一種多功能水潤滑推力軸承系統(tǒng)試驗臺的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于水潤滑推力軸承領(lǐng)域的一種多功能水潤滑推力軸承系統(tǒng)試驗臺，包括電機傳動單元Ⅰ、軸承箱單元Ⅱ、試驗臺主部件單元Ⅲ、軸向力施加測試單元Ⅳ、綜合控制單元Ⅴ和供水單元Ⅵ；所述綜合控制單元Ⅴ分別與電機傳動單元Ⅰ、軸承箱單元Ⅱ、試驗臺主部件單元Ⅲ、軸向力施加測試單元Ⅳ和供水單元Ⅵ電連接，用于控制電機轉(zhuǎn)速、系統(tǒng)溫度、系統(tǒng)流量、推力軸承水膜厚度和壓力、軸向力的施加和監(jiān)測；本發(fā)明可以對推力軸承系統(tǒng)中推力盤做輔助葉輪方式下的水力性能進行測試分析；可以實現(xiàn)多工況下水潤滑推力軸承的動壓潤滑性能的測試分析，包括不同壓力、溫度、流量、轉(zhuǎn)速及載荷下的工況模擬；實現(xiàn)了推力軸承測量時關(guān)鍵參數(shù)的全范圍覆蓋。
【專利說明】
一種多功能水潤滑推力軸承系統(tǒng)試驗臺
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于水潤滑推力軸承研究領(lǐng)域，具體涉及一種多功能水潤滑推力軸承系統(tǒng)試驗臺，可用于水潤滑推力軸承的相關(guān)性能試驗，尤其是旋轉(zhuǎn)圓盤提供揚程的推力軸承系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]水潤滑推力軸承是一種用水作為潤滑介質(zhì)承受軸向推力的裝置，廣泛運用在大功率機栗直聯(lián)的機組，水潤滑推力軸承一般包括一個旋轉(zhuǎn)推力盤及與其端面的兩個石墨摩擦副，摩擦副間通過擠壓間隙中的液流形成動壓潤滑以平衡系統(tǒng)的軸向力。為使栗機整體長度盡量緊湊，多數(shù)栗機組旋轉(zhuǎn)推力盤又作為冷卻系統(tǒng)中輔助葉輪，系統(tǒng)內(nèi)冷卻循環(huán)液通過旋轉(zhuǎn)推力盤獲得揚程，為整個內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)中的提供冷卻潤滑液。作為整個機栗組中的核心部件，水潤滑推力軸承系統(tǒng)一方面承受整個機組的轉(zhuǎn)子軸向力，一方面為整個系統(tǒng)提供冷卻潤滑，其性能直接影響整個機組的運行。
[0003]目前的現(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)申請、授權(quán)、公開的專利包括《一種徑向滑動軸承摩擦磨損在線測量試驗機》申請?zhí)?200610012604.3公告號:CN1828264A;《一種推力軸承試驗裝置》申請?zhí)?200910236771.X公開號:CN 102053015 A;《一種端面摩擦磨損試驗機》申請?zhí)?201310311454.6,公告號CN 103592192A;《推力軸承實驗臺》申請?zhí)?201410630221.7公開號:CN104359676A;《一種力自平衡式推力軸承試驗臺》申請?zhí)?201510258040 ? 0公開號: CN104807641A等，但以上這些試驗臺中缺少對整個推力軸承在全參數(shù)條件下的試驗，而且缺少針對自帶輔助葉輪作用的推力軸承水力性能的測試。
[0004]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對大型高速重載變頻機栗組應(yīng)用越來越多，作為此類機組中的關(guān)鍵部件，推力軸承系統(tǒng)不僅需要為整個機組平衡軸向力且需要為內(nèi)部冷卻循環(huán)提供動力源，其推力軸承系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)推力盤作輔助葉輪的水力性能與推力軸承潤滑性能同樣重要。本發(fā)明提供了一種多功能水潤滑推力軸承系統(tǒng)試驗臺。該試驗臺能夠?qū)Σ煌l率，不同流量，不同溫度，不同軸向力作用下的推力軸承系統(tǒng)的水力性能和潤滑性能進行測試研究， 且為理論分析提供試驗驗證。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對上述問題提供一種多功能水潤滑推力軸承系統(tǒng)試驗臺，能夠有效解決在不同頻率，不同流量，不同溫度，不同軸向力工況下的水潤滑推力軸承系統(tǒng)的水力性能和潤滑性能的測試問題，并為相應(yīng)的理論分析提供試驗驗證。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種多功能水潤滑推力軸承系統(tǒng)試驗臺，包括電機傳動單元1、軸承箱單元n、試驗臺主部件單元m、軸向力施加測試單元iv、綜合控制單元v和供水單元VI;[〇〇〇7]所述電機傳動單元I的輸出端與所述軸承箱單元n的主軸連接，軸承箱單元n的懸架體與試驗臺主部件單元m的右栗蓋緊固連接;試驗臺主部件單元m三通管組件的一端與軸向力施加測試單元IV的軸向力施加端蓋的右端通過螺紋連接；[〇〇〇8] 所述電機傳動單元1、軸承箱單元n、試驗臺主部件單元m、軸向力施加測試單元 IV水平依次安裝連接為基礎(chǔ)框架，所述軸向力施加測試單元IV連接供水單元VI的進口和出
