CN105659839B - 一种高频响应超高速拖动试验装置 - Google Patents
一种高频响应超高速拖动试验装置Info
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Abstract
本发明属于试验装置，具体涉及一种小功率、小惯量、高频响应超高速拖动试验装置。它包括电主轴，电主轴的最前端固定连接长杆形的联轴器，在联轴器的自由端固定连接模拟转子，该模拟转子的截面为类似“T”形的圆柱台，联轴器与模拟转子的“T”形的顶端连接，在模拟转子伸出的主轴的外围设置圆柱形的壳体，在壳体与模拟转子伸出的主轴之间设置密封挡板部件，壳体的侧壁上开有一个通孔，在模拟转子伸出主轴的端部连接模拟泵叶轮，在壳体的最前端固定密封连接端盖，端盖上开有通油孔，在模拟泵叶轮与密封挡板部件之间固定连接被测试的轴承，整个装置通过支架安装在底板上。本发明的效果是：试验转速高，持续时间长，测量准确，误差小。<pb pnum="1" />
Description
技术领域
本发明属于试验装置，具体涉及一种小功率、小惯量、高频响应超高速拖动试验装置。
背景技术
未来的空间站计划、月球探测计划对大运载火箭研制提出了紧迫的工程要求。新型涡轮泵是大运载火箭伺服系统的核心部件，它的可靠工作寿命要求大幅度提高，涡轮泵的超高速轴承、动密封的设计寿命能否满足要求，必须进行轴承、动密封性能及寿命考核试验。
现有技术中对涡轮泵的试验测试装置基本都是将被测试的涡轮泵安装在转动部件上，由转动部件带动涡轮泵转动，在转动的过程中通过传感器测量涡轮泵的一系列参数。
上述试验装置的缺点在于：①试验装置能够承受的转速较低，一般在1万转/分钟左右，而大运载火箭所需要的涡轮泵需要在9万转/分钟的情况下持续测量几十分钟，这是现有装置无论如何无法承受的大转速和长时间。②测量不够准确，现有的试验装置是通过传动装置将被测试装置的力学特性传递到转动部件外进行测量的，因此测量不够准确。
发明内容
本发明针对现有技术的缺陷，提供一种小功率、小惯量、高频响应超高速拖动试验装置。
本发明是这样实现的：一种小功率、小惯量、高频响应超高速拖动试验装置，包括用于提供转动动力的电主轴，电主轴的最前端固定连接长杆形的联轴器，在联轴器的自由端固定连接模拟转子，该模拟转子的截面为类似“T”形的圆柱台，联轴器与模拟转子的“T”形的顶端连接，并且转动的联轴器可以带动模拟转子转动，在模拟转子伸出的主轴的外围设置圆柱形的壳体，在壳体与模拟转子伸出的主轴之间设置密封挡板部件，壳体的侧壁上开有一个通孔，该通孔联通壳体的内部空间与外部空间，在模拟转子伸出主轴的端部连接模拟泵叶轮，在壳体的最前端固定密封连接端盖，端盖上开有通油孔，在模拟泵叶轮与密封挡板部件之间固定连接被测试的轴承，整个装置通过支架安装在底板上。
如上所述的一种小功率、小惯量、高频响应超高速拖动试验装置，其中，将轴承安装在桶状的轴承座中，轴承与轴承座之间通过垫圈分隔开一小段距离，然后将带有轴承座的轴承安装在模拟泵叶轮和密封挡板部件之间，并且在轴承座与密封挡板部件之间增加动密封，在轴承座与壳体之间安装力传感器，力传感器在安装的时候需要在互相垂直的两个方向上安装，以便测量在径向上的所有力，在轴承座的前端设置轴承盖，轴承盖与模拟泵叶轮之间安装力传感器。
如上所述的一种小功率、小惯量、高频响应超高速拖动试验装置，其中，在轴承座与壳体之间增加直线轴承。
如上所述的一种小功率、小惯量、高频响应超高速拖动试验装置，其中，联轴器的外侧由桶状的轴套包围。
如上所述的一种小功率、小惯量、高频响应超高速拖动试验装置，其中，在模拟叶轮和轴承之间增加调整垫片。
本发明的效果是：本发明的试验装置可以保证涡轮泵在9万转/分钟的情况下持续测量几十分钟，转速和持续时间都是现有装置无法达到的；本发明的试验装置直接测量需要测量的力，测量准确，误差小。
附图说明
图1是本发明提供的试验装置的结构示意图；
图2是对单个轴承进行测量的传感器安装位置示意图。
