[發(fā)明專利]一種采用自動(dòng)調(diào)心軸承的軸系實(shí)驗(yàn)臺(tái)架

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410106881.5
• 申請(qǐng)日: 2014-03-21
• 公開（公告）號(hào): CN103852257A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李天勻;朱翔;黃西玲;韓兵強(qiáng);周歡歡;李亞;朱顯明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué);武漢船用機(jī)械有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G01M13/04
• 分類號(hào): G01M13/04
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于船舶軸系實(shí)驗(yàn)臺(tái)架，具體涉及一種采用自動(dòng)調(diào)心軸承的軸系實(shí)驗(yàn)臺(tái)架。

背景技術(shù)

船舶軸系試驗(yàn)臺(tái)架是研究軸系靜動(dòng)態(tài)特性的重要的實(shí)驗(yàn)室裝置，通常由變頻器、電機(jī)、齒輪箱、聯(lián)軸器、中間軸承、艉軸承和變頻器等部分組成，實(shí)驗(yàn)時(shí)，待實(shí)驗(yàn)軸系的軸端與聯(lián)軸器連接，待實(shí)驗(yàn)軸系的軸段穿過并由中間軸承、艉軸承支撐，待實(shí)驗(yàn)軸系穿過艉軸承后的軸段懸空；根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求和實(shí)際條件不同，其設(shè)計(jì)參數(shù)有所不同。在電機(jī)不輸入能量時(shí)，可以通過相應(yīng)實(shí)驗(yàn)方法和傳感器等測(cè)量手段，得到軸系的靜態(tài)性能參數(shù)；當(dāng)電機(jī)輸入能量，實(shí)現(xiàn)機(jī)軸聯(lián)動(dòng)，可以通過傳感器等測(cè)量手段，獲得軸系的動(dòng)態(tài)性能參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)在某一轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，某一工況下，軸系的靜動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)研究。

有一類船舶軸系試驗(yàn)臺(tái)架，在艉軸承處采用自動(dòng)調(diào)心軸承，利用自動(dòng)調(diào)心軸承對(duì)位移和角度的補(bǔ)償，進(jìn)而改善整個(gè)軸系的性能。

如圖1所示，傳統(tǒng)自動(dòng)調(diào)心球軸承，由軸套41、軸瓦42、嵌有鋼球的保持架44幾個(gè)部分構(gòu)成，軸套球面滾道中心點(diǎn)與軸承中心點(diǎn)一致，軸瓦具有雙列滾道。旋轉(zhuǎn)時(shí)鋼球、保持架、軸瓦對(duì)于軸套心軸可作一定程度的自由傾斜，即具有自動(dòng)調(diào)心功能，因此，可自動(dòng)調(diào)整軸和軸承箱因加工、安裝不當(dāng)所產(chǎn)生的軸心偏移，能夠給予一定的角度補(bǔ)償和較小的位移補(bǔ)償。但是，這種自動(dòng)調(diào)心球軸承軸向負(fù)荷能力有限，不適用于軸向負(fù)荷大的場(chǎng)合；同時(shí)，其水密性不佳，對(duì)于水密性要求比較高的場(chǎng)合，比如船舶軸系艉軸承處，通常不太適用。

在此基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了一種新型自動(dòng)調(diào)心軸承，其結(jié)構(gòu)如圖2所示，該種新型自動(dòng)調(diào)心軸承在軸套41和軸瓦42之間設(shè)置橡膠層45代替原來嵌有鋼球的保持架，由于橡膠層的剛度較小，當(dāng)心軸由于加工、安裝不當(dāng)或在載荷作用下發(fā)生軸心偏移時(shí)，橡膠層能夠給予一定的角度補(bǔ)償。此外，由于橡膠與軸瓦軸套之間具有較大的摩擦阻力，能夠承受一定的軸向負(fù)荷，給予一定的位移補(bǔ)償。同時(shí)，橡膠層具有較佳的水密性，適用于水密性要求較高的場(chǎng)合。

