[發明專利]水潤滑軸承動態特性參數測試裝置

有效

• 申請號: 201710447717.4
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN107084842B
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發明（設計）人: 段勇;邱躍統;熊晨曦;周凌波
• 申請（專利權）人: 中國船舶科學研究中心（中國船舶重工集團公司第七0二研究所）
• 主分類號: G01M13/045
• 分類號: G01M13/045
• 代理公司: 無錫華源專利商標事務所(普通合伙) 32228
• 代理人: 伍志祥;聶啟新

本發明涉及一種水潤滑軸承動態特性參數測試裝置。它主要由驅動裝置、加載與測量裝置、輔助裝置和水潤滑軸承組成。其中，所述的驅動裝置主要包括驅動電機、高彈聯軸器和聯接軸段；所述的加載與測量裝置主要包括靜態力加載裝置、動態力加載裝置和動態力及響應測量裝置，動態力及響應測量裝置可用于測量振動加速度以及動態力；所述的輔助裝置主要包括滾子軸承及支撐、動密封裝置、加載裝置支撐架以及水箱等。本發明裝置能夠在靜態力和動態力加載作用下，實現對水潤滑軸承的徑向剛度和阻尼的直接測量，且該裝置結構簡單，測量數據可靠，測量結果可為采用水潤滑軸承的軸系振動特性計算評估提供可靠的輸入參數以及為水潤滑軸承設計提供實驗依據。

技術領域

本發明涉及水潤滑軸承動態特性參數測試領域，具體涉及一種水潤滑軸承的徑向剛度和阻尼的動態特性參數測試裝置。

背景技術

滑動軸承因其結構簡單、在高速重載條件下有較好的動力學性能等優點而廣泛應用于現代工業機械中。而在船舶領域，由于其推進軸系工作環境的特殊性，使得采用海水作為直接潤滑介質的水潤滑軸承得到了廣泛應用。

人們對水潤滑軸承的潤滑機理和潤滑特性、軸承結構參數、材料配方、水膜壓力和摩擦特性等方面開展了大量的研究。如，華中科技大學(水潤滑徑向滑動軸承綜合性能試驗臺的研制[D])設計并研制了一種綜合性能試驗臺，主要實現了不同結構參數、潤滑方式、工作條件和軸承材料對軸承性能的影響試驗；中國船舶重工集團公司第七一九研究所(CN201096619 Y)建立了一套船舶水潤滑艉軸承試驗裝置，用于研究船用艉軸承材料特性、艉軸承結構和潤滑特性的綜合性試驗裝置；重慶大學(CN 102269654 A)設計了一種水潤滑軸承及傳動系統綜合性能試驗平臺，用于研究在復雜工況下水潤滑軸承的摩擦特性、水膜壓力分布、軸心軌跡、噪聲和動態特性等各項參數。

同時作為軸承的一個重要參數—動力特性參數，人們也進行了大量的理論與實驗研究工作。在眾多的滑動軸承分析模型中，含有八個動力特性系數的線性化模型由于方便轉子動力學特性分析、物理意義明確且在軸承偏心較小時有較高的精度，在工程中得到廣泛應用。在理論上分析滑動軸承的動力特性參數是將轉軸平衡位置的偏心率和偏位角代入到Reynolds方程中，采用無限短軸承、無限長軸承假設或數值方法分析Reynolds方程求得滑動軸承油膜壓力分布，積分求得兩個相互正交的油膜力，將油膜力對4個擾動項x、y、求偏導數即得到滑動軸承8個線性化動力特性系數，即

在進行理論研究的同時，人們對滑動軸承的動力學特性也進行了試驗研究，專利CN 103335843 A公開了一種基于滑動軸承實驗臺的油膜剛度和阻尼的測試方法，主要針對油潤滑軸承進行測試。專利CN 102889990 A公開了一種滾子軸承徑向剛度和軸向剛度的動力學測試方法，該方法通過測試由滾子軸承支撐的軸段的固有頻率，從而反算軸承的支撐剛度，該方法為滾子軸承剛度的間接測試方法；專利CN 103543012 A也公開了一種滾動軸承剛度測試實驗裝置及其實驗方法，也是一種滾動軸承剛度的間接測試方法。專利CN205749135 U公開了一種測試空氣靜壓軸承剛度的裝置，專利CN 204514603 U公開了一種測試靜壓軸承的實驗裝置，專利CN102331349 A公開了一種永磁軸承剛度測量裝置，專利CN101685043 A公開了一種異型軸承剛度的測量方法和裝置。

從已公開資料來看，對于滾動軸承及靜壓軸承的剛度測試裝置比較多，對于更為復雜的水潤滑軸承的剛度和阻尼測試裝置則比較少見。鑒于水潤滑軸系在船舶領域中的大量應用，其徑向剛度和阻尼是軸承徑向支撐特性當中兩個比較重要的參數，不僅會影響其自身的應力、應變、摩擦和磨損特性，還會對整個軸系的振動乃至船體尾部結構的振動產生巨大的影響，進而影響到軸系的推進效率、運轉可靠度和營運安全性。因此有必要研制一套試驗裝置，對水潤滑軸承動態特性參數進行測試，從而可以為水潤滑軸承設計和軸系振動計算分析中的輸入參數提供實驗依據。

發明內容