[發明專利]一種可模擬不同水質工況的水潤滑軸承試驗平臺

在審

• 申請號: 201810220092.2
• 申請日: 2018-03-16
• 公開（公告）號: CN108195588A
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 郭智威;胡東;袁成清;譚欣然;常鐵;崔旨桃
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G01M13/04
• 分類號: G01M13/04;G01D21/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王守仁

本發明公開了一種可模擬不同水質工況的水潤滑軸承試驗平臺，包括驅動電機通過第一彈性聯軸器與扭矩傳感系統相連，所述系統通過第二彈性聯軸器與多規格轉軸相連、所述轉軸與水潤滑軸承構成間隙轉動配合。通過加固不同尺寸的銅套來實現多規格軸承的試驗。其中水箱的設計能夠實現對不同水質水環境的模擬；超聲波測厚儀可測其水膜厚度變化情況；電渦流傳感器的設置可測試驗軸承的振動；聲音傳感器測其發出的噪聲；扭矩傳感器測其動態扭矩值。本發明實現了多規格水潤滑軸承的安裝和模擬水潤滑軸承運行工況的水質環境，能夠對軸承進行實況模擬與可靠性試驗，為水潤滑軸承的結構設計、材料性能測試等提供試驗條件。

技術鄰域

本發明涉及試驗平臺，特別是基于水潤滑軸承設計的一種可模擬不同水質工況的水潤滑軸承試驗平臺。

背景技術

近年來，隨著環保意識逐漸深入人心及石油資源的日漸枯竭，以水代替傳統潤滑油作為潤滑劑的水潤滑軸承逐漸走進了人們的視野。由于水潤滑軸承具有無污染、低成本及材料來源豐富等優點,同時水潤滑軸承成本低，阻燃性好，易維護保養，還能降低摩擦副的摩擦、磨損、振動、噪聲、無功能耗等關鍵問題。水潤滑軸承用途廣泛，不僅涉及船舶領域，還在水泵、水電站中被廣泛利用。由于國外先進材料，如飛龍、賽龍對我國技術的封閉，我國應開發出性能良好的并具有自主知識產權的水潤滑軸承材料。

水潤滑軸承如船舶水潤滑尾軸承的工作條件十分惡劣，既要承受螺旋槳回轉時的不均勻懸臂負荷及螺旋槳偶然碰到障礙物時的動力負荷，又要承受尾軸和螺旋槳重量及運轉過程中可能發生的附加振動力等，因此，對軸承的力學性能、隱蔽性能和可靠性能的研究有助于提高船舶設備的運行效率或生產效益。與此同時，水潤滑軸承還要承受水質(如含鹽量、含沙量、沙粒大小等)、水域溫度等眾多環境因素的影響，因此，對軸承在不同水質中的摩擦性能研究更迫切。滑動軸承的安裝一般都是固定的，其安裝機構就難改變。由于滑動軸承的規格非常多，寬度與內、外圈直徑不盡相同，設計加工出一個特定安裝機構通常只適用于某一規格的滑動軸承。這也使得目前大多數滑動軸承試驗臺通常只能對某一規格的滑動軸承進行試驗。而若要在這些試驗臺上對其它規格的滑動軸承進行試驗，則需改變試驗臺軸系的尺寸，時間與經濟成本較高。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是：針對現有水潤滑軸承試驗臺的局限性，提供一種設計多規格水潤滑軸承試驗臺，模擬水潤滑軸承真實的工作環境，精確測其水膜厚度及其它力學性能，保障水潤滑軸承的性能測試。

本發明解決其技術問題采用以下的技術方案：

本發明提供的可模擬不同水質工況的多規格水潤滑軸承試驗平臺，其包括變頻驅動電機、扭矩傳感系統、水箱、水潤滑軸承、多規格轉軸、基座、升降裝置，其中：變頻驅動電機通過第一彈性聯軸器與扭矩傳感系統相連，扭矩傳感系統通過第二彈性聯軸器與多規格轉軸相連，多規格轉軸與水潤滑軸承構成間隙轉動配合；基座上設有便于軸心對齊的變頻驅動電機支撐架、扭矩傳感系統支撐架和水箱支撐架，它們分別支撐變頻驅動電機、扭矩傳感系統、水箱；水箱中設有軸承支撐架，用來支撐水潤滑軸承；升降裝置中的升降平臺上搭載有聲音傳感器、電渦流傳感器和超聲波發射器。

本發明設有數據采集系統，其包括計算機和通過數據線與之相連的控制器、采集模塊、控制板卡，其中：控制器采用預定順序改變主電路或控制電路的接線和改變電路中電阻值來控制電動機的啟動、調速、制動和反向的主令，由程序計數器、指令寄存器、指令譯碼器、時序產生器和操作控制器組成；采集模塊采用I/O、數據采集和隔離的RS-485總線接口，支持標準的Modbus議和自定義ASCII協議；控制板卡采用可插入式，用來控制硬件的運行。

所述多規格轉軸，設有第一凸臺和第二凸臺，兩個凸臺之間設置的轉軸與水潤滑軸承構成摩擦副；轉軸的兩端，其中靠近變頻驅動電機的一端與第一凸臺固定，另一端與第二凸臺可拆卸；該轉軸表面上通過第一凸臺的凹口和第二凸臺的凹口使銅套的凸緣對齊，以加固不同尺寸的銅套的凸緣。

所述水箱與轉軸之間設有旋轉機械密封。