CN105259099A - 一种超高速水润滑轴承空蚀试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超高速水润滑轴承空蚀试验装置，该装置包括电主轴(4)、主轴(7)、套圈(8)、圆螺母(6)、试验轴瓦(9)、左端盖支座(5)、右端盖支座(13)、橡胶密封圈(11)、供水系统、空气压缩机、变频器；所述套圈(8)安装在主轴(7)上，主轴(7)通过螺纹连接安装在电主轴(4)轴端，由电主轴(4)直接驱动，套圈(8)外端通过圆螺母(6)压紧固定；试验轴瓦(9)安装在左端盖支座(5)内圆柱面，左端盖支座(5)通过内六角螺钉安装在右端盖支座(13)上。本发明试验装置结构紧凑、合理，易于加工制造，试验轴瓦拆卸灵活、更换简便。

Description

一种超高速水润滑轴承空蚀试验装置

技术领域

本发明涉及一种超高速水润滑轴承空蚀试验装置，能够开展滑动轴承的结构和材料的空蚀试验，属于机械设计领域。

背景技术

目前常见的抗空蚀试验装置包括振动空蚀装置、旋转圆盘空蚀装置、文德里管型空蚀设备等，主要用于对标准试样材料的抗空蚀性能进行评价。其中，文德里管型空蚀设备常用于研究流动系统对材料空蚀的影响。由于水流情况与实际管道中水流的流态比较接近，文德里管型空蚀设备更能预估原型空蚀的破坏程度，但需要更多的场地和辅助设备，建造和运行成本较高，试验历时也较长。旋转圆盘空蚀装置与振动空蚀装置分别用于模拟高速旋转流体机械和高频振动工况下材料抗空蚀的试样试验研究，旋转圆盘空蚀装置可在其不同半径处设置空蚀诱发物便可形成所需流速下的空蚀强度，但设备中的水流流态较其他装置更为复杂。超声振动空蚀装置空蚀强度较大，试样空蚀率高且空蚀面更为均匀，但无法在原型试验中重现空蚀现象。这些装置的测试条件与高速水轴承的实际工况存在很大的差异，而与水润滑轴承有关的台架试验装置轴承加工制作成本较高，对空蚀表面形貌观测不便。

发明内容：

技术问题：为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种简易的超高速水润滑轴承空蚀试验装置。

发明内容：为解决上述技术问题，本发明提供了一种超高速水润滑轴承空蚀试验装置，该装置包括电主轴、主轴、套圈、圆螺母、试验轴瓦、左端盖支座、右端盖支座、橡胶密封圈、供水系统、空气压缩机、变频器；

所述套圈安装在主轴上，主轴通过螺纹连接安装在电主轴轴端，由电主轴直接驱动，套圈外端通过圆螺母压紧固定；试验轴瓦安装在左端盖支座内圆柱面，左端盖支座通过内六角螺钉安装在右端盖支座上，右端盖支座通过螺钉安装在电主轴外壳上，右端盖支座通过管路与空气压缩机连接；左端盖支座通过管路与水泵相连；所述左端盖支座的下部出水口、水气出口通过管路与回水箱相连。

有益效果：

本发明试验装置结构紧凑、合理，易于加工制造，试验轴瓦拆卸灵活、更换简便，空蚀时试验轴瓦与流体相对线速度可控，空蚀强度可调；采用螺纹连接直接将主轴与电主轴相连，实现高速运转的同时保证了主轴的同轴度；采用气体密封防止了水的泄露，结构合理；能够实现不同转速时，对不同的轴瓦结构和材料进行空蚀、减阻试验。

附图说明

图1本发明提供的超高速空蚀试验装置结构示意图；

图2本发明的超高速水润滑轴承空蚀试验装置局部放大图；

图3本发明超高速水润滑轴承空蚀试验装置左视图。

1.工作台2.底板3.支撑4.电主轴22.供水系统23.空气压缩机24.变频器；

5.左端盖支座6.圆螺母7.主轴8.套圈9.试验轴瓦10.进水口11.橡胶密封圈12.进气口13.右端盖支座14.六角头螺栓15.内六角圆柱头螺钉16.回气槽17.出气口18.回水槽19.水气出口20.回水腔21.出水口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1-3所示：本发明提供的高速水润滑空蚀试验装置，

