CN104849049A - 一种高速负载动压轴承测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高速负载动压轴承测试系统，所述测试系统包括测试台、冷却系统、润滑系统、电气控制系统，所述测试台包括电机、动压轴承、飞轮、联轴器、测试底座，所述冷却系统和润滑系统通过管路测试台连接，分别为测试系统提供冷却和润滑功能，所述电气控制系统通过电缆与测试台连接。通过可编程控制器和变频器可以进行远程控制，改变电机的启动速度、停车速度、运转速度，对在实际使用中的各种可能出现的工况进行系统仿真模拟和分析，并可通过温度传感器和振动传感器对系统进行实时监控；从而确保产品研发的可靠性，缩短研发时间，加快研发进程。
Description
技术领域
本发明涉及一种测试系统，特别是指一种高速负载动压轴承测试系统。
背景技术
在工业设备中对于高速重载转轴的回转支承，很多情况下使用的是液体动压轴承，液体动压轴承是靠液体润滑剂动压力自动形成的液膜隔开两摩擦表面并承受载荷的滑动轴承，但是由于在设计、材料和制造工艺方面要求比较高，因而，在产品研发的过程中必须进行模拟实际工况的性能测试，以确保产品的各项技术指标达到设计的要求。
专利CN 102279105 A公开了一种轧机油膜轴承综合试验台，它是由机械系统、电机驱动系统、液压加载系统、润滑系统、气压控制系统、电气控制系统及计算机数据采集系统联合构成一体化、统一操控。安装在轴承和各管路上的流量、温度、压力及位移传感器经PLC 都接入计算机数据采集系统。电气控制系统联接控制着电机驱动系统、液压加载系统、润滑系统和气压控制系统，通过设定电机轴转速和液压载荷动态调控轧制工况，并利用数据采集系统对轧机油膜轴承性能进行测试。此专利和本申请的区别在于：
（1）、专利文献中在左右动静压轴承座之间位置上有一牌坊，在牌坊内倒置地安装有动压轴承座和动压油膜轴承，主要模拟的是轧机轧辊的工作，其转速相对较低，而本申请的飞轮是在试验台上高速旋转的，模拟实际的风机转子，其所测量的具体领域不同；
（2）、专利文献中是两端动静压轴承，中间固定装置牌坊内部安装一个动压轴承，相当于一个轧辊上有三个轴承，与本申请的结构不同，本申请是飞轮两边各安装一个动压轴承，支撑起高速旋转的飞轮。
（3）、本申请的系统是所要测试的内容与专利文献也有本质的不同，他们仅仅是一个轴（轧辊）在轴承内旋转，本申请是传动轴带动大的负载（飞轮）在轴承内高速旋转，本申请需要测试的是大负载高速旋转对轴承的影响，与专利文献不同。
（4）、 专利文献中两端支撑的轴承是通过高压支撑的（专利中提到系统压力为0-90吨），而我们是自动产生油膜支撑的，不需要外界高压。
（5）.专利文献中的冷却系统工作方式与本申请完全不同，专利文献的冷却系统是对这个系统中用到的液压油介质进行冷却，降低液压油的温度，以进行循环润滑相关零部件，而本申请的冷却系统则不同，本申请的冷却系统是冷水直接注入到动压轴承内部空腔，带走热量，起到降温的作用，是降低轴瓦的温度，而不是降低液压油的温度。
综上，因为测试系统所测试的产品的技术领域有着本质的不同（轧机上的动静压轴承与我们所研发的风机上的动压轴承不同），所以测试台的实际内部结构和测试所要获得的技术参数完全不同，系统运行方式也完全不同，因此即使都包含冷却系统，润滑系统、电气控制系统等，但实际工作原理完全不同。
发明内容
1、本发明的目的。
为了解决现有技术冷却系统中采用液压油降温导致冷却效果不好，并且只能测量低速负载动压轴承的工况的测试问题，本发明提出一种用于风机动压轴承的测试系统。
2、本发明所采用的技术方案。
一种高速负载动压轴承测试系统，包括测试台、冷却系统、润滑系统、电气控制系统，所述冷却系统和润滑系统通过管路与测试台连接，所述电气控制系统通过电缆与测试台连接；
测试台包括电机（1）、联轴器（2）、第一液压轴承（3）、第二液压轴承（5）、飞轮（4）、所述飞轮（4）位于第一液压轴承（3）、第二液压轴承（5）中间，飞轮（4）两端的旋转轴安装在第一液压轴承（3）、第二液压轴承（5）的内孔里，所述联轴器（2）安装在电机轴（101）和飞轮轴（401）上，电机（1）运转后通过联轴器（2）带动飞轮（4）旋转；
