一種可便捷更換摩擦副推力軸承實驗裝置的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種可便捷更換摩擦副推力軸承實驗裝置，包括由實驗腔底座、實驗腔體和實驗腔頂蓋構成的實驗腔，實驗腔內填充有潤滑介質；實驗腔內設有由軸承座、實驗推力瓦及摩擦副圓盤組成的測試軸承，軸承座設置在實驗腔底座上；摩擦副圓盤上設有推力盤并通過傳扭銷與其固定連接；轉軸貫穿實驗腔并與推力盤固定連接。本發明避免了更換配對摩擦副時需要更換整個推力盤的問題，降低了更換成本，同時使實驗裝置具有更廣泛的材料適用范圍；實現了實驗推力瓦的徑向及軸向限位，利于簡化裝配過程；經過簡單拆裝過程，實驗推力瓦可沿徑向取出更換而不必裝拆軸系，從而不會影響整體軸系的對中性能，滿足了材料配副實驗對頻繁更換實驗推力瓦的要求。
【專利說明】
一種可便捷更換摩擦副推力軸承實驗裝置
技術領域
[0001]本發明屬于軸承性能實驗技術領域，具體涉及一種可便捷更換摩擦副推力軸承實驗裝置。
【背景技術】
[0002]推力軸承作為機械系統中的基礎和關鍵零部件，其性能直接決定了整個機械系統的壽命和可靠性。特別是對大型推力軸承而言，大尺寸下的高線速度會帶來高雷諾數、湍流態流動等不同于小尺寸下的問題，精確測試此時推力軸承的性能和可靠性成為軸承測試的關鍵。在不同的潤滑介質條件下，推力軸承有多種可能的摩擦配副，需要通過優選得到不同材料之間的最佳軸承材料配副。不同工況下軸承摩擦副表面存在不同的表面形貌，直接影響軸承的潤滑性能。材料配副及表面形貌實驗提出頻繁更換軸承的需求。
[0003]另外，軸承可靠性研究中，也需要更換實驗軸承，通過重復實驗獲得到所需的軸承性能參數。
[0004]目前授權、公開的專利中，專利《一種推力軸承試驗裝置》(申請號:200910236771.X公告號CN102053015)公布了一種用于井下鉆采工具使用的推力軸承試驗裝置，可以進行軸承性能測試和評價;專利《雙轉向雙向加載的推力軸承試驗裝置》(申請號:201210305389.1公告號CN102840984A)公布了一種針對核電主栗軸承的試驗臺，可實現雙向旋轉和雙向加載;專利《一種力自平衡式推力軸承試驗臺》(申請號:2015102580400公布號CN104807641A)公布了一種模擬推力軸承使用工況的力封閉式推力軸承實驗臺，監測軸承性能。然而，上面公布的實驗裝置只是針對不經常更換實驗軸承的場合，更換實驗軸承時均存在裝配過程復雜的問題，不適于軸承材料配副及重復實驗。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于解決實驗軸承裝配過程復雜的問題，提供一種可便捷更換摩擦副推力軸承實驗裝置，完成推力軸承的材料配副及重復實驗。
[0006]本發明通過以下技術方案來實現:
[0007]—種可便捷更換摩擦副推力軸承實驗裝置，包括由實驗腔底座、實驗腔體和實驗腔頂蓋構成的實驗腔，實驗腔內填充有潤滑介質;實驗腔內設有由軸承座、實驗推力瓦及摩擦副圓盤組成的測試軸承，軸承座設置在實驗腔底座上;摩擦副圓盤上設有與其固定連接的推力盤;轉軸貫穿實驗腔并與推力盤固定連接。
[0008]所述的轉軸通過密封輔助部件與實驗腔底座密封連接，通過花鍵套與實驗腔頂蓋密封連接;轉軸與推力盤之間還設有導向零件，傳動銷穿過推力盤與花鍵套將其固定連接，轉軸通過花鍵套及傳動銷將扭矩傳至推力盤上。