图中：1.模拟泵叶轮、2.壳体、3.模拟转子、4.螺钉、5.轴套、6.联轴器、7.电主轴、8.调整垫片、9.底板、10.支架、12.力传感器、13.垫圈、14.轴承、15.直线轴承、16.动密封、17.密封挡板部件、18.端盖、19.轴承座、20.轴承盖、21.轴承壳。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。
如图1所示，一种小功率、小惯量、高频响应超高速拖动试验装置，包括用于提供转动动力的电主轴7，电主轴7的最前端固定连接长杆形的联轴器6，该联轴器6可以由主电轴7带动绕轴心高速转动。联轴器6的外侧由桶状的轴套5包围，该轴套5主要起防护作用，即当联轴器6高速转动的时候可能会发生意外断裂，此事如果么有轴套5的保护断裂的联轴器6会飞出伤害到工作人员，当然如果能够保证联轴器6始终处于安全运行状态，或者当联轴器6运行过程中工作人员远离该装置，也可以省略轴套5。在联轴器6的自由端固定连接模拟转子3。该模拟转子3的截面为类似“T”形的圆柱台，联轴器6与模拟转子3的“T”形的顶端连接，并且转动的联轴器6可以带动模拟转子3转动。在模拟转子3伸出的主轴的外围设置圆柱形的壳体2，壳体2可以如附图1中所示的那样与轴套5通过螺钉4固定连接，也可以是单独的一个部件。在壳体2与模拟转子3伸出的主轴之间设置密封挡板部件17，该密封挡板部件17的作用是对壳体2中的模拟转子3的主轴进行液体密封，密封挡板部件17可以包括用于密封的挡板，也可以包括诸如密封圈、密封环、密封胶等密封部件在内的其它部件。壳体2的侧壁上开有一个通孔，该通孔联通壳体2的内部空间与外部空间。在模拟转子3伸出主轴的端部连接模拟泵叶轮1，模拟泵叶轮1不会在模拟转子3的带动下转动，该模拟泵叶轮1可以选用市场上任意可以买到的叶轮。在壳体2的最前端固定密封连接端盖18，端盖18上开有通油孔。在模拟泵叶轮1与密封挡板部件17之间固定连接被测试的轴承14。根据轴承14的大小，可以沿模拟转子3主轴的周向安装多个轴承14。在模拟叶轮1和轴承14之间可以增加调整垫片8。整个装置通过支架10安装在底板9上。
如附图2所示，现有技术中一般被测试的轴承14直接安装在模拟泵叶轮1和密封挡板部件17之间并进行测量，但是这样会使测量非常不准确。本申请是将轴承14安装在桶状的轴承座19中，轴承14与轴承座19之间通过垫圈13分隔开一小段距离，然后将带有轴承座19的轴承14安装在模拟泵叶轮1和密封挡板部件17之间，并且在轴承座19与密封挡板部件17之间增加动密封16，该动密封16就是任何可以弯曲、变形状态下保证液体密封的装置，例如橡胶垫、密封胶都是可以选择的。在轴承座19与壳体2之间安装力传感器12，该力传感器12可以选用任何市场上能够买到的力传感器。力传感器12在安装的时候需要在互相垂直的两个方向上安装，以便测量在径向上的所有力。在轴承座19的前端设置轴承盖20，轴承盖20与模拟泵叶轮1之间安装力传感器12。为了防止轴承座19轴向移动卡死而影响轴向力的测量(轴承盖20与模拟泵叶轮1之间安装力传感器12测量的数据)，在轴承座与壳体2之间增加直线轴承15，既能移动又提供高的径向刚度。所述的直线轴承15可以是任何具有一定强度的块状物，例如金属块、硬塑料块等都是可以选择的。
该装置的安装过程大致如下：一般情况下电主轴7、联轴器6、轴套5、模拟转子3、壳体2和密封挡板部件17都是按照附图1的连接情况连接好，并且并不随意拆卸。具体的连接关系是首先将联轴器6固定连接到电主轴7的输出端上，然后在联轴器6外套接轴套5，并且将轴套5固定连接到电主轴7的外壳上，安装好轴套5后将模拟转子3的粗头端与联轴器6固定连接，然后在模拟转子3主轴的根部安装密封挡板部件17，保证模拟转子3既能在密封挡板部件17中旋转又不会产生液体泄漏；密封挡板部件17安装好后在模拟转子3的外侧套装壳体2，壳体2与轴套5固定连接，在壳体2与密封挡板部件17之间也做密封处理，保证不会有液体渗漏。当需要测量轴承14的形成时，首先将轴承14安装在轴承座19中，并且通过垫圈13使两者分隔开一小段距离。然后在轴承座19的底端安装动密封16，当然如果密封挡板部件17的密封效果足够好，也可以省略安装动密封16的过程。继而在轴承座19的外侧壁上安装力传感器12，此时需要保证力传感器12至少在互相垂直的方向上都有安装。第四在轴承座19的外侧壁上安装直线轴承15，直线轴承15安装的数量可以根据实际情况而定，一般以安装三个或三个以上为宜。第五在轴承座19的顶端安装轴承盖20，并在轴承盖20的顶端安装力传感器12。上述步骤都完成后将带有力传感器的轴承14及轴承座19安装到由模拟转子3、壳体2和密封挡板部件17围城的空腔内，并且在模拟转子3的前端安装模拟泵叶轮1，利用模拟泵叶轮1将轴承座19顶住。最后在壳体2的前端安装端盖18。
