CN102182695A - 泵轴向力测试仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种泵轴向力测试仪。本发明主要用于离心泵轴向力的测试，也可用于其它类似机械设备轴向力旳测试，利用泵运行作用于转子的轴向力，使转子产生轴向位移的机械传动，转化为推动活塞执行的液压传动，使油缸内压力升高，与油缸连通的压力表实时动态显示轴向力的大小及方向或通过压力继电器远程显示监控。本发明设计新颖、结构简单、安装方便、测试数据准确。

Description

泵轴向力测试仪

技术领域

本发明属测试仪器，主要涉及离心泵轴向力测试仪器的结构及其功用，本发明不改变离心泵的结构，就可方便安装，动态进行轴向力旳测试，实时或远程显示、监控。也可应用于其它类似机械设备轴向力旳测试。

背景技术

一.新产品试制需进行轴向力的测试

离心泵运行转子作用有随工况变化的轴向力，此轴向力的存在特别是轴向力较大时，使转子与定子接触，或零件损坏，甚至造成事故，因此必须平衡或消除作用于转子上的不平衡轴向力。平衡轴向力的结构方式各不相同，但不外乎水力平衡如有平衡盘机构的多级泵；水力平衡加止推轴承如叶轮对称排列或有平衡鼓的多级泵；止推轴承平衡如小功率的单、多级泵。由于泵运行工况的变化，结构的不同，及其它各种因素轴向力的计算，特别多级泵轴向力的计算，与泵实际运行的轴向力差别较大，使泵运行可靠性差，因此泵的样机除进行性能参数测试外，需进行不平衡轴向力的实际测试，对泵的可靠性作出评定或为改进设计提供依据。

二.产品改进需进行轴向力的测试

为适应矿井输送含一定浓度固体颗粒的污水，发展了取消平衡盘的叶轮对称布置旳多级泵，泵的无故障工作时间得到了提高，泵运行初期泵中间密封套间隙磨损较小，转子的轴向力基本平衡，残余轴向力由泵转子的止推(角接触)轴承承担；泵运行中后期泵中间密封套间隙磨损增大，密封套间隙两端作用有约为泵总扬程一半的压差，泄漏的高压污水作用于低压侧末级叶轮后盖板，使不平衡轴向力随着间隙的增大迅速增加，轴承频繁损坏，泵的无故障工作时间迅速下降。为此进行了当中间密封套间隙磨损增大到允许的最大间隙时，轴向力能基本平衡及叶轮不对称布置时，轴向力也基本平衡的改进，并在申报的《节段对置双蜗壳矿用耐磨多级泵》专利中作了说明，改进理论上可行，实际效果如何必须进行多种方案的对此试验，测试轴承承担残余轴向力的大小，因此进行轴向力的测试成为关键。

三.现有技术

现有技术只检索到专利200520078341.7《泵用测定轴向力装置》提出了测定轴向力装置的结构及使用但存在如下不足：1.安装测定轴向力装置需对泵轴承体进行改造或更换，使用不方便。

2.测定轴向力装置不是直接测作用于转子上的轴向力，而是通过转子轴向往复运动5-7毫米(有平衡盘的多级泵)，使四条轮幅及贴在其上对称的8个应变片变形，应变片桥式电路连接并有引出线引出(应有控制显示柜)，即测量轮幅变形转换为剪应力来间接测的载荷(轴向力)数值，累积误差较大。3.对于采用止推轴承定位并承担转子旳不平衡轴向力的多级及单级泵，其叶轮的对中性由止推轴承定位，泵运行不允许转子轴向位移，无法监控和测定轴向力。4.结构复杂，技术控制环节多，造价高，适用于实验室搞研究，不利于实际推广应用。

发明内容

本发明目的是克服现有技术的不足，本着实现同样的功能结构越简单越可靠的原则，提供一种结构简单，安装方便，动态直接测试泵运行轴向力的大小及方向，测试数据准确并实时或远程显示监控。

本发明采用的技术方案是：利用泵运行作用于转子上的轴向力，使转子产生轴向位移的机械传动，转化为推动活塞执行的液压传动，使油缸内压力升高，与油缸连通的压力表实时显示轴向力的数值或通过压力继电器远程显示监控。

本发明的有益效果：

1.设计新颖、结构简单、安装方便、测试准确。

2.动态测试轴向力的大小和方向并实时或远程显示监控。

3.测试范围广，转子轴向定位或移动的单级和多级泵的轴向力都能动态测试。

4.结构尺寸小工艺好、制造容易造价低、适用性强、有利于推广应用。

附图说明

图1是泵轴向力测试仪结构图

图2是泵轴向力测试仪装在泵轴承内侧结构图

图3是泵轴向力测试仪装在泵轴承外侧结构图

图4是泵轴向力测试仪同时装在泵轴承内侧和外侧结构图

具体实施方式

一.泵轴向力测试仪结构见图1

主要由油缸体(1)、调压盖(2)、活塞(3)、压力表或压力继电器(9)、压力表接管(8)、 及加油或放气堵头(4)、密封圈(5)、(6)、(7)等组成，压力表或压力继电器与油缸通过压力表接管相通。