[0009]所述的轉軸與密封輔助部件、花鍵套及導向零件在徑向相配合，系統轉軸依靠密封輔助部件及導向零件實現密封、對中及軸向位移。
[0010]所述的推力盤與軸承座之間還設有壓緊套，推力盤在其底部還設有推力盤端蓋；推力盤端蓋與壓緊套軸向貼合，壓緊套與摩擦副圓盤軸向貼合，摩擦副圓盤與推力盤軸向貼合。
[0011]所述推力盤與摩擦副圓盤通過傳扭銷固定連接，推力盤通過傳扭銷帶動摩擦副圓盤一起轉動。
[0012]所述的摩擦副圓盤的更換為:拆除實驗腔體，取出推力盤拆除推力盤端蓋并取下壓緊套，取下并更換摩擦副圓盤。
[0013]所述的實驗推力瓦在徑向還與徑向限位環相連接，在實驗推力瓦與徑向限位環之間還設有限位擋片;徑向限位環還與軸承座的側面相連接。
[0014]所述的實驗推力瓦徑向與徑向限位環通過連接螺釘連接，軸承座的側面與徑向限位環通過緊定連接螺釘連接;實驗推力瓦與限位擋片在徑向貼合，徑向限位環為剖分式。
[0015]所述的實驗推力瓦的更換為:拆除實驗腔體，將徑向限位環沿徑向拆除，拆除限位擋片并略微頂起推力盤，沿徑向取出并更換實驗推力瓦。
[0016]所述的實驗腔底座設置在實驗平臺基座上，實驗腔體下部與實驗腔底座連接，實驗腔體上部與實驗腔頂蓋連接，軸承座安裝于實驗腔底座上;實驗腔底座上還開設有潤滑介質入口，實驗腔體上開設有潤滑介質出口。
[0017]與現有技術相比，本發明具有以下有益的技術效果:
[0018]本發明提供的可便捷更換摩擦副推力軸承實驗裝置，將推力盤與摩擦副圓盤進行分離設計，避免了更換配對摩擦副時需要更換整個推力盤的問題，降低了更換成本，同時使實驗裝置具有更廣泛的材料適用范圍。
[0019]本發明提供的可便捷更換摩擦副推力軸承實驗裝置，通過徑向限位環的連接設計，實現了實驗推力瓦的徑向及軸向限位，利于簡化裝配過程;經過簡單拆裝過程，實驗推力瓦可沿徑向取出更換而不必裝拆軸系，從而不會影響整體軸系的對中性能，滿足了材料配副實驗對頻繁更換實驗推力瓦的要求。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發明實驗裝置的結構示意圖。
[0021]圖2是本發明的局部放大示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合具體的實施例對本發明做進一步的詳細說明，所述是對本發明的解釋而不是限定。
[0023]參見圖1，一種可便捷更換摩擦副推力軸承實驗裝置，包括由實驗腔底座2、實驗腔體8和實驗腔頂蓋10構成的實驗腔，實驗腔內填充有潤滑介質;實驗腔內設有由軸承座4、實驗推力瓦5及摩擦副圓盤6組成的測試軸承，軸承座4設置在實驗腔底座2上;摩擦副圓盤6上設有推力盤7并通過傳扭銷13與其固定連接;轉軸16貫穿實驗腔并與推力盤7固定連接。
[0024]具體的，所述的轉軸16通過密封輔助部件3與實驗腔底座2密封連接，通過花鍵套11與實驗腔頂蓋10密封連接;轉軸16與推力盤7之間還設有導向零件12，傳動銷9穿過推力盤7與花鍵套11將其固定連接，轉軸16通過花鍵套11及傳動銷9將扭矩傳至推力盤7上。
[0025]所述的轉軸16與密封輔助部件3、花鍵套11及導向零件12在徑向相配合，系統轉軸16依靠密封輔助部件3及導向零件12實現密封、對中及軸向位移。
[0026]所述的實驗腔底座2設置在實驗平臺基座I上，實驗腔體8下部與實驗腔底座2連接，實驗腔體8上部與實驗腔頂蓋10連接，軸承座4安裝于實驗腔底座2上;實驗腔底座2上還開設有潤滑介質入口，實驗腔體8上開設有潤滑介質出口。