冷却系统包括水箱（9）、离心泵（10）、第一进水管（11）、第二进水管（12），所述离心泵（10）安装在水箱（9）上，通过第一进水管软管（11）连接到第一动压轴承的进水管（301）上，第二进水管软管（12）连接到第二动压轴承的进水管（501）上，第一进水软管（11）、第二进水软管（12）和动压轴承内部空腔连通，并通过第一出水软管（13）将第一动压轴承的出水管（302）与水箱（9）相连，第二出水软管（14）将第二动压轴承出水管（502）与水箱（9）相连，离心泵（10）将水箱（9）内冷水抽出，通过第一出水软管（13）、第二出水软管（14）送入动压轴承内部空腔将热量带走，经过动压轴承内部空腔后带走热量的水返回到水箱（9）。
所述润滑系统包括液压供油装置（19）、进油管（20）、回油管（21），通过进油管（20）将液压供油装置（19）与动压轴承箱体上润滑口相连，对动压轴承进行供油，并通过回油管（21）将润滑油返回到液压供油装置。
所述的电气系统包括电控柜（15）、可编程控制器（16）、变频器（17）及电缆，所述可编程控制器（16）和变频器（17）安装于电控柜（15）之内，可编程控制器和变频器控制电机的运转速度，模拟不同的工作状况，通过温度传感器和振动传感器对系统进行监测。
所述的电气系统还包括温度传感器（7），位于动压轴承内部，通过电缆与电气系统相连。
所述的电气系统还包括振动传感器（8），位于动压轴承内部，通过电缆与电气系统相连。
3、本发明的有益效果。
（1）本发明通过飞轮进行高速旋转模拟风机工作状态时的动压轴承的工况，并且通过对空腔进行冷水冷却，避免了通过液压油质冷却带来的冷却速度慢，不足以降低高速旋转所产生的热量，容易对动压轴承的寿命造成损伤的问题。
（2）、本发明提供的测试系统，通过可编程控制器和变频器可以进行远程控制，改变电机的启动速度、停车速度、运转速度，对在实际使用中的各种可能出现的工况进行系统仿真模拟和分析，并可通过温度传感器和振动传感器对系统进行实时监控；从而确保产品研发的可靠性，缩短研发时间，加快研发进程。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1为本发明实例提供的测试系统的测试台轴测图；
图2为本发明实例提供的测试系统的平面布置图；
在图1至图2中，
1：电机；101：电机轴；2：联轴器；3：第一动压轴承；301：第一动压轴承的进水管；302：第一动压轴承的出水管；4：飞轮；401：飞轮轴；5：第二动压轴承；501：第二动压轴承进水管；502：第二动压轴承出水管； 6：测试底座； 7：温度传感器；8：振动传感器；9：水箱； 10：离心泵；11：第一进水软管一；12：第二进水软管；13：第一出水软管；14：第二出水软管；15：电控柜；16：可编程控制器；17：变频器；18：电缆；19：液压供油装置；20：进油管；21：回油管。
具体实施方式
为了使专利局的审查员尤其是公众能够更加清楚地理解本发明的技术实质和有益效果，申请人将在下面以实施例的方式作详细说明，但是对实施例的描述均不是对本发明方案的限制，任何依据本发明构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本发明的技术方案范畴。
实施例
为了解决动压轴承产品性能测试的问题，本发明的提供一种用于动压轴承的测试系统，其特征在于，包括测试台、冷却系统、润滑系统、电气控制系统，所述测试台包括电机、动压轴承、飞轮、联轴器、测试底座，所述冷却系统和润滑系统通过管路测试台连接，所述电气控制系统通过电缆与测试台连接。
所述的测试台包括电机、动压轴承、飞轮、联轴器、测试底座，所述电机、动压轴承安装在测试底座之上，所述飞轮两端的旋转轴安装在动压轴承的内孔里，所述联轴器安装在电机轴和飞轮轴上，电机运转后通过联轴器带动飞轮旋转，模拟带负载的实际工况。