二.泵轴向力的测试

实例1、泵轴向力测试仪装在泵轴承内侧结构见图2

1.1.泵轴向力测试仪的安装

图示双点画线为泵轴承体采用成对角接触轴承的结构，实线为轴向力测试仪，缸体(1)取代原左轴承压盖的位置并用原双头螺栓(L)紧固；活塞(3)代替原左轴承压盖的作用，定位轴承(Z)外圈，转动调压盖(2)使缸(Q)腔内油压力升高，推动活塞右移压紧轴承外圈；此时与Q腔相通的压力表(9)显示一个低压力值(如0.01MPa)。

1.2.泵轴向力的测试

轴向力测试仪安装完毕后开泵运行，若作用于转子残余轴向力的方向指向左，则转子带动轴承向左运动，轴承外圈压紧活塞使缸(Q)腔内油压力升高，此时与Q腔相通的压力表(9)显示一个表压值，表的读数即为泵在该工况运行，作用于转子的残余轴向力的显示值，该显示值乘以活塞有效面积即为残余轴向力的实测值，也即轴承承担的残余轴向力值，若压力表的读数无变化或稍许降低，说明转子作用的残余轴向力的方向指向右(一般泵结构确定后轴向力的方向也基本确定了)，轴向力值的测试采用实例2。

实例2、泵轴向力测试仪装在泵轴承外侧结构见图3

泵轴向力测试仪的安装与轴向力的测试方法和实例1相同，轴向力的方向指向右，轴向力的大、小由压力表的读数确定。

上述实例1、实例2用于泵采用水力平衡加止推轴承平衡轴向力并定位转子的单、多级泵，如叶轮双密封环加平衡孔或叶轮对置(对称或非对称)排列或有平衡鼓等，及止推轴承平衡如小功率的单、多级泵；对于叶轮顺序排列采用平衡盘结构完全水力平衡轴向力的多级泵，泵运行转子轴向往复窜动，由平衡盘动态平衡轴向力，泵采用圆柱滚子轴承，其轴向力的测试见实例3。

实例3、轴向力测试仪同时装在泵轴承内侧和外侧结构见图4

3.1.泵轴向力测试仪的安装

在轴承内侧的测试仪(N)安装同实例1，在轴承外侧的测试仪为方便安装，增加两块联接板(B1)、(B2)用螺栓(L1)、(L2)、(L3)联接，使测试仪与轴承体(1)固定，取代原右轴承压盖的位 置。活塞(3)空心轴端面与轴承(Z)之间加定位套(T)代替原右轴承压盖的作用，定位轴承外圈。

3.2.泵轴向力的测试

3.2.1.平衡盘与平衡环间隙不同数值时轴向力的测试

调整轴承外侧测试仪的调压盖(2)向左移动，使外侧油缸(1)内(Q)腔压力升高，推动活塞(3)向左移动，与活塞(3)联接的定位套(T)与轴承(Z)外圈端面压紧，即C2尺寸此时等于零(C1不等于零)，此时泵平衡盘与平衡环紧密接触；然后再调整调压盖(2)，向右移动0.05毫米(或转子窜量内其它尺寸)由百分表(B)控制尺寸，此时油缸(1)内(Q)腔压力由连通的压力表(9)显示为零；作好上述准备工作后开泵运行，转子在轴向力的作用下向右移动，与转子固联的轴承压紧与活塞(3)联接的定位套(T)，使得活塞右移0.05毫米，油缸内(Q)腔压力升高，由连通的压力表(9)的读数显示，该显示值乘以活塞有效面积即为平衡盘与平衡环间隙0.05毫米时的轴向力实测值。按上述方法可测得转子窜量内平衡盘与平衡环间隙不同数值时轴向力值。

3.2.2.若去掉平衡盘调整C1等于C2且C1加C2小于转子的总窜量，可测得叶轮对中时，作用于转子的轴向力值和叶轮非对中时，作用于转子的最大轴向力值。

Claims (5)

1.泵轴向力测试仪包括有油缸体(1)、调压盖(2)、活塞(3)、压力表或压力继电器(9)、压力表接管(8)、及加油或放气堵头(4)、密封圈(5)、(6)、(7)，其特征在于：压力表或压力继电器(9)与油缸体(1)内腔(Q)通过压力表接管(8)相连通。

2.根据权利要求1，所述的泵轴向力测试仪装在泵轴承内侧，其特征在于：缸体(1)取代原左轴承压盖的位置并用原双头螺栓(L)紧固；活塞(3)代替原左轴承压盖的作用，定位轴承(Z)外圈。

3.根据权利要求1，所述的泵轴向力测试仪装在泵轴承外侧，其特征在于：缸体(1)取代原右轴承压盖的位置并用原双头螺栓(L)紧固；活塞(3)代替原右轴承压盖的作用，定位轴承(Z)外圈。

4.根据权利要求1所述的泵轴向力测试仪装在泵轴承内侧和外侧，其特征在于：装在轴承内侧的测试仪(N)其特征：同权利要求2；装在轴承外侧的测试仪其特征：增加两块联接板(B1)、(B2)并用螺栓(L1)、(L2)、(L3)联接，使测试仪与轴承体(1)固定，取代原右轴承压盖的位置，活塞(3)空心轴端面与轴承(Z)之间加定位套(T)，代替原右轴承压盖的作用定位轴承外圈。

5.根据权利要求4，所述的泵轴向力测试仪装在泵轴承内侧和外侧，其特征在于：轴承(Z)由成对角接触轴承或深沟球轴承代替原圆柱滚子轴承。

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