[0009]所述綜合控制單元v分別與電機傳動單元1、軸承箱單元n、試驗臺主部件單元 m、軸向力施加測試單元iv和供水單元vi電連接，用于控制電機轉(zhuǎn)速、系統(tǒng)溫度、系統(tǒng)流量、 推力軸承水膜厚度和壓力、軸向力的施加和監(jiān)測。
[0010]上述方案中，所述電機傳動單元I包括高速變頻電機、扭矩儀、第一聯(lián)軸器、第二聯(lián)軸器、底座和底板；
[0011]所述高速變頻電機通過緊固件固定在底座上，底座通過緊固件固定在底板上，高速變頻電機左端的軸伸出端依次與第一聯(lián)軸器、扭矩儀和第二聯(lián)軸器的右端連接;所述扭矩儀底部通過螺栓固定在底座上。[〇〇12]上述方案中，所述軸承箱單元n包括第一防塵盤、第一圓柱滾子軸承壓蓋、第一圓柱滾子軸承、懸架體、第二圓柱滾子軸承、第二圓柱滾子軸承壓蓋、第二防塵盤和主軸；
[0013]依次將第二圓柱滾子軸承、第二圓柱滾子軸承壓蓋、第二防塵盤套到主軸離電機傳動單元I近的一端上，再依次將懸架體、第一圓柱滾子軸承、第一圓柱滾子軸承壓蓋和第一防塵盤套到主軸的另一端上，所述懸架體位于第二圓柱滾子軸承與第一圓柱滾子軸承之間；所述主軸通過第一鍵連接第二聯(lián)軸器的左端;所述懸架體底部通過第一腳支架固定在底座上。
[0014]進一步的，所述第二聯(lián)軸器內(nèi)圈開一長溝槽，溝槽長度大于第一鍵的長度。
[0015]上述方案中，所述試驗臺主部件單元m包括右栗蓋、機械密封、中栗蓋、左栗蓋、三通管組件、水潤滑導(dǎo)軸承、第一軸套、第二軸套、第三軸套、左推力石墨軸承、旋轉(zhuǎn)推力盤、右推力石墨軸承和出口測試管段；
[0016]所述機械密封中動環(huán)部分裝入主軸，靜環(huán)部分安裝進右栗蓋并緊固，將右推力石墨軸承安裝進右栗蓋并緊固，再將右栗蓋裝入主軸，右栗蓋與所述懸架體緊固連接，右栗蓋底部通過第二腳支架固定在底座上;所述旋轉(zhuǎn)推力盤安裝至主軸、且與主軸上的第二鍵連接;所述中栗蓋從左向右套在主軸上、且與右栗蓋子口定位配合安裝;左推力石墨軸承安裝進左栗蓋;所述三通管組件套在主軸上、且與中栗蓋緊固連接;從右向左依次將第三軸套、 第二軸套和第一軸套套在主軸上，第三軸套壓緊旋轉(zhuǎn)推力盤，第一軸套與主軸之間通過第三鍵連接，所述水潤滑導(dǎo)軸承通過子口定位與三通管組件的一端通過緊固件連接；
[0017]所述左栗蓋中安裝有壓力脈動傳感器，所述右栗蓋中安裝有位移傳感器;所述三通管組件的管道進口安裝進口壓力傳感器;所述出口測試管段上安裝有出口壓力傳感器。
[0018]進一步的，所述第一軸套左端開一通槽，通槽內(nèi)安裝止動墊圈，通過止動墊圈壓緊第一軸套。
[0019]上述方案中，所述軸向力施加測試單元IV包括軸向力施加端蓋、施力端后蓋、拉壓應(yīng)力傳感器、第二傳力軸、骨架油封、第一傳力軸、角接觸球軸承壓蓋、第一角接觸球軸承、 第二角接觸球軸承、傳力套、第一引液軟管、第二引液軟管和第三引液軟管；
[0020]骨架油封裝入軸向力施加端蓋對應(yīng)子口處，第一角推力軸承和第二角推力軸承安裝至第一角推力軸承右端軸肩處；
[0021]傳力套與主軸一端通過螺紋連接，第一傳力軸通過施力端軸承壓蓋上端的螺紋孔與傳力套緊固連接，軸向力施加端蓋右端與三通管組件一端通過螺紋連接，施力端后蓋一端與軸向力施加端蓋一端對應(yīng)子口定位、且緊固連接；
[0022]第二傳力軸右端與第一傳力軸左端螺紋連接，拉壓應(yīng)力傳感器與第二傳力軸通過第二調(diào)節(jié)螺母連接，雙頭螺柱一端連接拉壓應(yīng)力傳感器，另一端穿過施力端后蓋連接第一調(diào)節(jié)螺母；[〇〇23]軸向力施加端蓋沿圓周方向開兩個螺紋孔，所述三通管組件垂直與主軸方向的管道進口側(cè)面分別做兩凸臺，所述凸臺內(nèi)部鉆螺紋孔，所述出口測試管段周向表面鉆螺紋孔， 所述右栗蓋在安裝機械密封對應(yīng)處鉆螺紋孔;第一引液軟管的一端與軸向力施加端蓋上的螺紋孔連接，另一端與出口測試管段上的螺紋孔連接;第二引液軟管的一端與軸向力施加端蓋上的螺紋孔連接，另一端與三通管組件上的螺紋孔連接;第三引液軟管的一端與三通管組件上的螺紋孔連接，另一端與右栗蓋上的螺紋孔連接。[〇〇24]上述方案中，所述供水單元VI包括出水漸縮管、第一出水軟管、第二出水軟管、第一進水軟管、第二進水軟管、流量控制閥、儲水罐和真空栗；
