立式屏蔽泵的軸向力測試系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于機械技術領域，特別涉及一種立式屏蔽栗的軸向力測試系統及方法。
【背景技術】
[0002]立式屏蔽栗屬于無泄漏離心栗，其軸承為水冷卻潤滑式推力軸承，噪聲很低，這種環保型水栗正在越來越廣泛地得到應用。該栗的使用領域涉及核電站用核級屏蔽電栗、自來水增壓系統、供熱采暖循環水系統、航天用火箭發射前燃料加注等多個領域。該栗的使用壽命主要取決于推力軸承的使用壽命。而推力軸承能否正常使用，取決于其承受的軸向力大小及其本身的耐磨性。立式屏蔽栗由于其推力軸承承受著包括電機轉子、葉輪和主軸等部件的自重在內的全部軸向力，屬于薄弱、易損壞部件。在檢修現場，立式屏蔽栗停機檢修等故障的發生，大部分是由于軸向力過大或推力軸承磨損破壞引起的。因此，準確的測量出立式屏蔽栗中的推力軸承所受的軸向力，將有助于提高立式屏蔽栗的可靠性和延長使用壽命，具有極其重要的現實意義。
【發明內容】
[0003]發明目的:
本發明目的在于提供一種立式屏蔽栗的軸向力測試系統及方法，解決現有立式屏蔽栗的軸向力難以測試的問題，解決難以設計與改善立式屏蔽栗中的推力軸承的問題，為立式屏蔽栗中的推力軸承的設計與改善提供可靠的和準確的技術參數。
[0004]技術方案:
一種立式屏蔽栗的軸向力測試系統，包括支撐架、栗殼、葉輪、上部飛輪組件、下部飛輪組件、轉子和檢測裝置，其特征在于:栗殼的上端與支撐架連接，葉輪、上部飛輪組件和下部飛輪組件設置在栗殼內，葉輪、上部飛輪組件和下部飛輪組件與栗殼內壁之間具有間隙；上部飛輪組件和下部飛輪組件及上部徑向軸承和下部徑向軸承分別設置在轉子的兩端;轉子的兩端分別通過上部徑向軸承和下部徑向軸承與栗殼的內壁連接;轉子外部設有定子部件；下部徑向軸承與下部飛輪組件之間設有推力軸承，檢測裝置為設置在推力軸承內的壓電陶瓷式傳感器。
[0005]壓電陶瓷式傳感器鑲嵌在推力軸承的推力瓦塊上。
[0006]壓電陶瓷式傳感器為8個，8個壓電陶瓷式傳感器鑲嵌在推力軸承的8個推力瓦塊內。
[0007]上部飛輪組件和下部飛輪組件通過鍵與轉子連接。
[0008]栗殼的上端通過法蘭盤與支撐架懸掛式連接。
[0009]測試系統還包括用于對壓電陶瓷式傳感器的測量值進行收集的數據收集系統，數據收集系統與壓電陶瓷式傳感器連接。
[0010]一種用上述立式屏蔽栗的軸向力測試系統進行軸向力測試的方法，其特征在于:該方法步驟如下: a.轉子部件靜止時，壓電陶瓷式傳感器鑲嵌在推力軸承的推力瓦塊上，推力軸承受到了轉子部件的重力作用力，該重力作用力傳遞到壓電陶瓷式傳感器上，從而測量出靜止情況下推力軸承所受到的軸向力Gl，G1為靜止時推力軸承所承受的軸向力；
b.啟動屏蔽式電動機，在屏蔽式電動機轉速達到額定轉速前，屏蔽式電動機驅動轉子部件旋轉，旋轉過程中，推力軸承在受到轉子部件的重力作用力的同時，還受到了浮力、葉輪前后蓋板壓力差而產生的指向葉輪吸入口的軸向力和液體流經葉輪進口與出口方向發生變化引起的作用在葉輪上的動反力;推力軸承所受的軸向力通過壓電陶瓷式傳感器，從而測量出推力軸承所受到的軸向力G2，G2為栗啟動時推力軸承所承受的軸向作用力；
c.立式屏蔽栗正常運行時，栗的轉速為1500rpm，在運行過程中，推力軸承在受到轉子部件的重力作用力的同時，還受到了浮力、葉輪前后蓋板壓力差而產生的指向葉輪吸入口的軸向力和液體流經葉輪進口與出口方向發生變化引起的作用在葉輪上的動反力;推力軸承所受的軸向力通過壓電陶瓷式傳感器，從而測量出推力軸承所受到的軸向力G3，G3為栗運行時所述推力軸承所承受的軸向作用力；
d.關閉屏蔽式電動機，上部飛輪組件與下部飛輪組件共同驅動轉子旋轉，并且產生惰轉現象，在旋轉過程中，推力軸承在受到轉子部件的重力作用力的同時，還受到了浮力、葉輪前后蓋板壓力差而產生的指向葉輪吸入口的軸向力和液體流經葉輪進口與出口方向發生變化引起的作用在葉輪上的動反力;推力軸承所受的軸向力通過壓電陶瓷式傳感器，從而測量出推力軸承所受到的軸向力G4，G4為栗失電時所述推力軸承所承受的軸向作用力。
