专利名称：立式船用水润滑推力轴承模拟试验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及模拟试验装置，具体涉及一种立式船用水润滑推力轴承模拟试验
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背景技术：
水润滑推力轴承是专门承受轴向力的轴承，在船舶推进系统中，水润滑推力轴承起着重要作用，螺旋桨运转时，水润滑推力轴承承受较大交变载荷。为了保证运行的安全性与可靠性，在轴承研发过程中必须在相关的试验装置上进行轴承的摩擦、磨损、振动和承载等特性试验研究。水润滑推力轴承试验装置采用立式结构，顶端安装无级调速电机，采用液压加载、配套B&K Vitoo振动传感器、转矩转速仪、水膜压力传感器、温度传感器和润滑冷却
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发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种立式船用水润滑推力轴承模拟试验装置，模拟水润滑推力轴承的运转工况，以便能够有效地开展水润滑推力轴承的摩擦学特性、承载特性、振动特性以及轴承材料、轴承结构等方面的科学和试验研究。本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是包括驱动部分、试验部分、加载部分和测试部分，其中驱动部分位于试验台的顶端，试验部分位于驱动部分的下方，驱动部分与试验部分通过变频电机的电机轴连接；加载部分位于试验部分的下方；测试部分所设置的仪器分别装在试验部分的 推力瓦块和电机轴上。所述驱动部分主要由主轴变速箱、送进箱和变频电机组成，其中变频电机位于试验台顶端；主轴变速箱位于变频电机的下方,送进箱位于主轴变速箱的下方,三个部件通过电机轴连接；主轴变速箱的下端装有底座，该底座与主轴变速箱通过立柱相连。所述试验部分主要由润滑冷却装置、法兰、推力环、轴承底座、进水口、密封装置、出水口、推力瓦块组成，其中在润滑冷却装置的内部，从上到下依次为法兰、推力环、推力瓦块、轴承底座和密封装置；进水口和出水口分别安装在润滑冷却装置的上部和下部；在润滑冷却装置的侧面和轴承底座的底面各安装一个振动传感器。所述加载部分主要由液压加载装置、工作台、液压工作站组成，其中工作台位于试验台的底部，液压加载装置通过螺栓固定在工作台上，液压加载装置通过油管与液压工作站和测试部分的控制台相连。所述测试部分主要由温度传感器、水膜压力传感器、振动传感器、控制台、转速测量仪和工控机组成，所述温度传感器、水膜压力传感器装在推力瓦块的凹槽中，并与控制柜相连，控制柜与控制台相连；振动传感器安装于水箱的侧面和密封装置的底部；转速测量仪安装在电机轴上。所述水膜压力传感器和温度传感器通过推力瓦块安装在润滑冷却装置的内部，其中水膜压力传感器安装在推力瓦块表面的内半径和外半径处，温度传感器安装在推力瓦块表面的中间位置。所述电机轴上装有转矩转速仪，该转矩转速仪通过数据线与控制台连接。本实用新型的优点主要是本装置整体采用立式结构，工作稳定，振动小，主轴行程长，转速范围大，精度高。送进箱可调节主轴的长度，从而实现推力环上下移动。润滑冷却装置采用半开口式，降低试验装置对密封性能的要求，便于推力瓦块和推力环的拆装。能够方便快捷地施加交变载荷和静载荷，以及实时自动测量、记录水润滑推力轴承的摩擦系数、水膜压力、振动特性、温度特性。
图1为本实用新型的结构示意图。图2为图1中试验部分的结构示意图。图3为图1中的推力瓦块的结构示意图。图4为图3的俯视图。图中1.主轴变速箱；2.送进箱；3.第一转速测量仪；4.转矩转速仪；5.第二转速测量仪；6.润滑冷却装置；7.法兰；8.推力环；9.轴承底座；10.进水口 ；
11.密封装置；12.底板；13.导向套；14.液压加载装置；15.工作台；16.底座；17.变频电机；18.出水口 ； 19.水膜压力传感器；20.温度传感器；21.振动传感器；22.液压工作站；23.控制柜；24控制台；25.推力瓦块；26.瓦块衬板；27.立柱。
具体实施方式