[0025]出水漸縮管通過自身法蘭與出口測試管段法蘭通過緊固件連接，出水漸縮管另一端法蘭與第一出水軟管固定連接，第一出水軟管另一端與第二出水軟管一端連接，第二出水軟管另一端與流量控制閥一端緊固連接，流量控制閥另一端與儲水罐出口連接;第一進水軟管一端的法蘭與三通管組件垂直于主軸方向的法蘭相連接，另一端與第二進水軟管的一端，第二進水軟管的另一端連接儲水罐的進口；真空栗連接儲水罐頂端進水口。
[0026]上述方案中，所述供水單元VI還包括溫度控制儀;所述溫度控制儀安裝在第一進水軟管與第二進水軟管之間。
[0027]上述方案中，所述綜合控制單元V包括計算機，所述計算機包括溫度控制模塊、水力性能測試模塊、推力軸承水膜力測試模塊、軸向力測試模塊，以及扭矩儀與高速變頻電機控制模塊；
[0028]所述溫度控制模塊與溫度控制儀電連接，用于對整個閉式系統(tǒng)的溫度進行調(diào)節(jié)控制；[〇〇29]所述水力性能測試模塊分別與進口壓力傳感器、出口壓力傳感器、流量控制閥電連接，用于對整個閉式系統(tǒng)流量進行控制，并采集進出口壓力；
[0030]所述推力軸承水膜力測試模塊分別與位移傳感器和壓力脈動傳感器電連接，用于對推力軸承水膜厚度和壓力進行采集；
[0031]所述軸向力測試模塊與拉壓應(yīng)力傳感器電連接，用于對被測推力軸承進行軸向力的施加和監(jiān)測；
[0032]所述扭矩儀與高速變頻電機控制模塊分別與高速變頻電機和扭矩儀電連接，用于對高速變頻電機的轉(zhuǎn)速和扭矩儀的扭轉(zhuǎn)力進行控制和采集。[〇〇33]本發(fā)明的有益效果是:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可以對推力軸承系統(tǒng)中推力盤做輔助葉輪方式下的水力性能進行測試分析;可以實現(xiàn)多工況下水潤滑推力軸承的動壓潤滑性能的測試分析，包括不同壓力，溫度，流量，轉(zhuǎn)速及載荷下的工況模擬;實現(xiàn)了推力軸承測量時關(guān)鍵參數(shù)的全范圍覆蓋；自動化程度高，通過控制計算機進行試驗參數(shù)的設(shè)定實現(xiàn)多個參數(shù)無級調(diào)整的相互集成控制;整套試驗系統(tǒng)實現(xiàn)了多個模塊化整合，各模塊，各單元接口簡單，便于各部件的保養(yǎng)和維護;該實驗系統(tǒng)充分考慮了系統(tǒng)內(nèi)部熱量冷卻，可靠性高，使用壽命長;該系統(tǒng)中各測試模塊安裝相對獨立，為今后的試驗臺升級及使用領(lǐng)域多元化，便利化提供了有利條件和前提基礎(chǔ)。
【附圖說明】
[0034]圖1為本發(fā)明一實施方式多功能推力軸承試驗臺的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖2為本發(fā)明一實施方式電機傳動單元I和軸承箱單元Π的局部示意圖；
[0036]圖3為本發(fā)明一實施方式試驗臺主部件單元m和軸向力施加測試單元IV的局部示意圖；
[0037]圖4為本發(fā)明一實施方式供水單元VI的局部示意圖。
[0038]圖中:1、高速變頻電機;2、第一聯(lián)軸器;3、扭矩儀;4、第二聯(lián)軸器;5、底座;6、底板；
7、第一腳支架;8、封油圈；9、第一防塵盤；I O、第一圓柱滾子軸承壓蓋；11、第一圓柱滾子軸承；12、螺塞；13、懸架體；14、第二圓柱滾子軸承；15、第二圓柱滾子軸承壓蓋；16、第二防塵盤;17、主軸；18、第一鍵;19、右栗蓋;20、第二腳支架;21、機械密封;22、第二鍵;23、中栗蓋；24、左栗蓋;25、三通管組件;26、水潤滑導(dǎo)軸承;27、軸向力施加端蓋;28、施力端后蓋;29、雙頭螺柱;30、第一調(diào)節(jié)螺母;31、拉壓應(yīng)力傳感器32、第二調(diào)節(jié)螺母;33、第二傳力軸;34、骨架油封;35、第一傳力軸;36、角接觸球軸承壓蓋;37、第一角接觸球軸承;38、第二角接觸球軸承;39、調(diào)節(jié)螺母;40、傳力套;41、第三鍵;42、第一軸套;43、第二軸套;44、第三軸套;45、左推力石墨軸承;46、旋轉(zhuǎn)推力盤;47、右推力石墨軸承;48、出口測試管段;49、第一引液軟管；50、第二引液軟管;51、第三引液軟管;52、止動墊圈；53、壓力脈動傳感器;54、位移傳感器；55、進口壓力傳感器;56、出口壓力傳感器;57、出水漸縮管;58、第一出水軟管;59、第二出水軟管;60、第一進水軟管;61、溫度控制儀;62、第二進水軟管;63、流量控制閥；64、儲水罐；65、真空栗。