[0011]優點及效果:
本發明這種立式屏蔽栗的軸向力測試系統及方法，具有如下優點和有益效果:
本發明的立式屏蔽栗的軸向力測試系統可實現對立式屏蔽栗的轉子及轉子上的組件所承受的實時軸向力進行測試，并可以獲取軸向力，為立式屏蔽栗中的推力軸承的設計與優化提供了可靠的參考數據。
[0012]本發明的立式屏蔽栗的軸向力測試系統可以收集各個工況下的立式屏蔽栗中的推力軸承所受的軸向力的實時數據。
[0013]【附圖說明】:
圖1為本發明的立式屏蔽栗的軸向力數據收集系統與測試系統的結構示意圖。
[0014]圖2為本發明的立式屏蔽栗的軸向力測試系統的結構示意圖。
[0015]圖3為本發明的立式屏蔽栗的軸向力測試系統的局部剖面圖。
[0016]圖4為本發明的立式屏蔽栗的軸向力測試系統的部分結構示意圖。
[0017]附圖標記說明:
1-支撐架，2-栗殼，3-葉輪，4-熱屏蔽組件，5-上飛輪組件，6-上部徑向軸承，7-轉子，8-定子，9-下部徑向軸承，10-推力軸承，11-下飛輪組件，12-推力瓦塊，13-壓電陶瓷式傳感器。
[0018]【具體實施方式】:
下面結合附圖對本發明做進一步的說明:
如圖1-圖4所示，本發明提供了一種立式屏蔽栗的軸向力測試系統包括支撐架1、栗殼
2、葉輪3、上部飛輪組件5、下部飛輪組件11、轉子7和檢測裝置，其特征在于:栗殼2的上端與支撐架1連接，葉輪3、上部飛輪組件5和下部飛輪組件11設置在栗殼2內，葉輪3、上部飛輪組件5和下部飛輪組件11與栗殼2內壁之間具有間隙；上部飛輪組件5和下部飛輪組件11及上部徑向軸承6和下部徑向軸承9分別設置在轉子7的兩端;轉子7的兩端分別通過上部徑向軸承6和下部徑向軸承9與栗殼2的內壁連接;轉子7外部設有定子部件8;下部徑向軸承9與下部飛輪組件11之間設有推力軸承10，檢測裝置為設置在推力軸承10內的壓電陶瓷式傳感器13ο
[0019]壓電陶瓷式傳感器13鑲嵌在推力軸承10的推力瓦塊12上。安裝在最優受力點，能更準確更真實的測量到所受的軸向力。而且安裝簡單，易于操作。
[0020]壓電陶瓷式傳感器13為8個，8個壓電陶瓷式傳感器13鑲嵌在推力軸承10的8個推力瓦塊12內。
[0021]上部飛輪組件5和下部飛輪組件11通過鍵與轉子7連接。
[0022]栗殼2的上端通過法蘭盤與支撐架1懸掛式連接。這種連接方式與工況相符，更有利于測量所需軸向力。
[0023]測試系統還包括用于對壓電陶瓷式傳感器的測量值進行收集的數據收集系統，數據收集系統與壓電陶瓷式傳感器13連接。
[0024]在栗和電機之間設置有與栗殼2內部相連接的熱屏蔽組件4。
[0025]用上述立式屏蔽栗的軸向力測試系統進行軸向力測試的方法，其特征在于:該方法步驟如下:
a.轉子部件靜止時，壓電陶瓷式傳感器鑲嵌在推力軸承的推力瓦塊上，推力軸承受到了轉子部件的重力作用力，該重力作用力傳遞到壓電陶瓷式傳感器上，從而測量出靜止情況下推力軸承所受到的軸向力Gl，G1為靜止時推力軸承所承受的軸向力；
b.啟動屏蔽式電動機，在屏蔽式電動機轉速達到額定轉速前，屏蔽式電動機驅動轉子部件旋轉，旋轉過程中，推力軸承在受到轉子部件的重力作用力的同時，還受到了浮力、葉輪前后蓋板壓力差等而產生的指向葉輪吸入口的軸向力和液體流經葉輪進口與出口方向發生變化引起的作用在葉輪上的動反力;推力軸承所受的軸向力通過壓電陶瓷式傳感器，從而測量出推力軸承所受到的軸向力G2，G2為栗啟動時推力軸承所承受的軸向作用力；
c.立式屏蔽栗正常運行時，栗的轉速為1500rpm，在運行過程中，推力軸承在受到轉子部件的重力作用力的同時，還受到了浮力、葉輪前后蓋板壓力差等而產生的指向葉輪吸入口的軸向力和液體流經葉輪進口與出口方向發生變化引起的作用在葉輪上的動反力;推力軸承所受的軸向力通過壓電陶瓷式傳感器，從而測量出推力軸承所受到的軸向力G3，G3為栗運行時所述推力軸承所承受的軸向作用力；
d.關閉屏蔽式電動機，