[0027]進一步的，所述的推力盤7與軸承座4之間還設有壓緊套14，推力盤7在其底部還設有推力盤端蓋15;推力盤端蓋15與壓緊套14軸向貼合，壓緊套14與摩擦副圓盤6軸向貼合，摩擦副圓盤6與推力盤7軸向貼合。
[0028]所述推力盤7與摩擦副圓盤6通過傳扭銷13固定連接，推力盤7通過傳扭銷13帶動摩擦副圓盤6—起轉動。
[0029]所述的摩擦副圓盤6的更換為:拆除實驗腔體8，取出推力盤7拆除推力盤端蓋15并取下壓緊套14，取下并更換摩擦副圓盤6。
[0030]進一步的，所述的實驗推力瓦5在徑向還與徑向限位環17相連接，在實驗推力瓦5與徑向限位環17之間還設有限位擋片19;徑向限位環17還與軸承座4的側面相連接。
[0031]所述的實驗推力瓦5徑向與徑向限位環17通過連接螺釘18連接，軸承座4的側面與徑向限位環17通過緊定連接螺釘20連接;實驗推力瓦5與限位擋片19在徑向貼合，徑向限位環17為剖分式。
[0032]所述的實驗推力瓦5的更換為:拆除實驗腔體8，將徑向限位環17沿徑向拆除，拆除限位擋片19并略微頂起推力盤7，沿徑向取出并更換實驗推力瓦5。
[0033]下面給出具體實施例:
[0034]—種可便捷更換摩擦副推力軸承實驗裝置，包括實驗平臺基座1、實驗腔底座2連接在實驗平臺基座I上，實驗腔體8與實驗腔底座2連接，實驗腔體8上部與實驗腔頂蓋10連接，
[0035]被測試軸承由軸承座4、實驗推力瓦5及摩擦副圓盤6組成，軸承座4安裝于實驗腔底座2上。
[0036]系統轉軸16依靠密封輔助部件3及導向零件12實現轉軸的密封、對中及軸向位移，轉軸16通過花鍵套11及傳動銷9將扭矩傳至推力盤7上，推力盤7通過傳扭銷13帶動摩擦副圓盤6—起轉動。
[0037]推力盤端蓋15與推力盤7連接，并通過壓緊套14將摩擦副圓盤6壓緊在推力盤7上。摩擦副圓盤6與實驗推力瓦5之間形成潤滑液膜，實現推力軸承的潤滑。
[0038]推力軸承的實驗推力瓦5徑向與徑向限位環17通過連接螺釘18連接，軸承座4的側面與徑向限位環17通過緊定連接螺釘20連接，實驗推力瓦5與徑向限位環17之間裝有限位擋片19，與實驗推力瓦5外徑緊密貼合，限制其徑向位置。其中徑向限位環17為剖分式，可沿徑向拆除。
[0039]下面給出本發明的使用及操作說明:
[0040]實驗腔底座2與實驗腔體8、實驗腔頂蓋10共同形成半封閉式的實驗空間，空間大部分區域填充有潤滑介質。潤滑介質從實驗腔底座2的入口進入，從實驗腔體8上部的側面靠離心力甩出，形成潤滑介質的循環與冷卻。
[0041]實驗平臺1、軸系支承密封輔助部件3、支承零件12共同保證了轉軸16的剛度要求、轉動自由度及對中性能，同時通過花鍵套11實現了推力盤7的軸向浮動，與傳動銷9共同傳遞扭矩至推力盤7上。通過推力盤端蓋15與壓緊套14實現摩擦副圓盤6與推力盤7之間的軸向定位，通過傳扭銷13傳遞了推力盤的轉動。
[0042]轉軸16轉動時，摩擦副圓盤6與實驗推力瓦7之間形成流體潤滑膜，推力盤微微抬升，同時可利用實驗推力軸承中的傳感器測量相關溫度、壓力等物理參數。