【具體實施方式】
[0039]為了對發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照【附圖說明】本發(fā)明的【具體實施方式】，在各圖中相同的標號表示相同或相似的部分。附圖僅用于說明本發(fā)明，不代表本發(fā)明的實際結(jié)構(gòu)和真實比例。
[0040]所述多功能水潤滑推力軸承單元試驗臺主要針對但不僅限于一種由旋轉(zhuǎn)推力盤與兩側(cè)石墨推力軸承組成的推力軸承單元的性能測試。其中旋轉(zhuǎn)推力盤可以起到輔助葉輪的作用。
[0041]圖1所示為本發(fā)明所述多功能水潤滑推力軸承系統(tǒng)試驗臺的一種實施方式，所述多功能水潤滑推力軸承系統(tǒng)試驗臺，其特征在于，包括電機傳動單元1、軸承箱單元Π、試驗臺主部件單元In、軸向力施加測試單元IV、綜合控制單元V和供水單元VI。
[0042]所述電機傳動單元I的輸出端與所述軸承箱單元Π的主軸17連接，軸承箱單元Π的懸架體13與試驗臺主部件單元m的右栗蓋19緊固連接;試驗臺主部件單元m三通管組件25的一端與軸向力施加測試單元IV的軸向力施加端蓋27的右端通過螺紋連接。
[0043]所述電機傳動單元1、軸承箱單元Π、試驗臺主部件單元ΙΠ、軸向力施加測試單元IV水平依次安裝為基礎(chǔ)框架，所述軸向力施加測試單元IV連接供水單元VI的進口和出口 ；所述綜合控制單元V分別與電機傳動單元1、軸承箱單元π、試驗臺主部件單元in、軸向力施加測試單元IV和供水單元VI電連接，用于控制電機轉(zhuǎn)速、系統(tǒng)溫度、系統(tǒng)流量、推力軸承水膜厚度和壓力、軸向力的施加和監(jiān)測。
[0044]如圖2所示，所述電機傳動單元I包括高速變頻電機1、扭矩儀3、第一聯(lián)軸器2、第二聯(lián)軸器4、底座5和底板6。所述電機傳動單元I提供試驗所需的轉(zhuǎn)速，扭矩儀3可以對扭矩實行監(jiān)測。
[0045]所述高速變頻電機I通過緊固件固定在底座5上，底座5通過緊固件固定在底板6上，高速變頻電機I左端的軸伸出端從左向右依次與第一聯(lián)軸器2、扭矩儀3和第二聯(lián)軸器4的右端連接;所述扭矩儀3通過底部螺栓固定在底座5上。
[0046]所述軸承箱單元Π負責(zé)將電機傳動單元I輸出的力傳遞至試驗臺主部件單元m。所述軸承箱單元Π包括第一腳支架7、封油圈8、第一防塵盤9、第一圓柱滾子軸承壓蓋10、第一圓柱滾子軸承11、螺塞12、懸架體13、第二圓柱滾子軸承14、第二圓柱滾子軸承壓蓋15、第二防塵盤16、主軸17和第一鍵18。
[0047]依次將第二圓柱滾子軸承14、第二圓柱滾子軸承壓蓋15、第二防塵盤16套到主軸17離電機傳動單元I近的一端上，再依次將懸架體13、第一圓柱滾子軸承11、第一圓柱滾子軸承壓蓋10和第一防塵盤9套到主軸17的另一端上，所述懸架體13位于第二圓柱滾子軸承14與第一圓柱滾子軸承11之間;所述主軸17通過第一鍵18連接第二聯(lián)軸器4的左端;所述懸架體13底部通過第一腳支架7固定在底座5上。所述第二聯(lián)軸器4采用剛性聯(lián)軸器，為保重主軸17竄動量不被引入電機腔，被電機腔內(nèi)部消耗，其與主軸17連接端內(nèi)圈開一長溝槽，溝槽長度大于第一鍵18的長度，以便與主軸17上的第一鍵18進行配合，此種連接方式也可以保證被試驗單元所產(chǎn)生的軸向位移正確無誤的反映出來。
[0048]如圖3所示，所述試驗臺主部件單元m包括右栗蓋19、第二腳支架20、機械密封21、第二鍵22、中栗蓋23、左栗蓋24、三通管組件25、水潤滑導(dǎo)軸承26、第一軸套42、第二軸套43、第三軸套44、左推力石墨軸承45、旋轉(zhuǎn)推力盤46、右推力石墨軸承47、出口測試管段48、冷卻循環(huán)管351、止動墊圈52、壓力脈動傳感器53、位移傳感器54、進口壓力傳感器55和出口壓力傳感器56，試驗臺主部件單元ΙΠ為整個試驗臺的核心功能區(qū)域，連接軸承箱單元Π與軸向力施加測試單元IV。