本实用新型采用立式结构，试验台工作稳定，振动�。俜段Т螅雀撸闪榛钍迪稚璞傅纳舷乱贫阌谏璞覆鹱�。既可以方便快捷的施加载荷又可实时监测推力轴承的运行参数。下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步说明。本实用新型提供的立式船用水润滑推力轴承模拟试验装置，其结构如图1至图4所示，包括驱动部分、试验部分、加载部分和测试部分，其中驱动部分位于试验台的顶端，试验部分位于驱动部分的下方，驱动部分与试验部分通过电机轴(以下简称轴)连接。加载部分位于试验部分的下方。测试部分的仪器装在试验部分的推力瓦块25和轴上，测试部分主要用于测试试验部分载荷、转速、摩擦系数、冷却水温度、瓦块表面温度、瓦块表面水膜压力、轴承座振动等参数，其与试验部分密不可分。所述驱动部分主要由主轴变速箱1、送进箱2和变频电机17组成，其中变频电机17位于试验台顶端；主轴变速箱I位于变频电机17的下方，送进箱2位于主轴变速箱I的下方，三个部件通过轴连接，主轴变速箱I调节轴的转速并输出扭矩，送进箱2调节轴的上下位置，以改变轴的长度。主轴变速箱I的下端装有底座16，该底座与变速箱I通过立柱27相连。驱动部分因采用了变频电机I和送进箱2故可实现无级调速和驱动轴的上下移动。所述试验部分的结构如图2、图3和图4所示，由润滑冷却装置6、法兰7、推力环
8、轴承底座9、进水口 10、密封装置11、出水口 18、水膜压力传感器19、温度传感器20、振动传感器21组成。其中法兰7、推力环8、水膜压力传感器19和温度传感器20安装在润滑冷却装置6的内部，润滑冷却装置6采用半开口式结构，润滑冷却装置6内部各部件的安装顺序从上到下依次为法兰7、推力环8、水膜压力传感器19、温度传感器20、轴承底座9和密封装置11 ;轴承底座9安装在润滑冷却装置6底部；进水口 10和出水口 18分别安装在润滑冷却装置6的上部和下部；在润滑冷却装置6的侧面和轴承底座9的底面各安装一个振动传感器21 ;水膜压力传感器19和温度传感器20安装在推力瓦块25的凹槽中，水膜压力传感器19安装在推力瓦块25表面的内半径和外半径处，温度传感器安装在推力瓦块25表面的的中间位置，如图4所示。推力瓦块25采用嵌入式结构，并用螺栓将其箍紧于瓦块衬板26，这种结构便于更换推力瓦，其直径和厚度可根据试验要求改变。所述加载部分采用液压伺服控制，实现交变载荷和静载荷的施加。该加载部分主要由液压加载装置14、工作台15、液压工作站22、控制台24组成，其中工作台15位于试验台的底部，液压加载装置14通过螺栓固定在工作台15上，液压加载装置14与液压工作站22和控制台24相连。在工作台15上，从下往上依次安装液压加载装置14、导向套13、底板12 ;然后安装水箱，在水箱里面安装推力瓦块25、瓦块衬板26、轴承底座9和密封装置11。所述测试部分可采集载荷、转速、摩擦系数、冷却水温度、瓦块表面温度、瓦块表面水膜压力、轴承座振动等参数，并具备显示、记录、存储、输出等功能。该测试部分由温度传感器20、水膜压力传感器19、振动传感器21、控制台24以及相关组件(如工控机、调速旋钮、振动采集窗等)构成，其中温度传感器20、水膜压力传感器19装在推力瓦块25的凹槽中，并与控制柜23相连，控制柜23与控制台24相连；振动传感器21安装于水箱的侧面和密封装置11的底部，测量推力轴承装置的横向振动和纵向振动；转速测量仪由两部分组成，第一转速测量仪3为信号接收装置，第二转速测量仪5为信号发射装置和信号处理装置。第二转速转速仪5发射激光信号，第一转速测量仪3接收信号，然后反馈给第二转速测量仪5，第二转速测量仪5对接收的信号进行处理，然后依次输入控制柜23，控制台24，控制台24显示所测量的转速；转矩转速仪4安装在轴上，并与控制台24连接，可实时测量水润滑推力轴承的摩擦系数、转速和转矩。上述第一转速测量速仪3、第二转速测量速仪5、法兰7、推力环8从上往下依次安装在轴上。上述振动传感器21可以采用型号为B&K Vibro振动传感器。所述B&K Vibro振动传感器又称4508B型加速度传感器，该传感器不仅可以测量振动加速度，而且能测量振动位移和振动速度。本实用新型提供的立式船用水润滑推力轴承模拟试验装置，其工作过程如下首先，通过主轴变速箱I实现变频电机转速和转矩的转换，使本装置达到试验要求；调节送进箱2实现电机轴的上移；调整工作台15使液压加载装置14和润滑冷却装置6向下移动；再分别调整送进箱2和工作台15的上下位置，使其达到合适位置，再将它们固定。然后打开水泵在水箱中注入适量水,依次开启进水口 10和出水口 18 ;通过控制台24启动变频电机17调节转速，再调节液压加载装置14，给推力轴承施加交变载荷或静载荷；打开第一转速测量仪3、第二转速测量仪5、转矩转速仪4、温度传感器20、水膜压力传感器19、振动传感器21等测量装置，采集载荷、转速、摩擦系数、冷却水温度、瓦块表面温度、瓦块表面水膜压力、轴承座振动等参数，并实时显示、记录、存储、输出。
