[發明專利]一種泵用軸向力最大值測量裝置及測量方法

有效

• 申請號: 201611015984.6
• 申請日: 2016-11-18
• 公開（公告）號: CN106762708B
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 顧延東;袁壽其;裴吉;袁建平;張金鳳
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: F04D15/00
• 分類號: F04D15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及泵試驗測量領域，尤其是一種泵用軸向力最大值測量裝置。

背景技術

泵是一種通用機械，廣泛應用于農業、工業等領域。泵在運轉過程中，作用在葉輪上的軸向力拉動葉輪軸向移動，可能造成葉輪與靜止部件接觸，導致泵零件損壞，不能正常工作，嚴重地影響了泵運行的可靠性和安全性，因此測量和減小軸向力是重要的設計研究過程。

產生軸向力的主要原因是前后蓋板不對稱，流體作用在后蓋板壓力大于前蓋板，前、后蓋板上的壓力方向相反，因此產生指向葉輪吸入口的力。目前主要通過減小后泵腔中的流體壓力達到減小軸向力的目的，比如平衡孔與密封環結構、平衡盤、背葉片等結構，這些結構減小軸向力的同時，可能會改變了泵的性能。

泵的軸向力是隨著葉輪旋轉而動態變化的，最大軸向力的瞬間破壞力最強，減小軸向力應該以其最大值作為設計參數。目前，減小軸向力結構的設計方法主要依賴于經驗，主要是因為難以測量泵在運行時產生的最大軸向力，因而無法定量地進行設計。

在專利CN201410675511.3《一種潛液泵的軸向力測量裝置》中，通過加裝吊架和拉壓傳感器、加長傳動軸等，實現了針對潛液泵的軸向力測量。不足之處是改動了傳動軸，而且過長的懸臂軸容易失穩。

在專利CN201310067993.X《一種用于多級直聯離心泵的軸向力測量裝置及方法》中，通過在驅動電機上加裝支架、力傳導裝置和測量裝置，在電機尾部測量作用在葉輪上的軸向力。但是力傳到裝置上的軸承可能會把軸向力傳遞給底座，從而導致測量值小于實際值。

因此，本發明的目的是設計一種體積小、結構簡單、能夠準確測量最大軸向力的軸向力測量裝置。

發明內容

本發明針對上述問題提供一種泵用軸向力最大值測量裝置，在基本不改變泵的內流特性情況下，實現最大軸向力的測量。

本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的的：一種泵用軸向力最大值測量裝置，包括第一平面推力軸承，雙層套筒，填料，彈簧，單層套筒和第二平面推力軸承；所述單層套筒的一端固定在第二平面推力軸承B端面上；所述單層套筒插入雙層套筒；所述雙層套筒內安裝彈簧、埋入填料，彈簧兩端分別與單層套筒端面和雙層套筒內端面相接觸；所述雙層套筒的外層筒壁上開設泄料孔，所述雙層套筒的一端固定在第一平面推力軸承B端面上。

上述方案中，所述卸料孔的直徑D₁的取值范圍為3mm-10mm；相鄰泄料孔(11)的軸距l₃的取值范圍為1.5D₁-5D₁；最底端的泄料孔位置應小于彈簧被完全壓縮時的高度。

上述方案中，所述填料為在常溫下具有可塑性且不溶于水的填料。

上述方案中，所述填料為蠟。

上述方案中，所述單層套筒和所述雙層套筒間隙配合。

上述方案中，所述單層套筒的長度l₁大于所述雙層套筒的長度l₂。

本發明還提供了一種利用上述泵用軸向力最大值測量裝置進行測量的方法，包括如下步驟：S1：將第一平面推力軸承，雙層套筒，單層套筒和第二平面推力軸承安裝在泵軸上，葉輪螺母通過螺紋連接安裝在泵軸的一端，并且葉輪螺母與第一推力球軸承A端面或第二推力球軸承A端面相抵S2：持續運行泵軸，然后取出所述一種泵用軸向力最大值測量裝置，記錄填料被擠出的深度；重新裝好填料，在萬能材料試驗機上，壓縮彈簧至上述深度，并讀取軸向力最大值。

上述方案中，第一平面推力軸承A端面或第二平面推力軸承A端面與葉輪固定連接；所述雙層套筒、第一平面推力軸承、第二平面推力軸承和單層套筒與泵軸的同軸度公差等級均控制在IT6-IT9范圍內；與葉輪螺母相抵的第一平面推力軸承A端面或第二平面推力軸承A端面與泵軸為過盈配合；與葉輪固定連接的第一平面推力軸承A端面或第二平面推力軸承A端面與泵軸為間隙配合；所述第一平面推力軸承B端面或第二平面推力軸承B端面與泵軸間隙配合。