[0049]所述機械密封21中靜環(huán)部分安裝進右栗蓋19上并緊固，具體的，右栗蓋19靠近懸架13處的內(nèi)部開一凹槽，將靜環(huán)塞入此凹槽中，并使用銷釘緊固，所述機械密封21中動環(huán)部分通過銷釘固定在主軸17的預(yù)留位置上;將右推力石墨軸承47安裝進右栗蓋19并緊固，具體的，再將右栗蓋19裝入主軸17，右栗蓋19與所述懸架體13緊固連接，右栗蓋19底部通過第二腳支架20緊固連接，第二腳支架20通過緊固件固定在底座5上;進一步地，將旋轉(zhuǎn)推力盤46安裝至主軸17、且與主軸17上的第二鍵22連接;進一步地，將中栗蓋23從左向右套在主軸17與右栗蓋19子口定位進行配合安裝，并使用緊固件進行緊固；將左推力石墨軸承45安裝進左栗蓋24，子口定位并使用緊固件進行緊固；將三通管組件25套在主軸17上、且與中栗蓋23進行緊固連接;進一步地，從右向左依次將第三軸套44、第二軸套43和第一軸套42安裝至主軸17上，其中，第三軸套44壓緊旋轉(zhuǎn)推力盤46，第一軸套42與主軸17之間通過第三鍵41連接，所述水潤滑導(dǎo)軸承26通過子口定位與三通管組件25的一端通過緊固件連接，具體的，所述水潤滑導(dǎo)軸承26與三通管組件25沿主軸17方向的對應(yīng)子口進行定位，使用緊固件將水潤滑導(dǎo)軸承26緊固在三通管組件25上。所述第一軸套42左端開一通槽，通槽內(nèi)安裝止動墊圈52，通過止動墊圈52壓緊第一軸套42，確保其與主軸17保持同速旋轉(zhuǎn)。
[0050]上述所述右推力石墨軸承47與右栗蓋19的安裝具體為:所述右推力石墨軸承47周向分別對稱開沉孔和通孔，右推力石墨軸承47中間與右栗蓋19中子口對應(yīng)安裝。右栗蓋19與右推力石墨軸承47上沉孔對應(yīng)處開螺紋盲孔，通孔對應(yīng)處開通孔。使用緊固件通過右推力石墨軸承47上的沉孔與右栗蓋19上的盲孔將右推力石墨軸承47固定在右栗蓋19上，將壓力脈動傳感器或位移傳感器穿過右栗蓋19和右推力石墨軸承47通孔處，上述傳感器通過自身螺紋與右栗蓋19螺紋通孔處配合連接。所述左推力石墨軸承45與左栗蓋24的安裝亦如此。
[0051]所述左栗蓋24中安裝有壓力脈動傳感器53，所述右栗蓋19中安裝有位移傳感器54，可以對試驗推力軸承承載力及軸向位移進行監(jiān)測;所述三通管組件25的管道進口安裝進口壓力傳感器55，所述出口測試管段48上安裝有出口壓力傳感器56，進口壓力傳感器55和出口壓力傳感器56分別對被試驗推力軸承進行進、出口壓力的監(jiān)測。
[0052]所述軸向力施加測試單元IV包括軸向力施加端蓋27、施力端后蓋28、雙頭螺柱29、第一調(diào)節(jié)螺母30、拉壓應(yīng)力傳感器31、第二調(diào)節(jié)螺母32、第二傳力軸33、骨架油封34、第一傳力軸35、角接觸球軸承壓蓋36、第一角接觸球軸承37、第二角接觸球軸承38，調(diào)節(jié)螺母39、傳力套40、第一引液軟管49、第二引液軟管50和第三弓I液軟管51。
[0053]具體的，所述骨架油封34裝入軸向力施加端蓋27對應(yīng)子口處，第一角推力軸承37和第二角推力軸承38安裝至第一角推力軸承37右端軸肩處，接著通過調(diào)節(jié)螺母39壓緊;接著施力端第二傳力軸33—端與第一傳力軸35—端通過螺紋連接，拉壓應(yīng)力傳感器31的一端通過螺紋連接第二傳力軸33的另一端，拉壓應(yīng)力傳感器31的另一端通過螺紋連接雙頭螺柱29 ο
[0054]所述傳力套40與主軸17—端通過螺紋連接，第一傳力軸35通過施力端軸承壓蓋36上端的螺紋孔與傳力套40緊固連接，軸向力施加端蓋27右端與三通管組件25—端通過螺紋連接，施力端后蓋28—端與軸向力施加端蓋27—端對應(yīng)子口定位、且緊固連接。
[0055]所述傳力套40通過自身內(nèi)螺紋與主軸17—端的外螺紋實現(xiàn)兩部件的連接，且通過螺紋旋轉(zhuǎn)將止動墊圈52壓緊。
[0056]所述第二傳力軸33通過右端外螺紋與第一傳力軸35左端內(nèi)螺紋實現(xiàn)螺紋連接，拉壓應(yīng)力傳感器31與第二傳力軸33通過第二調(diào)節(jié)螺母32連接，雙頭螺柱29—端連接拉壓應(yīng)力傳感器31，另一端穿過施力端后蓋28連接第一調(diào)節(jié)螺母30。所述拉壓傳感器31可以通過調(diào)節(jié)對試驗推力軸承進行壓力施加。
[0057]施力端后蓋28與軸向力施加端蓋27對應(yīng)子口進行定位，并實行緊固連接。
[0058]軸向力施加端蓋27沿圓周方向開兩個螺紋孔，分別通過引液軟管連接三通管組件25和出口測試管段48上的引液孔。所述右栗蓋19上锪平一塊圓形表面，在此表面上鉆螺紋孔。所述三通管組件25垂直與主軸17方向的管道進口側(cè)面分別做兩凸臺，凸臺內(nèi)部鉆螺紋孔。所述軸向力施加端蓋27周向位置對稱锪平兩塊表面，在此表面上鉆螺紋孔。所述出口測試管段48周向锪平一塊圓形表面，在此表面上鉆螺紋孔。所述右栗蓋19在安裝機械密封21對應(yīng)處表面锪平，并鉆螺紋孔。第一引液軟管49的一端與軸向力施加端蓋27上的螺紋孔連接，另一端與出口測試管段48上的螺紋孔連接，第二引液軟管50的一端與軸向力施加端蓋27上的螺紋孔連接，另一端與三通管組件25上的螺紋孔連接，第三引液軟管51的一端與三通管組件25上的螺紋孔連接，另一端與右栗蓋19上的螺紋孔連接。