所述的冷却系统包括水箱、离心泵和管路，所述离心泵安装在水箱上，通过进水管软管连接到动压轴承进水管，并通过出水软管将动压轴承与水箱相连，离心泵将水箱内冷水抽出，并通过进水软管将冷水送入动压轴承内腔将热量带走，经过动压轴承内腔后带走热量的水经过出水软管返回到水箱。
所述的润滑系统包括液压供油装置、进油管、回油管，通过进油管将液压供油装置与动压轴承箱体上润滑口相连，对动压轴承进行供油，并通过回油管将润滑油返回到液压供油装置。
所述的电气系统包括电控柜、可编程控制器、变频器、温度传感器、振动传感器及电缆，所述可编程控制器和变频器安装于电控柜之内，所述温度传感器和振动传感器安装在动压轴承上，并通过电缆与电控柜相连接，可编程控制器和变频器通过程序控制电机的运转速度，模拟不同的工作状况，通过器温度传感器和振动传感器对系统进行监测。
如图1所示，一种用于动压轴承的测试系统的测试台，所述电机1、第一动压轴承3和第二动压轴承5安装在测试底座6之上，所述飞轮4两端的旋转轴安装在第一动压轴承3和第二动压轴承5的内孔里，所述联轴器2安装在电机轴101和飞轮轴401上，电机1运转后通过联轴器2带动飞轮4旋转，模拟带负载的实际工况。
如图2所示，所述离心泵10安装在水箱9上，通过第一进水管软管11连接到第一动压轴承的进水管301，第二进水管软管12连接到第二动压轴承的进水管501，并通过第一出水软管13将第一动压轴承的出水管302与水箱9相连，第二出水软管14将第二动压轴承的出水管502与水箱9相连，离心泵10将水箱9内冷水抽出，送入动压轴承内腔将热量带走，经过动压轴承内腔后带走热量的水返回到水箱9。
Claims (5)
1. 一种高速负载动压轴承测试系统，其特征在于：包括测试台、冷却系统、润滑系统、电气控制系统，所述冷却系统和润滑系统通过管路与测试台连接，所述电气控制系统通过电缆与测试台连接；
测试台包括电机（1）、联轴器（2）、第一液压轴承（3）、第二液压轴承（5）、飞轮（4）、所述飞轮（4）位于第一液压轴承（3）、第二液压轴承（5）中间，飞轮（4）两端的旋转轴安装在第一液压轴承（3）、第二液压轴承（5）的内孔里，所述联轴器（2）安装在电机轴（101）和飞轮轴（401）上，电机（1）运转后通过联轴器（2）带动飞轮（4）旋转；
冷却系统包括水箱（9）、离心泵（10）、第一进水管（11）、第二进水管（12），所述离心泵（10）安装在水箱（9）上，通过第一进水管软管（11）连接到第一动压轴承的进水管（301）上，第二进水管软管（12）连接到第二动压轴承的进水管（501）上，第一进水软管（11）、第二进水软管（12）和动压轴承内部空腔连通，并通过第一出水软管（13）将第一动压轴承的出水管（302）与水箱（9）相连，第二出水软管（14）将第二动压轴承出水管（502）与水箱（9）相连，离心泵（10）将水箱（9）内冷水抽出，通过第一出水软管（13）、第二出水软管（14）送入动压轴承内部空腔将热量带走，经过动压轴承内部空腔后带走热量的水返回到水箱（9）。
2. 根据权利要求1所述的高速负载动压轴承测试系统，其特征在于：所述润滑系统包括液压供油装置（19）、进油管（20）、回油管（21），通过进油管（20）将液压供油装置（19）与动压轴承箱体上润滑口相连，对动压轴承进行供油，并通过回油管（21）将润滑油返回到液压供油装置。
3. 根据权利要求1所述的高速负载动压轴承测试系统，其特征在于：所述的电气系统包括电控柜（15）、可编程控制器（16）、变频器（17）及电缆，所述可编程控制器（16）和变频器（17）安装于电控柜（15）之内，可编程控制器和变频器控制电机的运转速度，模拟不同的工作状况，通过温度传感器和振动传感器对系统进行监测。
4. 根据权利要求3所述的高速负载动压轴承测试系统，其特征在于：所述的电气系统还包括温度传感器（7），位于动压轴承内部，通过电缆与电气系统相连。
5. 根据权利要求3所述的高速负载动压轴承测试系统，其特征在于：所述的电气系统还包括振动传感器（8），位于动压轴承内部，通过电缆与电气系统相连。
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