该装置的工作过程大致如下：在整个装置都按照上述过程安装完成后启动电主轴7，使之产生所需的旋转，旋转的电主轴7依次带动联轴器6和模拟转子3旋转。在启动电主轴7的同时从端盖18的通油孔中向装置内灌油，该油具有润滑及降温的双重作用。油通过端盖18的通油孔后，经过模拟泵叶轮1后进入到由模拟转子3、壳体2和密封挡板部件17围城的空腔内，最后油通过设置在壳体2上的通孔流出试验装置。
Claims (5)
1.一种高频响应超高速拖动试验装置，其特征在于：包括用于提供转动动力的电主轴(7)，电主轴(7)的最前端固定连接长杆形的联轴器(6)，在联轴器(6)的自由端固定连接模拟转子(3)，该模拟转子(3)的截面为类似“T”形的圆柱台，联轴器(6)与模拟转子(3)的“T”形的顶端连接，并且转动的联轴器(6)可以带动模拟转子(3)转动，在模拟转子(3)伸出的主轴的外围设置圆柱形的壳体(2)，在壳体(2)与模拟转子(3)伸出的主轴之间设置密封挡板部件(17)，壳体(2)的侧壁上开有一个通孔，该通孔联通壳体(2)的内部空间与外部空间，在模拟转子(3)伸出主轴的端部连接模拟泵叶轮(1)，在壳体(2)的最前端固定密封连接端盖(18)，端盖(18)上开有通油孔，在模拟泵叶轮(1)与密封挡板部件(17)之间固定连接被测试的轴承(14)，整个装置通过支架(10)安装在底板(9)上。
2.如权利要求1所述的一种高频响应超高速拖动试验装置，其特征在于：将被测试的轴承(14)安装在桶状的轴承座(19)中，被测试的轴承(14)与轴承座(19)之间通过垫圈(13)分隔开一小段距离，然后将带有轴承座(19)的被测试的轴承(14)安装在模拟泵叶轮(1)和密封挡板部件(17)之间，并且在轴承座(19)与密封挡板部件(17)之间增加动密封(16)，在轴承座(19)与壳体(2)之间安装力传感器(12)，力传感器(12)在安装的时候需要在互相垂直的两个方向上安装，以便测量在径向上的所有力，在轴承座(19)的前端设置轴承盖(20)，轴承盖(20)与模拟泵叶轮(1)之间安装力传感器(12)。
3.如权利要求2所述的一种高频响应超高速拖动试验装置，其特征在于：在轴承座(19)与壳体(2)之间增加直线轴承(15)。
4.如权利要求3所述的一种高频响应超高速拖动试验装置，其特征在于：联轴器(6)的外侧由桶状的轴套(5)包围。
5.如权利要求4所述的一种高频响应超高速拖动试验装置，其特征在于：在模拟泵叶轮(1)和被测试的轴承(14)之间增加调整垫片(8)。
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105659839B true CN105659839B (zh) | 2014-07-23 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110850287A (zh) * | 2019-10-22 | 2020-02-28 | 北京动力机械研究所 | 一种12万转高速永磁电机试验台测试装置 |
Cited By (2)
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| CN110850287A (zh) * | 2019-10-22 | 2020-02-28 | 北京动力机械研究所 | 一种12万转高速永磁电机试验台测试装置 |
| CN110850287B (zh) * | 2019-10-22 | 2021-09-28 | 北京动力机械研究所 | 一种12万转高速永磁电机试验台测试装置 |
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