[0059]如圖4所示，所述供水單元VI包括出水漸縮管57、第一出水軟管58、第二出水軟管59、第一進水軟管60、溫度控制儀61、第二進水軟管62、流量控制閥63、儲水罐64和真空栗65ο
[0060]具體的，所述出水漸縮管57通過自身法蘭與出口測試管段48法蘭通過緊固件連接，出水漸縮管57另一端法蘭與第一出口軟管58固定連接，第一出口軟管58另一端與第二出水軟管59—端連接，第二出水軟管59另一端與流量控制閥63—端緊固連接，流量控制閥63另一端與儲水罐64出口連接;第一進水軟管60—端的法蘭與三通管組件25垂直于主軸17方向的法蘭相連接、并使用緊固件進行緊固，另一端接恒溫控制儀61出口法蘭，并進行緊固連接;所述流量控制閥63可以對試驗推力軸承提供不同的流量并進行監(jiān)測。恒溫控制儀61進口法蘭連接第二進水軟管62的一端，第二進水軟管62的另一端連接儲水罐64的進口；真空栗65連接儲水罐64頂端進水口。所述恒溫控制儀61可以對試驗推力軸承提供不同的溫度并進行監(jiān)測。
[0061]所述綜合控制單元V包括綜合控制平臺計算機，所述計算機包括溫度控制模塊、水力性能測試模塊、推力軸承水膜力測試模塊、軸向力測試模塊，以及扭矩儀與高速變頻電機控制模塊。
[0062]所述溫度控制模塊與溫度控制儀61電連接，用于對整個閉式系統(tǒng)的溫度進行調(diào)節(jié)控制；
[0063]所述水力性能測試模塊分別與進口壓力傳感器55、出口壓力傳感器56、流量控制閥63電連接，用于對整個閉式系統(tǒng)流量進行控制，并采集進出口壓力；
[0064]所述推力軸承水膜力測試模塊分別與位移傳感器54和壓力脈動傳感器53電連接，用于對推力軸承水膜厚度和壓力進行采集；
[0065]所述軸向力測試模塊與拉壓應(yīng)力傳感器31電連接，用于對被測推力軸承進行軸向力的施加和監(jiān)測；
[0066]所述扭矩儀與高速變頻電機控制模塊分別與高速變頻電機I和扭矩儀3電連接，用于對高速變頻電機I的轉(zhuǎn)速和扭矩儀3的扭轉(zhuǎn)力進行控制和采集。
[0067]具體的，高速變頻電機1、扭矩儀3、流量控制閥63、拉壓應(yīng)力傳感器31、溫度控制儀61、進口壓力傳感器55、出口壓力傳感器56、位移傳感器54、壓力脈動傳感器53分別引出控制線至綜合控制臺，實現(xiàn)整個試驗單元的控制。所述電機傳動單元I中的變頻高速電機高速變頻電機I可以設(shè)定不同的電機轉(zhuǎn)速，扭矩儀3可以對扭矩實行監(jiān)測。試驗臺主部件單元中ΙΠ中的左栗蓋24，右栗蓋19中放置的壓力脈動傳感器53及位移傳感器54可以對試驗推力軸承承載力及軸向位移進行監(jiān)測。三通管組件25上的進口壓力傳感器55與出口測試管段48上的出口壓力傳感器56分別對被試驗推力軸承進行進出口壓力的監(jiān)測。軸向力施加測試單元IV中的拉壓傳感器31可以通過調(diào)節(jié)對試驗推力軸承進行壓力施加，供水單元V中流量控制閥63可以對試驗推力軸承提供不同的流量并進行監(jiān)測，溫度控制儀61可以對試驗推力軸承提供不同的溫度并進行監(jiān)測。從而，對試驗推力軸承在設(shè)定的壓力、轉(zhuǎn)速，溫度，流量參數(shù)的運轉(zhuǎn)情況下進行測試。
[0068]應(yīng)當理解，雖然本說明書是按照各個實施例描述的，但并非每個實施例僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。
[0069]上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本發(fā)明的可行性實施例的具體說明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實施例或變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種多功能水潤滑推力軸承系統(tǒng)試驗臺，其特征在于，包括電機傳動單元1、軸承箱 單元n、試驗臺主部件單元m、軸向力施加測試單元iv、綜合控制單元v和供水單元vi;所述電機傳動單元I的輸出端與所述軸承箱單元n的主軸(17)連接，軸承箱單元n的 懸架體(13)與試驗臺主部件單元m的右栗蓋(19)緊固連接;試驗臺主部件單元m三通管組 件(25)的一端與軸向力施加測試單元IV的軸向力施加端蓋(27)的右端通過螺紋連接；所述電機傳動單元1、軸承箱單元n、試驗臺主部件單元m、軸向力施加測試單元iv水 平依次安裝連接為基礎(chǔ)框架，所述軸向力施加測試單元IV連接供水單元(VI)的進口和出所述綜合控制單元v分別與電機傳動單元1、軸承箱單元n、試驗臺主部件單元m、軸 向力施加測試單元IV和供水單元VI電連接，用于控制電機轉(zhuǎn)速、系統(tǒng)溫度、系統(tǒng)流量、推力 軸承水膜厚度和壓力、軸向力的施加和監(jiān)測。