[發(fā)明專利]基于相似理論的推力軸承性能測試試驗裝置

有效

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• 申請日: 2021-12-08
• 公開（公告）號: CN114088397B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發(fā)明（設計）人: 李強;李斌;劉清磊;李秀偉;杜玉晶;謝群濤;許偉偉;劉兆增
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01M13/04
• 分類號: G01M13/04;G01D21/02;G01K13/08;G01B21/08;G01L11/00
• 代理公司: 廈門智慧呈睿知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 35222
• 代理人: 陳曉思

本發(fā)明的目的是提供一種基于相似理論的推力軸承性能測試實驗裝置及測試方法，旨在解決現(xiàn)有技術中1:1試驗臺體積過大、不能進行多種軸承測試及試驗成本過高等問題，為更加方便檢驗、評估推力軸承性能提供測試和評價；包括傳動系統(tǒng)、軸承測試裝置、加載系統(tǒng)，所述傳動系統(tǒng)、軸承測試裝置、加載系統(tǒng)通過試驗臺架作為基礎框架從上到下依次布置；所述傳動系統(tǒng)連接轉軸，為轉軸提供試驗所需的轉速和扭矩，所述轉軸向下穿過軸承測試裝置和加載系統(tǒng)；所述加載系統(tǒng)提供外部加載力。

技術領域

本發(fā)明涉及油潤滑推力軸承用于性能測試的試驗裝置領域，具體涉及一種基于相似理論的推力軸承性能測試試驗裝置。

背景技術

可傾瓦推力軸承常常用于高推力負荷的旋轉機械，例如核主泵、蓄能機組等，其工作性能優(yōu)劣直接機組是否安全運行。依靠滑動表面與推力瓦之間的潤滑油產(chǎn)生壓力，抵消了施加到滑動表面的外部負載，從而阻止這兩個表面發(fā)生接觸，因而推力軸承得到廣泛應用。隨著技術的不斷進步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，旋轉機械逐漸向大型化、復雜化發(fā)展，而軸承作為旋轉機械中必不可少的零件，旋轉運動不可避免的磨損，也最易發(fā)生故障。因此，推力軸承的質量和可靠性越來越受到重視,軸承的壽命試驗及性能評估被視為重中之重,特別是對于特殊工況下的軸承,其性能試驗成為了整套工具質量控制的關鍵環(huán)節(jié)。在自主研制機組電機過程中，需涉及軸承的設計和驗證問題，而在機組上實際運行進行驗證風險過高，不僅無法對軸承進行全工況驗證，而且造成了試驗成本的提高。在目前的推力軸承驗證過程中，大多采用1:1試驗臺進行驗證，即推力軸承結構即實際運行參數(shù)保持一致，1:1試驗臺雖然能較好的滿足軸承性能試驗，但是試驗臺搭建成本較大，不具有普適性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于相似理論的推力軸承性能測試實驗裝置，旨在解決現(xiàn)有技術中1:1試驗臺體積過大、不能進行多種軸承測試及試驗成本過高等問題，為更加方便檢驗、評估推力軸承性能提供測試和評價。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的：

一種基于相似理論的推力軸承性能測試試驗裝置，根據(jù)實際需求對原軸承模型結構進行2:1或4:1相似縮小，基于縮小前后軸承結構參數(shù)的不同，以軸承比壓相等及線速度一致為準則進行試驗工況參數(shù)的計算，試驗結果可對應實際工況軸承測試結果，試驗裝置依托縮小后軸承進行結構設計。

所述的推力軸承性能測試試驗裝置，包括試驗臺架、傳動系統(tǒng)、軸承測試裝置、加載系統(tǒng)。所述加載系統(tǒng)、軸承測試系統(tǒng)以及傳動系統(tǒng)依托試驗臺架豎直布置，所述傳動系統(tǒng)安裝于試驗臺上部，所述軸承測試系統(tǒng)安裝于試驗臺中部，所述加載系統(tǒng)安裝于試驗臺下部。

所述試驗臺架由大小、長短不一的剛性方管連接而成，所述方管壁面設有圓孔，方便其余部件固定。所述試驗臺架上部固定有電機，所述電機提供試驗臺需要的扭矩與轉速，同時電機轉軸與聯(lián)軸器一端連接，所述聯(lián)軸器另一端與試驗臺傳動主軸連接。

所述軸承測試裝置內(nèi)設置有推力軸承，軸瓦背部內(nèi)嵌式分布著多個溫度傳感器，實現(xiàn)軸瓦溫度的測量；其軸承下端定位有旋轉鏡板，旋轉鏡板與主軸同步運動，鏡板表面內(nèi)嵌式分布壓力傳感器以及位移傳感器，實現(xiàn)對軸承油膜壓力及厚度的測量。所述軸承測試裝置設有循環(huán)油路，供給推力軸承所需要的潤滑油，以提供潤滑和冷卻。

所述加載系統(tǒng)提供試驗所需的載荷，載荷為現(xiàn)有技術中常用的液壓加載系統(tǒng)提供，該液壓加載系統(tǒng)采用活塞式液壓缸加載，加載系統(tǒng)壓力可調，壓力由壓力傳感器測量得到。垂直載荷傳遞過程為液壓油缸作用于推力瓦，主軸帶動推力頭旋轉從而靜壓軸承通過油膜動壓將載荷施加給推力頭，由于推力頭、主軸以及鏡板位置相對固定，所以載荷最終施加于鏡板。