本发明采用高速电主轴驱动模拟轴承，经变频器驱动实现大线速度范围内无级变速；采用外部压力供水系统向试验轴承供水，采用注气密封实现轴承的轴向非接触密封。其中模拟轴承由套圈和试验轴瓦组成，套圈安装在主轴上，拆卸灵活简便。本发明超高速水润滑轴承空蚀试验装置，结构紧凑合理，可方便开展不同的轴瓦结构和材料进行空蚀、减阻试验的研究。

本发明提供的超高速水润滑轴承空蚀试验装置，该装置包括电主轴4、主轴7、套圈8、圆螺母6、试验轴瓦9、左端盖支座5、右端盖支座13、橡胶密封圈11、供水系统22、空气压缩机23、变频器。

所述套圈8安装在主轴7上，主轴7通过螺纹连接安装在电主轴4轴端，由电主轴4直接驱动，套圈8外端通过圆螺母6压紧固定；试验轴瓦9安装在左端盖支座5内圆柱面，左端盖支座5通过内六角螺钉安装在右端盖支座13上，右端盖支座13通过螺钉安装在电主轴4外壳上，右端盖支座13通过管路与空气压缩机连接；左端盖支座5通过管路与水泵相连；所述左端盖支座5的下部出水口21、水气出口19通过管路与回水箱相连。

所述套圈安装在主轴，由圆螺母压紧；试验轴瓦安装在左端盖支座内孔。套圈与轴瓦装拆方便，可对不同材料与结构的轴承进行空蚀试验。

所述套圈由电主轴直接驱动，不仅易实现高速运行，而且调速十分简单方便。

套圈外径为21mm，主轴7与右端盖支座13的间隙为80um。安装时，先将主轴7旋入高速电主轴4的轴端内，再将套圈8套装在主轴7上，并通过压紧螺母6固定。然后将右端盖支座5安装在高速电主轴4前端外壳上，并通过三个六角头螺栓12固定，再将试验轴瓦9安装在左端盖支座5内，最后左端盖支座5安装在右端盖支座13外壁，并通过内六角圆柱头螺钉13固定在右端盖支座11上，左、右端盖之间安装有橡胶密封圈11，用于密封结构内部的水路与气路；在左端盖支座5的上部开螺纹孔作为供水入口，下部开螺纹孔作为出水口21与水气出口19，两者与外部供水系统形成回路，左端盖支座5内圆面中部开有环形供水槽，水经过试验轴瓦9后由两端排出，分别由出水口21、水气出口19排出；右端盖支座13上部开有螺纹孔作为供气入口，与外部供气系统空气压缩机23相连，下部开有出气孔17，右端盖支座13内圆面中部开有环形供气槽，气体通过回转间隙，一路由出气口排向周围环境，一路与左端盖支座5下部水气出口19排出，以达到密封效果，如果密封失败，水压过大时，水经右端盖支座与主轴之间的回转间隙流向出气口17，防止飞溅液体进入高速电主轴内部，影响高速电主轴性能。

本试验装置的外围设备包括高速电主轴4，供水系统22，空气压缩机23，V型块3，工作台1，底板2等，可选用转速51000RPM、功率4KW的高速电主轴44SD51A(无锡机床股份有限公司生产)，能达到轴承线速度50m/s。实验时也可以根据需要调整变频器以实现不同的轴承转速；供水水泵采用最大流量12L/min、功率40W的三相电泵AB-12(南京微分电机厂生产)，空气压缩机23可选用无锡压缩机股份有限公司生产8.2m3/min螺杆式空气压缩机。空蚀试验时，先启动气体密封，再启动供水系统以防止液体飞溅进入高速电主轴内部。空蚀试验后，拆卸试验轴瓦9和套圈8，观察其表面形貌。

Claims (1)

1.一种超高速水润滑轴承空蚀试验装置，其特征在于：该装置包括电主轴(4)、主轴(7)、套圈(8)、圆螺母(6)、试验轴瓦(9)、左端盖支座(5)、右端盖支座(13)、橡胶密封圈(11)、供水系统(22)、空气压缩机(23)、变频器(24)；

所述套圈(8)安装在主轴(7)上，主轴(7)通过螺纹连接安装在电主轴(4)轴端，由电主轴(4)直接驱动，套圈(8)外端通过圆螺母(6)压紧固定；试验轴瓦(9)安装在左端盖支座(5)内圆柱面，左端盖支座(5)通过内六角螺钉安装在右端盖支座(13)上，右端盖支座(13)通过螺钉安装在电主轴(4)外壳上，右端盖支座(13)通过管路与空气压缩机连接；左端盖支座(5)通过管路与水泵相连；所述左端盖支座(5)的下部出水口(21)、水气出口(19)通过管路与回水箱相连。