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能水潤滑推力軸承系統(tǒng)試驗臺，其特征在于，所述電機傳 動單元I包括高速變頻電機(1)、扭矩儀(3)、第一聯(lián)軸器(2)、第二聯(lián)軸器(4)、底座(5)和底 板(6);所述高速變頻電機(1)通過緊固件固定在底座(5)上，底座(5)通過緊固件固定在底板 (6)上，高速變頻電機(1)左端的軸伸出端依次與第一聯(lián)軸器(2)、扭矩儀(3)和第二聯(lián)軸器 (4)的右端連接;所述扭矩儀(3)底部通過螺栓固定在底座(5)上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能水潤滑推力軸承系統(tǒng)試驗臺，其特征在于，所述軸承箱 單元II包括第一防塵盤(9)、第一圓柱滾子軸承壓蓋(10)、第一圓柱滾子軸承(11)、懸架體 (13)、第二圓柱滾子軸承(14)、第二圓柱滾子軸承壓蓋(15)、第二防塵盤(16)和主軸(17);依次將第二圓柱滾子軸承(14)、第二圓柱滾子軸承壓蓋(15)、第二防塵盤(16)套到主 軸(17)離電機傳動單元I近的一端上，再依次將懸架體(13)、第一圓柱滾子軸承(11)、第一 圓柱滾子軸承壓蓋(10)和第一防塵盤(9)套到主軸(17)的另一端上，所述懸架體(13)位于 第二圓柱滾子軸承(14)與第一圓柱滾子軸承(11)之間;所述主軸(17)通過第一鍵(18)連接 第二聯(lián)軸器(4)的左端;所述懸架體(13)底部通過第一腳支架(7)固定在底座(5)上。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多功能水潤滑推力軸承系統(tǒng)試驗臺，其特征在于，所述第二聯(lián) 軸器(4)內(nèi)圈開一長溝槽，溝槽長度大于第一鍵(18)的長度。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能水潤滑推力軸承系統(tǒng)試驗臺，其特征在于，所述試驗臺 主部件單元m包括右栗蓋(19)、機械密封(21)、中栗蓋(23)、左栗蓋(24)、三通管組件(25)、 水潤滑導(dǎo)軸承(26)、第一軸套(42)、第二軸套(43)、第三軸套(44)、左推力石墨軸承(45)、旋 轉(zhuǎn)推力盤(46)、右推力石墨軸承(47)和出口測試管段(48);所述機械密封(21)中動環(huán)部分裝入主軸(17)，靜環(huán)部分安裝進右栗蓋(19)并緊固，將 右推力石墨軸承(47)安裝進右栗蓋(19)并緊固，再將右栗蓋(19)裝入主軸(17)，右栗蓋 (19)與所述懸架體(13)緊固連接，右栗蓋(19)底部通過第二腳支架(20)固定在底座(5)上； 所述旋轉(zhuǎn)推力盤(46)安裝至主軸(17)、且與主軸(17)上的第二鍵(22)連接；所述中栗蓋 (23)從左向右套在主軸(17)上、且與右栗蓋(19)子口定位配合安裝；左推力石墨軸承(45) 安裝進左栗蓋(24);所述三通管組件(25)套在主軸(17)上、且與中栗蓋(23)緊固連接;從右 向左依次將第三軸套(44)、第二軸套(43)和第一軸套(42)套在主軸(17)上，第三軸套(44) 壓緊旋轉(zhuǎn)推力盤(46)，第一軸套(42)與主軸(17)之間通過第三鍵(41)連接，所述水潤滑導(dǎo)軸承(26)通過子口定位與三通管組件(25)的一端通過緊固件連接；所述左栗蓋(24)中安裝有壓力脈動傳感器(53)，所述右栗蓋(19)中安裝有位移傳感器 (54);所述三通管組件(25)的管道進口安裝進口壓力傳感器(55);所述出口測試管段(48) 上安裝有出口壓力傳感器(56)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多功能水潤滑推力軸承系統(tǒng)試驗臺，其特征在于，所述第一軸 套(42)左端開一通槽，通槽內(nèi)安裝止動墊圈(52)，通過止動墊圈(52)壓緊第一軸套(42)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能水潤滑推力軸承系統(tǒng)試驗臺，其特征在于，所述軸向力 