回收液體的出流孔管(15)； 所述主軸(5)從所述主機箱體(6)的側壁孔水平穿入主機箱體(6)的內部，所述主軸(5)穿過所述主機箱體(6)的側壁孔處設置有軸封部件；在所述主機箱體(6)內部，所述主軸(5 )依次穿過電渦流傳感器支座A (7 )、滑動軸承座A (8 )、滾動軸承座(11)、滑動軸承座B (12)和電渦流傳感器支座B (13)； 所述主機箱體￠)內設有三個支撐座，其中，所述電渦流傳感器支座A (7)與所述滑動軸承座A (8)共用一個支撐座，所述滾動軸承座(11)單獨占用一個支撐座、所述滑動軸承座B (12)與所述電渦流傳感器支座B (13)共用一個支撐座； 所述滾動軸承座(11)所在的支撐座下部設有加載裝置(17);所述電渦流傳感器支座A (7)與所述電渦流傳感器支座B (13)的四周分別開有若干電渦流傳感器安裝孔(27);所述滑動軸承座A (8)與所述滑動軸承座B (12)均為分體式軸承座，所述滑動軸承座A (8)與所述滑動軸承座B (12)的上端蓋(28)的蓋頂中間位置分別開有軸瓦振動傳感器安裝孔(30)，所述滑動軸承座A ...

【專利技術屬性】
技術研發人員：蔣小平，李偉，施衛東，李潛，曾培，楊孫圣，
申請(專利權)人：江蘇大學，
類型：實用新型
國別省市：