一種用于滑動軸承液膜摩擦扭矩測量的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001 ]本實用新型提供了一種用于滑動軸承液膜摩擦扭矩測量的裝置。
【背景技術】
[0002]滑動軸承是大型旋轉機械轉子部件的重要支承裝置。滑動軸承液膜的摩擦扭矩表征了軸承動、靜配合面間的潤滑狀態。如該摩擦扭矩過大，會對滑動軸承的耐磨層造成嚴重磨損，不僅會降低軸承的靈敏度，產生不必要的無功能損耗，而且會直接影響到軸承的壽命和整套轉子部件運行的穩定性。因此，在對滑動軸承動力學特性的試驗研究中，會將液膜產生摩擦扭矩作為主要考察的參數之一。
[0003]在當前滑動軸承動力學特性的試驗研究中，對于微型、中小型軸承通常使用專用的軸承摩擦扭矩測量儀進行。這些測量儀的使用范圍有限不適用于大型旋轉機械用軸承，而且由于在滑動軸承的動力學特性試驗中需要對其他動態參數進行同步監測，此種儀器明顯不能滿足該要求。在大型滑動軸承的動力學特性試驗平臺中，通常使用動態扭矩傳感器對轉子部件的扭矩進行監測。這種扭矩傳感器包括軸式、法蘭式和擰緊式等，通常為介入式連接，即需要將其作為傳動軸的一部分才能使用，通常安裝在驅動電機與轉軸間的聯軸器位置。這種連接方式對安裝的對中精度有較高的要求，需在試驗臺的設計時預留專用的空間，從而限制了它的使用范圍。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種用于滑動軸承液膜摩擦扭矩測量的裝置，有效彌補現有測量儀器和方法的不足，對不同負荷、不同轉速下滑動軸承液膜的摩擦扭矩進行測量。
[0005]本實用新型的技術方案是提供一種用于滑動軸承液膜摩擦扭矩測量的裝置，其中:
[0006]變頻電機通過柔性聯軸器驅動由滑動軸承支撐的轉軸產生旋轉；
[0007]滑動軸承的動靜環間的液膜產生阻礙旋轉的摩擦扭矩，且該摩擦扭矩通過滑動軸承的靜環帶動軸承套產生相對旋轉的趨勢；
[0008]在軸承套下端的螺紋孔內裝配有螺紋桿，在螺紋桿末端施加有阻止軸承套發生相對旋轉的作用力，通過力傳感器測量該作用力的大小；
[0009]動態數據采集、分析儀根據該作用力產生的力矩來計算滑動軸承液膜的摩擦扭矩，得到摩擦扭矩為:力傳感器所測得的作用力與螺紋桿末端到軸承中心之間距離的乘積。
[0010]優選地，加載系統與位于軸承套上方的滑輪連接；
[0011]繞在滑輪上的鋼索的兩端，對應連接至兩個連接桿端部的球形鉸接，對測量裝置提供拉力;所述連接桿分別位于軸承套左右兩側的相對位置；
[0012]所述加載系統通過滑輪、鋼索和連接桿為滑動軸承提供徑向載荷。
[0013]優選地，通過設置轉速傳感器，對轉軸的轉速進行監測；
[0014]通過所述動態數據采集、分析儀對液膜摩擦扭矩和轉軸轉速數據進行實時記錄和分析。
[0015]優選地，在所述軸承套上，分布設置有多個用于滑動軸承動力學參數測量和載荷加載的通道和接口。
[0016]優選地，滑動軸承軸向前后的轉軸處，分別設置有驅動側推力軸承和非驅動側推力軸承，用于為整套轉子軸承系統提供徑向和軸向的支撐。
[0017]本實用新型所述的滑動軸承液膜摩擦力矩測量裝置，有效彌補了現有測量儀器和方法的不足，可對不同負荷、不同轉速下滑動軸承液膜的摩擦扭矩進行測量。該測試裝置無需將試驗套轉軸系統拆分便可裝配，占用空間小。安裝方法簡易、方便，沒有過高的技術要求。此種測量裝置還為滑動軸承的其他動力特性參數的同步測量預留了接口，技術人員可根據需要進行加載和測試。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型所述用于滑動軸承液膜摩擦扭矩測量的裝置的結構示意圖；
[0019]圖2是圖1中A-A向的截面示意圖。
【具體實施方式】
[0020]本實用新型提供了用于滑動軸承液膜摩擦扭矩測量的裝置。該測量裝置主要包括:驅動系統、柔性聯軸器、被測軸承及軸承套、鋼索、滑輪、載荷加載裝置、轉速、扭矩測量裝置、數據采集、分析系統以及其他輔助裝置。
[0021]如圖1、圖2所示，本實用新型的主要工作原理如下所述:
[0022]變頻電機I通過柔性聯軸器2驅動滑動軸承17支撐的轉軸3產生旋轉。此時，滑動軸承17動靜環間的液膜會產生阻礙旋轉的摩擦扭矩，且該扭矩會通過滑動軸承17的靜環帶動軸承套5產生旋轉的趨勢。將螺紋桿11裝配在軸承套5下端的螺紋孔內，通過在螺紋桿11末端施加作用力，可阻止軸承套5發生相對旋轉。根據力矩平衡的原理，該作用力產生的力矩與滑動軸承液膜的摩擦扭矩相等。利用力傳感器12可精確測量出該作用力的大小，則被測滑動軸承液膜的摩擦扭矩為:力傳感器12所測得的作用力與螺紋桿11末端到軸承中心間距離的乘積。利用動態數據采集、分析儀16可對滑動軸承液膜的摩擦扭矩和轉速等參數進行實時記錄和分析。