施加測試單元IV包括軸向力施加端蓋(27)、施力端后蓋(28)、拉壓應(yīng)力傳感器(31)、第二傳 力軸(33)、骨架油封(34)、第一傳力軸(35)、角接觸球軸承壓蓋(36)、第一角接觸球軸承 (37)、第二角接觸球軸承(38)、傳力套(40)、第一引液軟管(49)、第二引液軟管(50)和第三 引液軟管(51);骨架油封(34)裝入軸向力施加端蓋(27)對應(yīng)子口處，第一角推力軸承(37)和第二角推 力軸承(38)安裝至第一角推力軸承(37)右端軸肩處；傳力套(40)與主軸(17)—端通過螺紋連接，第一傳力軸(35)通過施力端軸承壓蓋(36) 上端的螺紋孔與傳力套(40)緊固連接，軸向力施加端蓋(27)右端與三通管組件(25)—端通 過螺紋連接，施力端后蓋(28) —端與軸向力施加端蓋(27)—端對應(yīng)子口定位、且緊固連接；第二傳力軸(33)右端與第一傳力軸(35)左端螺紋連接，拉壓應(yīng)力傳感器(31)與第二傳 力軸(33)通過第二調(diào)節(jié)螺母(32)連接，雙頭螺柱(29)—端連接拉壓應(yīng)力傳感器(31)，另一 端穿過施力端后蓋(28)連接第一調(diào)節(jié)螺母(30);軸向力施加端蓋(27)沿圓周方向開兩個螺紋孔，所述三通管組件(25)垂直與主軸(17) 方向的管道進口側(cè)面分別做兩凸臺，所述凸臺內(nèi)部鉆螺紋孔，所述出口測試管段(48)周向 表面鉆螺紋孔，所述右栗蓋(19)在安裝機械密封(21)對應(yīng)處鉆螺紋孔;第一引液軟管(49) 的一端與軸向力施加端蓋(27)上的螺紋孔連接，另一端與出口測試管段(48)上的螺紋孔連 接;第二引液軟管(50)的一端與軸向力施加端蓋(27)上的螺紋孔連接，另一端與三通管組 件(25)上的螺紋孔連接;第三引液軟管(51)的一端與三通管組件(25)上的螺紋孔連接，另 一端與右栗蓋(19)上的螺紋孔連接。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能水潤滑推力軸承系統(tǒng)試驗臺，其特征在于，所述供水單 元VI包括出水漸縮管(57 )、第一出水軟管(58 )、第二出水軟管(59 )、第一進水軟管(60 )、第 二進水軟管(62)、流量控制閥(63)、儲水罐(64)和真空栗(65);出水漸縮管(57)通過自身法蘭與出口測試管段(48)法蘭通過緊固件連接，出水漸縮管 (57)另一端法蘭與第一出水軟管(58)固定連接，第一出水軟管(58)另一端與第二出水軟管 (59)—端連接，第二出水軟管(59)另一端與流量控制閥(63)—端緊固連接，流量控制閥 (63)另一端與儲水罐(64)出口連接;第一進水軟管(60)—端的法蘭與三通管組件(25)垂直 于主軸(17)方向的法蘭相連接，另一端與第二進水軟管(62)的一端，第二進水軟管(62)的 另一端連接儲水罐(64)的進口；真空栗(65)連接儲水罐(64)頂端進水口。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能水潤滑推力軸承系統(tǒng)試驗臺，其特征在于，所述供水單 元VI還包括溫度控制儀(61);所述溫度控制儀(61)安裝在第一進水軟管(60)與第二進水軟 管(62)之間。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能水潤滑推力軸承系統(tǒng)試驗臺，其特征在于，所述綜合控制單元V包括綜合控制平臺計算機，所述計算機包括溫度控制模塊、水力性能測試模塊、 推力軸承水膜力測試模塊、軸向力測試模塊，以及扭矩儀與高速變頻電機控制模塊；所述溫度控制模塊與溫度控制儀(61)電連接，用于對整個閉式系統(tǒng)的溫度進行調(diào)節(jié)控 制；所述水力性能測試模塊分別與進口壓力傳感器(55)、出口壓力傳感器(56)、流量控制 閥(63)電連接，用于對整個閉式系統(tǒng)流量進行控制，并采集進出口壓力；所述推力軸承水膜力測試模塊分別與位移傳感器(54)和壓力脈動傳感器(53)電連接， 用于對推力軸承水膜厚度和壓力進行采集；所述軸向力測試模塊與拉壓應(yīng)力傳感器(31)電連接，用于對被測推力軸承進行軸向力 的施加和監(jiān)測；所述扭矩儀與高速變頻電機控制模塊分別與高速變頻電機(1)和扭矩儀(3)電連接，用 于對高速變頻電機(1)的轉(zhuǎn)速和扭矩儀(3)的扭轉(zhuǎn)力進行控制和采集。
【文檔編號】G01M13/04GK105973600SQ201610416025
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月14日
【發(fā)明人】柏宇星, 孔繁余, 夏斌, 劉瑩瑩, 趙瑞杰, 段小輝
【申請人】江蘇大學(xué)