[發(fā)明專利]低溫環(huán)境下球軸承與彈性支承的軸向靜摩擦力測(cè)試裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610320178.3
• 申請(qǐng)日: 2016-05-13
• 公開（公告）號(hào): CN107367387B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王磊;林奇燕;孫曉偉;金志磊;張召磊;沈文金;鄭曉宇;夏德新;鄭繼坤;魏沫;王雪純
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航天動(dòng)力研究所
• 主分類號(hào): G01M13/04
• 分類號(hào): G01M13/04;G01L5/00
• 代理公司: 核工業(yè)專利中心 11007
• 代理人: 呂巖甲

本發(fā)明涉及一種低溫環(huán)境下球軸承與彈性支承的軸向靜摩擦力測(cè)試裝置，適用于低溫液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪泵領(lǐng)域，也可用于其它低溫旋轉(zhuǎn)機(jī)械領(lǐng)域。加力器固定在支撐架上，兩個(gè)位移傳感器固定于支撐架上；保溫蓋包括筒蓋保溫層、筒蓋、U型卡槽和筒蓋把手，U型卡槽和筒蓋把手焊接在筒蓋上，筒蓋保溫層粘在筒蓋上；保溫筒包括筒把手、筒保溫層、筒壁、筒底和T型槽支座，筒把手、筒壁、筒底和T型槽支座焊接為一體，筒壁上設(shè)有倒置的L型卡槽，筒保溫層粘在筒壁和筒底上；支撐架上焊接有T型滑軌，T型滑軌與T型槽支座配合實(shí)現(xiàn)對(duì)保溫筒的固定。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)在低溫環(huán)境下對(duì)球軸承與彈性支承的靜摩擦力進(jìn)行測(cè)試，為兩者間隙的合理選取提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種低溫環(huán)境下球軸承與彈性支承的軸向靜摩擦力測(cè)試裝置，適用于低溫液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪泵領(lǐng)域，也可用于其它低溫旋轉(zhuǎn)機(jī)械領(lǐng)域。

背景技術(shù)

軸承與彈性支承為高速轉(zhuǎn)子的支撐關(guān)鍵件，廣泛應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械領(lǐng)域的各個(gè)行業(yè)。軸承與彈性支承徑向配合間隙的合理選取對(duì)于軸承的可靠工作至關(guān)重要，尤其是對(duì)于大功率低溫液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪泵。在此類渦輪泵中，工作時(shí)應(yīng)盡可能使軸承外套圈與彈性支承周向方向不產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)摩擦，以避免摩擦過熱而導(dǎo)致冷卻介質(zhì)汽化或軸承引導(dǎo)間隙的產(chǎn)生較大變化。同時(shí)，由于大功率渦輪泵軸向力較大，必須采用軸向力平衡系統(tǒng)，該系統(tǒng)工作時(shí)要求轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在軸向方向能自由移動(dòng)，不然將導(dǎo)致軸承承受過大軸向力而造成軸承的破壞，這也就意味著軸承與彈性支承之間的軸向摩擦力又不能過大。因此，軸承與彈性支承的配合間隙合理選取就極其困難。

對(duì)于低溫液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪泵，為了便于軸承和彈性支承在常溫下進(jìn)行裝配和分解，兩者之間通常選用間隙配合，彈性支承選用線脹系數(shù)高于軸承外套圈的材料。在低溫工作環(huán)境下，由于兩者材料低溫收縮量的差異，配合間隙轉(zhuǎn)變?yōu)檫^盈配合，使兩者之間具有一定的徑向預(yù)緊力。因此，在設(shè)計(jì)初期就非常有必要對(duì)兩者在工作環(huán)境下的軸向靜摩擦力進(jìn)行測(cè)量。目前現(xiàn)有的軸承測(cè)量裝置集中于常溫或低溫環(huán)境下對(duì)軸承總體性能和周向靜摩擦力矩的測(cè)量，尚缺乏低溫環(huán)境下軸承與彈性支承的軸向靜摩擦力測(cè)試裝置。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決低溫發(fā)動(dòng)機(jī)軸承與彈性支承配合間隙選取困難的問題，本發(fā)明提供一種低溫環(huán)境下球軸承與彈性支承的軸向靜摩擦力測(cè)試裝置，實(shí)現(xiàn)在低溫環(huán)境下對(duì)球軸承與彈性支承的靜摩擦力進(jìn)行測(cè)試，為兩者間隙的合理選取提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為：

一種低溫環(huán)境下球軸承與彈性支承的軸向靜摩擦力測(cè)試裝置，包括加力器、位移傳感器、支撐架、保溫蓋、保溫筒、T型滑軌；加力器固定在支撐架上，兩個(gè)位移傳感器固定于支撐架上；保溫蓋包括筒蓋保溫層、筒蓋、U型卡槽和筒蓋把手，U型卡槽和筒蓋把手焊接在筒蓋上，筒蓋保溫層粘在筒蓋上；保溫筒包括筒把手、筒保溫層、筒壁、筒底和T型槽支座，筒把手、筒壁、筒底和T型槽支座焊接為一體，筒壁上設(shè)有倒置的L型卡槽，筒保溫層粘在筒壁和筒底上；支撐架上焊接有T型滑軌，T型滑軌與T型槽支座配合實(shí)現(xiàn)對(duì)保溫筒的固定。

該裝置工作過程如下：通過T型槽支座與T型滑軌的配合將保溫筒固定在支撐架上；通過擰緊螺母將軸承固定在軸突肩處，然后對(duì)彈性支承與軸承進(jìn)行裝配，裝配后將支撐桿穿過軸的孔上，并將調(diào)整墊置于保溫筒內(nèi)中心位置，最后通過支撐桿將測(cè)試對(duì)象懸掛于保溫筒內(nèi)倒置的L型卡槽的高點(diǎn)；緩慢往保溫筒內(nèi)倒入低溫液體，使液體完全浸沒被測(cè)的彈性支承與軸承后，蓋上保溫蓋，使U型卡槽卡住支撐桿，靜置一段時(shí)間，使彈性支承與軸承由常溫環(huán)境降至低溫環(huán)境；通過筒蓋把手旋轉(zhuǎn)保溫蓋，從而通過U型卡槽帶動(dòng)支撐桿旋轉(zhuǎn)至L型卡槽低點(diǎn)上方，使得測(cè)試對(duì)象高度降低，此時(shí)彈性支承與調(diào)整墊由間隙轉(zhuǎn)為貼合狀態(tài)；在軸上添加墊塊，并使用加力器或萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)通過墊塊對(duì)軸上方進(jìn)行緩慢加載，監(jiān)測(cè)墊塊的相對(duì)位移；當(dāng)墊塊的相對(duì)位移發(fā)生突變時(shí)，表明彈性支承與軸承之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，此時(shí)記錄測(cè)試力值變化曲線的拐點(diǎn)，得到軸系開始發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的測(cè)試力值；分解測(cè)試對(duì)象，測(cè)量墊塊、支撐桿、軸、軸承及擰緊螺母的總重量；則軸承與彈性支承的低溫配合靜摩擦力為上述所測(cè)總重量與上述發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的測(cè)試力值之和。

所述的加力器通過螺栓固定在支撐架上。