[0023]該測試裝置可通過變頻電機1、加載系統6的調節，實現不同轉速、不同徑向負荷下滑動軸承液膜摩擦扭矩的測量。
[0024]其中，變頻電機I用于調節轉軸3的轉速，實現對不同轉速下滑動軸承液膜摩擦扭矩的測量;使用柔性聯軸器2可保證電機免受徑向和軸向的載荷;驅動側推力軸承4和非驅動側推力軸承10(分別位于滑動軸承17軸向前后的轉軸3處)，用于為整套轉子軸承系統提供徑向和軸向的支撐;加載系統6通過滑輪7、鋼索8和連接桿9為徑向軸承17提供徑向載荷，從而實現不同負載下軸承油膜摩擦扭矩的測量;連接桿9的端部為球形鉸接，而鋼索8僅能對軸承測量系統提供拉力，此種設計配合滑輪7可使加載系統6對被測軸承僅有徑向的負荷，不會有扭矩的作用產生，使得滑動軸承17液膜的摩擦扭矩完全由螺紋桿11承載，從而保證了摩擦扭矩測量數值的精確性。支座13用于為力傳感器12提供固定支撐;底座14用于保證整套測試系統的穩定性;轉速傳感器15用于對轉軸3的轉速進行監測，以實現對滑動軸承液膜摩擦扭矩與轉速間關系的考察;動態數據采集、分析儀16用于對液膜摩擦扭矩和轉軸轉速數據的實時記錄和分析。本測量裝置還預留有多個用于滑動軸承其他動力學參數測量和載荷加載的通道和接口 18，以便于該裝置的后續試驗擴展。
[0025]盡管本實用新型的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本實用新型的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容后，對于本實用新型的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本實用新型的保護范圍應由所附的權利要求來限定。
【主權項】
1.一種用于滑動軸承液膜摩擦扭矩測量的裝置，其特征在于， 變頻電機(I)通過柔性聯軸器(2)驅動由滑動軸承(17)支撐的轉軸(3)產生旋轉； 滑動軸承(17)的動靜環間的液膜產生阻礙旋轉的摩擦扭矩，且該摩擦扭矩通過滑動軸承(17)的靜環帶動軸承套(5)產生相對旋轉的趨勢； 在軸承套(5)下端的螺紋孔內裝配有螺紋桿(11)，在螺紋桿(11)末端施加有阻止軸承套(5)發生相對旋轉的作用力，通過力傳感器(12)測量該作用力的大小； 動態數據采集、分析儀(16)根據該作用力產生的力矩來計算滑動軸承(17)液膜的摩擦扭矩，得到摩擦扭矩為:力傳感器(12)所測得的作用力與螺紋桿(11)末端到軸承中心之間距離的乘積。2.如權利要求1所述用于滑動軸承液膜摩擦扭矩測量的裝置，其特征在于， 加載系統(6)與位于軸承套(5)上方的滑輪(7)連接； 繞在滑輪(7 )上的鋼索(8 )的兩端，對應連接至兩個連接桿(9 )端部的球形鉸接，對測量裝置提供拉力;所述連接桿(9)分別位于軸承套(5)左右兩側的相對位置； 所述加載系統(6)通過滑輪(7)、鋼索(8)和連接桿(9)為滑動軸承(17)提供徑向載荷。3.如權利要求1所述用于滑動軸承液膜摩擦扭矩測量的裝置，其特征在于， 通過設置轉速傳感器(15 )，對轉軸(3 )的轉速進行監測； 通過所述動態數據采集、分析儀(16)對液膜摩擦扭矩和轉軸轉速數據進行實時記錄和分析。4.如權利要求1所述用于滑動軸承液膜摩擦扭矩測量的裝置，其特征在于， 在所述軸承套(5)上，分布設置有多個用于滑動軸承動力學參數測量和載荷加載的通道和接口(18)。5.如權利要求1所述用于滑動軸承液膜摩擦扭矩測量的裝置，其特征在于， 滑動軸承(17)軸向前后的轉軸(3)處，分別設置有驅動側推力軸承(4)和非驅動側推力軸承(10)，用于為整套轉子軸承系統提供徑向和軸向的支撐。
【專利摘要】本實用新型提供一種用于滑動軸承液膜摩擦扭矩測量的裝置，由變頻電機通過柔性聯軸器驅動由滑動軸承支撐的轉軸產生旋轉；滑動軸承的動靜環間的液膜產生阻礙旋轉的摩擦扭矩，且該摩擦扭矩通過滑動軸承的靜環帶動軸承套產生相對旋轉的趨勢；在軸承套下端的螺紋孔內裝配有螺紋桿，在螺紋桿末端施加有阻止軸承套發生相對旋轉的作用力，通過力傳感器測量該作用力的大小；動態數據采集、分析儀根據該作用力產生的力矩來計算滑動軸承液膜的摩擦扭矩。本實用新型可對不同負荷、不同轉速下滑動軸承液膜的摩擦扭矩進行測量。測試裝置無需將試驗套轉軸系統拆分便可裝配，占用空間小，還為滑動軸承的其他動力特性參數的同步測量預留了接口。
【IPC分類】G01L5/00
【公開號】CN205175594
【申請號】CN201520962217
【發明人】程劍, 劉文勇
【申請人】上海電氣凱士比核電泵閥有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年11月27日