[實用新型]機械密封端面摩擦扭矩精確測量裝置

有效

• 申請號: 201721583219.4
• 申請日: 2017-11-23
• 公開（公告）號: CN207395933U
• 公開（公告）日: 2018-05-22
• 發明（設計）人: 陳國旗;張凌峰;鄭偉;孫見君;於秋萍
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: G01L3/04
• 分類號: G01L3/04;G01L5/00
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 王清義

本實用新型提供一種帶有類似靜壓空氣軸承的近零摩擦軸套、能準確測量機械密封端面摩擦扭矩的機械密封端面摩擦扭矩精確測量裝置。它包括開U形口的軸套、穿過U形口的傳動銷、力傳感器；主軸穿過軸套，待測端面摩擦扭矩的機械密封穿套在軸套上，動、靜環由于端面摩擦產生的扭矩，與主軸通過傳動銷以及主軸與軸套間的摩擦傳遞給軸套的扭矩相平衡；當主軸與軸套間的摩擦可忽略時，該扭矩由力傳感器測得的周向力和測力點的力臂的乘積決定；在主軸上開有軸向芯孔，供氣管路與芯孔相連通；主軸開有與芯孔相通的徑向出氣孔；通過供氣管路進入芯孔內的壓縮氣體經徑向出氣孔后進入軸套與主軸之間的間隙，形成對軸套氣浮支撐，減小軸套與主軸之間的摩擦力。

技術領域

本技術屬于測試技術領域，特別是涉及一種進行機械密封端面摩擦扭矩測量的試驗裝置。

背景技術

中國專利ZL201510020807.6 公開了一種基于自供電和無線數據傳輸的機械密封端面摩擦扭矩測量裝置，其包括兩端同一母線上開設有U形口的軸套、穿過U形口連接在主軸上的傳動銷、設置在U形開口側壁與傳動銷之間的力傳感器；主軸穿過軸套，待測端面摩擦扭矩的機械密封穿套在軸套上，動環連接在軸套上，靜環固定在密封腔上。該測量裝置利用機械密封的動、靜環由于端面摩擦產生的扭矩，與主軸通過傳動銷以及主軸與軸套間的摩擦傳遞給軸套的扭矩相平衡的原理來設計的。當主軸與軸套間的摩擦可以忽略時，通過測量機械密封試驗裝置正常運行時傳動銷側壁所受的周向力乘以相應力臂得出端面摩擦扭矩。為了減小主軸與軸套之間的摩擦力對端面摩擦扭測量的影響，該測量裝置在主軸和軸套間加裝了滾珠，使主軸和軸套間的摩擦由原來的滑動摩擦變成了滾動摩擦，極大地改善了測量環境；但是，滾動摩擦系數取決于相互接觸物體的材料性質和表面狀況，這將導致運行過程中主軸與軸套間的摩擦力大小因表面接觸狀態變化出現波動、而難以實現端面摩擦扭矩測量的精確測量。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種帶有類似于靜壓空氣軸承的近零摩擦軸套、能夠準確測量機械密封端面摩擦扭矩的機械密封端面摩擦扭矩精確測量裝置。

本實用新型所述的機械密封端面摩擦扭矩精確測量裝置，包括兩端同一母線上開設有U形口的軸套6、穿過U形口連接在主軸1上的傳動銷12、設置在U形開口側壁與傳動銷之間的力傳感器10；主軸穿過軸套6，待測端面摩擦扭矩的機械密封穿套在軸套上，所述的機械密封的動、靜環由于端面摩擦產生的扭矩，與主軸1通過傳動銷12以及主軸與軸套間的摩擦傳遞給軸套6的扭矩相平衡；當主軸與軸套間的摩擦可以忽略時，這一扭矩由力傳感器10測得的周向力和測力點的力臂的乘積決定；在主軸上開有軸向芯孔5，用于向芯孔5內通入壓縮氣體的供氣管路13與芯孔5相連通；穿套軸套處的主軸開有與芯孔相通的徑向出氣孔9；通過供氣管路13進入芯孔5內的壓縮氣體經徑向出氣孔9后進入軸套6與主軸1之間的間隙，形成對軸套氣浮支撐，減小軸套6與主軸1之間的摩擦力。

本實用新型的有益效果：由于壓縮氣體進入軸套6與主軸1之間的間隙，在壓縮空氣對軸套的頂升作用下，使得軸套浮動穿套在主軸上，顯著減小了軸套與主軸之間的摩擦力。這樣，通過力傳感器10測得的周向力與測力點力臂相乘計算得到扭矩更接近于動、靜環由于端面摩擦產生的實際扭矩。

作為對上述的機械密封端面摩擦扭矩精確測量裝置的進一步改進，徑向出氣孔9有兩組，分別靠近軸套6的兩端處；兩組徑向出氣孔9以軸套6的中間橫截面對稱。

由于兩組徑向出氣孔9以軸套6的中間橫截面對稱，使得軸套兩端都與主軸之間形成氣浮支撐，避免軸套的一端與主軸形成實體接觸而影響測量精度。