但是，無論是傳統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)心球軸承，還是新型自動(dòng)調(diào)心軸承，應(yīng)用到軸系實(shí)驗(yàn)臺(tái)架上后，都具有裝卸困難，操作不便的缺點(diǎn)，尤其是當(dāng)實(shí)驗(yàn)中需要進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)時(shí)，這種缺陷便顯得更加明顯。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種采用自動(dòng)調(diào)心軸承的軸系實(shí)驗(yàn)臺(tái)架，解決現(xiàn)有船舶軸系試驗(yàn)臺(tái)架艉軸承裝卸困難，操作不便的問題。

本發(fā)明所提供的一種采用自動(dòng)調(diào)心軸承的軸系實(shí)驗(yàn)臺(tái)架，包括電機(jī)、齒輪箱、中間軸承、艉軸承和變頻器，電機(jī)、齒輪箱、中間軸承和艉軸承依次分別通過基座和螺栓固定在地基上，電源通過變頻器為電機(jī)供電，電機(jī)軸通過第一聯(lián)軸器與齒輪箱的輸入軸連接，齒輪箱的輸出軸與第二聯(lián)軸器連接，實(shí)驗(yàn)時(shí)，待實(shí)驗(yàn)軸系的軸端連接所述第二聯(lián)軸器，待實(shí)驗(yàn)軸系的軸段穿過并由中間軸承、艉軸承支撐，待實(shí)驗(yàn)軸系穿過艉軸承后的軸段懸空；其特征在于：

所述艉軸承由軸套、軸瓦和多根鍵條構(gòu)成，所述軸套由形狀相同的上半軸套和下半軸套組成，上半軸套的內(nèi)壁和下半軸套的內(nèi)壁各自均為半圓弧面，上半軸套半圓弧面上具有N條軸向上通槽，下半軸套的半圓弧面上具有M條軸向下通槽，N≥M＞1；

所述軸瓦由一體的筒體和法蘭盤構(gòu)成，所述筒體為圓筒形，所述法蘭盤位于筒體左端部；所述筒體內(nèi)壁具有三道環(huán)形凹腔：左端環(huán)形凹腔和右端環(huán)形凹腔分別用于嵌入油封氈圈，中間環(huán)形凹腔用于容納潤(rùn)滑油；所述筒體的筒壁開有連通法蘭盤端面和所述中間環(huán)形凹腔的潤(rùn)滑油孔；所述筒體外壁開有N+M條軸向鍵槽，其位置和N條軸向上通槽及M條軸向下通槽位置對(duì)應(yīng)，用于容納所述鍵條；所述筒體的外徑小于上半軸套和下半軸套半圓弧面之圓弧半徑，以便軸瓦與軸套間隙配合；

所述鍵條包括N+M根剛性鍵條和N+M根彈性鍵條，分別用以模擬剛性支撐工況和彈性支撐工況；

裝配時(shí)，N+M根剛性鍵條或N+M根彈性鍵條均置入軸向鍵槽后，軸瓦的筒體置于下半軸套的半圓弧面上，將上半軸套和下半軸套通過螺栓與基座相連，構(gòu)成整體的軸套，兩個(gè)半圓弧面形成圓形通孔，筒體位于圓形通孔內(nèi)，N根剛性鍵條或彈性鍵條的上、下表面分別與N條所述軸向上通槽及軸向鍵槽底面緊密接觸，M根剛性鍵條或彈性鍵條的上、下表面分別與M條所述軸向下通槽及軸向鍵槽底面緊密接觸。

所述軸向上通槽、軸向下通槽及軸向鍵槽的橫截面可以為等腰梯形；

所述剛性鍵條和彈性鍵條的橫截面相同，均與所述軸向上通槽和軸向鍵槽組合后的等腰梯形橫截面以及所述軸向下通槽和軸向鍵槽組合后的等腰梯形橫截面相匹配。