权利要求1.一种立式船用水润滑推力轴承模拟试验装置，其特征在于包括驱动部分、试验部分、加载部分和测试部分，其中驱动部分位于试验台的顶端，试验部分位于驱动部分的下方，驱动部分与试验部分通过变频电机的电机轴连接；加载部分位于试验部分的下方；测试部分所设置的仪器分别装在试验部分的推力瓦块(25)和电机轴上。
2.根据权利要求1所述的立式船用水润滑推力轴承模拟试验装置，其特征在于所述驱动部分主要由主轴变速箱(I)、送进箱(2 )和变频电机(17)组成，其中变频电机(17 )位于试验台顶端；主轴变速箱(I)位于变频电机(17)的下方，送进箱(2)位于主轴变速箱(I)的下方，三个部件通过电机轴连接；主轴变速箱(I)的下端装有底座(16)，该底座与主轴变速箱(I)通过立柱(27)相连。
3.根据权利要求1所述的立式船用水润滑推力轴承模拟试验装置，其特征在于所述试验部分主要由润滑冷却装置(6)、法兰(7)、推力环(8)、轴承底座(9)、进水口(10)、密封装置(11)、出水口( 18 )、推力瓦块(25 )组成，其中在润滑冷却装置(6 )的内部，从上到下依次为法兰(7)、推力环(8)、推力瓦块(25)、轴承底座(9)和密封装置(11);进水口(10)和出水口(18)分别安装在润滑冷却装置(6)的上部和下部；在润滑冷却装置(6)的侧面和轴承底座(9)的底面各一个安装振动传感器(21)。
4.根据权利要求1所述的立式船用水润滑推力轴承模拟试验装置，其特征在于所述加载部分主要由液压加载装置(14)、工作台(15 )、液压工作站(22 )组成，其中工作台(15 )位于试验台的底部，液压加载装置(14)通过螺栓固定在工作台(15)上，液压加载装置(14)通过油管与液压工作站(22)和测试部分的控制台(24)相连。
5.根据权利要求1所述的立式船用水润滑推力轴承模拟试验装置，其特征在于所述测试部分主要由温度传感器(20)、水膜压力传感器(19)、振动传感器(21)、控制台(24)、转速测量仪和工控机组成，所述温度传感器(20)、水膜压力传感器(19)装在推力瓦块(25)的凹槽中，并与控制柜(23)相连，控制柜(23)与控制台(24)相连；振动传感器(21)安装于水箱的侧面和密封装置(11)的底部；转速测量仪安装在电机轴上。
6.根据权利要求5所述的立式船用水润滑推力轴承模拟试验装置，其特征在于所述水膜压力传感器(19)和温度传感器(20)通过推力瓦块(25)安装在润滑冷却装置(6)的内部，所述水膜压力传感器(19 )安装在推力瓦块(25 )表面的内半径和外半径处，温度传感器(20)安装在推力瓦块(25)表面的中间位置。
7.根据权利要求1所述的立式船用水润滑推力轴承模拟试验装置，其特征在于所述电机轴上装有转矩转速仪(4)，该转矩转速仪通过数据线与控制台(24)连接。
专利摘要本实用新型是一种立式船用水润滑推力轴承模拟试验装置，可用于模拟水润滑推力轴承运转工况，该装置采用立式结构，便于设备拆装；液压加载装置(14)采用液压伺服机构，便于施加交变载荷和静载荷；轴承底座(9)固定在工作台(15)上，轴承底座(9)可安装不同类型的推力瓦块(25)，便于对推力瓦块(25)进行试验研究和筛�。话肟谑饺蠡淙醋爸�(6)，结构简单、可靠、实用，对密封性能的要求大大降低且便于拆装。
文档编号G01M13/04GK202903483SQ20122062565
公开日2013年4月24日 申请日期2012年11月23日 优先权日2012年11月23日
发明者刘正林, 张圣东, 严新平, 于洪涛, 戴天熙 申请人:武汉理工大学
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