[0043]以上給出的實施例是實現本發明較優的例子，本發明不限于上述實施例。本領域的技術人員根據本發明技術方案的技術特征所做出的任何非本質的添加、替換，均屬于本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種可便捷更換摩擦副推力軸承實驗裝置，其特征在于，包括由實驗腔底座(2)、實驗腔體(8)和實驗腔頂蓋(10)構成的實驗腔，實驗腔內填充有潤滑介質;實驗腔內設有由軸承座(4)、實驗推力瓦(5)及摩擦副圓盤(6)組成的測試軸承，軸承座(4)設置在實驗腔底座(2)上;摩擦副圓盤(6)上設有與其固定連接的推力盤(7);轉軸(16)貫穿實驗腔并與推力盤(7)固定連接。2.如權利要求1所述的可便捷更換摩擦副推力軸承實驗裝置，其特征在于，所述的轉軸(16)通過密封輔助部件(3)與實驗腔底座(2)密封連接，通過花鍵套(11)與實驗腔頂蓋(10)密封連接;轉軸(16)與推力盤(7)之間還設有導向零件(12)，傳動銷(9)穿過推力盤(7)與花鍵套(11)將其固定連接，轉軸(16)通過花鍵套(11)及傳動銷(9)將扭矩傳至推力盤(7)上。3.如權利要求2所述的可便捷更換摩擦副推力軸承實驗裝置，其特征在于，所述的轉軸(16)與密封輔助部件(3)、花鍵套(11)及導向零件(12)在徑向相配合，系統轉軸(16)依靠密封輔助部件(3)及導向零件(12)實現密封、對中及軸向位移。4.如權利要求1所述的可便捷更換摩擦副推力軸承實驗裝置，其特征在于，所述的推力盤(7)與軸承座(4)之間還設有壓緊套(14)，推力盤(7)在其底部還設有推力盤端蓋(15);推力盤端蓋(15)與壓緊套(14)軸向貼合，壓緊套(14)與摩擦副圓盤(6)軸向貼合，摩擦副圓盤(6)與推力盤(7)軸向貼合。5.如權利要求1或4所述的可便捷更換摩擦副推力軸承實驗裝置，其特征在于，所述推力盤(7)與摩擦副圓盤(6)通過傳扭銷(13)固定連接，推力盤(7)通過傳扭銷(13)帶動摩擦副圓盤(6) —起轉動。6.如權利要求1所述的可便捷更換摩擦副推力軸承實驗裝置，其特征在于，所述的摩擦副圓盤(6)的更換為:拆除實驗腔體(8)，取出推力盤(7)拆除推力盤端蓋(15)并取下壓緊套(14)，取下并更換摩擦副圓盤(6)。7.如權利要求1所述的可便捷更換摩擦副推力軸承實驗裝置，其特征在于，所述的實驗推力瓦(5)在徑向還與徑向限位環(17)相連接，在實驗推力瓦(5)與徑向限位環(17)之間還設有限位擋片(19);徑向限位環(17)還與軸承座(4)的側面相連接。8.如權利要求7所述的可便捷更換摩擦副推力軸承實驗裝置，其特征在于，所述的實驗推力瓦(5)徑向與徑向限位環(17)通過連接螺釘(18)連接，軸承座(4)的側面與徑向限位環(17)通過緊定連接螺釘(20)連接;實驗推力瓦(5)與限位擋片(19)在徑向貼合，徑向限位環(17)為剖分式。9.如權利要求7或8所述的可便捷更換摩擦副推力軸承實驗裝置，其特征在于，所述的實驗推力瓦(5)的更換為:拆除實驗腔體(8)，將徑向限位環(17)沿徑向拆除，拆除限位擋片(19)并略微頂起推力盤(7)，沿徑向取出并更換實驗推力瓦(5)。10.如權利要求1所述的可便捷更換摩擦副推力軸承實驗裝置，其特征在于，所述的實驗腔底座(2)設置在實驗平臺基座(I)上，實驗腔體(8)下部與實驗腔底座(2)連接，實驗腔體(8)上部與實驗腔頂蓋(10)連接，軸承座(4)安裝于實驗腔底座(2)上;實驗腔底座(2)上還開設有潤滑介質入口，實驗腔體(8)上開設有潤滑介質出口。
【文檔編號】G01M13/04GK105973599SQ201610378520
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月31日
【發明人】劉瑩, 宋智翔, 王占朝, 張高龍, 王悅昶, 劉向鋒, 郭飛, 高志
【申請人】清華大學