CN108051326A - 一种用于观察螺杆与星轮啮合磨损的实验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于观察螺杆与星轮啮合磨损的实验装置，包括支撑平台、设置在支撑平台上用于固定螺杆的轴承支架、设置在轴承支架两侧用于安装星轮的十字滑台以及用于驱动螺杆和星轮转动的驱动单元，实验时，将螺杆安装固定在轴承支架上，将两个星轮分别安装在两个十字滑台上，并移动十字滑台，使其中一个星轮与螺杆啮合，另一个星轮与螺杆错位啮合，然后通过驱动单元驱动两个星轮及螺杆转动，观察两个星轮及螺杆的磨损情况。与现有技术相比，本发明可以直接观察螺杆与星轮啮合时磨损，推测星轮的耐用度，为星轮材料选型提供依据，推算单螺杆压缩机的运转时间。
Description
技术领域
本发明涉及流体机械技术领域，具体涉及一种用于观察螺杆与星轮啮合磨损的实验装置。
背景技术
单螺杆压缩机是一种用途广泛的流体机械，用来压缩气体，借以提高气体压力。单螺杆压缩机由一个圆柱螺杆和两个对称布置的平面星轮组成啮合副，装在机壳内。螺杆的材料为不锈钢，星轮材料为高级工程塑料，通常星轮易磨损，螺杆与星轮啮合磨损直接影响单螺杆压缩机的效率。螺杆与星轮装入压缩机后，无法观察螺杆与星轮的啮合，也无法推测其磨损程度和使用寿命，所以可能会带来严重的危害
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种模拟螺杆与星轮啮合实际运行工况的用于观察螺杆与星轮啮合磨损的实验装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种用于观察螺杆与星轮啮合磨损的实验装置，该装置包括支撑平台、设置在支撑平台上用于固定螺杆的轴承支架、设置在轴承支架两侧用于安装星轮的十字滑台以及用于驱动螺杆和星轮转动的驱动单元，实验时，将螺杆安装固定在轴承支架上，将两个星轮分别安装在两个十字滑台上，并移动十字滑台，使其中一个星轮与螺杆啮合，另一个星轮与螺杆错位啮合，然后通过驱动单元驱动两个星轮及螺杆转动，观察两个星轮及螺杆的磨损情况。本发明通过轴承支架和十字滑台分别安装螺杆和星轮，且通过轴承支架和十字滑台的移动来调节螺杆和星轮的相对位置，可以同时测得螺杆与星轮位置正确时啮合的磨损，以及同时测得螺杆与星轮轴向错位时啮合的磨损。
所述支撑平台上设有T型槽，所述的轴承支架包括前轴承支架、后轴承支架以及设置在前后轴承支架上用于固定螺杆的实验芯轴，所述前轴承支架和后轴承支架的底部均设有与T型槽相匹配的导向键，并通过T型螺母将导向键固定在T型槽内。前轴承支架和后轴承支架可在支撑平台上滑动，从而保证该装置可以适应不同规格的螺杆。
所述十字滑台包括相互垂直的X轴向直线滑轨以及Y轴向直线滑轨，所述X轴向直线滑轨与螺杆的轴向平行，所述Y轴向直线滑轨滑动连接在X轴向滑轨上，所述X轴向直线滑轨和Y轴向直线滑轨内均设有丝杆，所述Y轴向直线滑轨内滑动连接有用于安装星轮的星轮安装单元。
所述星轮杆状单元包括滑动连接在Y轴线直线滑轨内的轴承座、设置在轴承座上的转动轴、设置在转动轴顶端用于固定星轮的轴承以及设置在轴承上方用于防止星轮向上脱离转动轴的压板。
所述X轴向直线滑轨、Y轴向直线滑轨的平行精度小于0.02mm，所述丝杆的滑动精度也小于0.02mm，该设置可以保证整个实验装置的精度较高，结果准确。
所述驱动单元包括电机以及与电机连接的联轴器，所述联轴器通过传动齿条分别与两个星轮及螺杆连接。更具体的说，就是联轴器与实验芯轴连接，且与转动轴连接。
所述实验装置包括横向基准块和轴向基准块，所述螺杆的后端与轴向基准块齐平，所述螺杆的顶部与横向基准块齐平，设置两个基准块，是为了使螺杆的安装位置与实际工作时，螺杆安装在压缩机内部的情况更加相近，提高测量精度。
所述实验装置包括喷淋单元，所述喷淋单元包括水箱、水泵、通过出水管与水泵出口连接的两个喷嘴以及设置在螺杆和星轮外侧的保护罩，所述喷嘴对准星轮和螺杆的啮合处，所述支撑平台的底部通过回水管与水箱连接。设置喷淋单元，是为了给啮合运动的螺杆和星轮降温，设置防护罩是为了从喷嘴出来的水溅射在外，且该防护罩为透明材质制成。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：可以直接观察螺杆与星轮啮合时磨损，推测星轮的耐用度，为星轮材料选型提供依据，推算单螺杆压缩机的运转时间。
附图说明
图1为本发明结构的主视示意图；
图2为本发明结构的俯视示意图。
其中，1为水箱，2为水泵，3为出水管，4为喷嘴，5为螺杆，6为实验芯轴，7为轴承支架，8为防护罩，9为联轴器，10为电机，11为支撑平台，12为回水管，13为轴向基准块，14为星轮，15为十字滑台，16为横向基准块。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
一种用于观察螺杆与星轮啮合磨损的实验装置，其结构如图1、图2所示，包括支撑平台11、设置在支撑平台11上用于固定螺杆5的轴承支架7、设置在轴承支架7两侧用于安装星轮14的十字滑台15以及用于驱动螺杆5和星轮14转动的驱动单元。
支撑平台11上设有T型槽，轴承支架7包括前轴承支架、后轴承支架以及设置在前后轴承支架上用于固定螺杆5的实验芯轴6，前轴承支架和后轴承支架的底部均设有与T型槽相匹配的导向键，并通过T型螺母将导向键固定在T型槽内。前轴承支架和后轴承支架可在支撑平台11上滑动，从而保证该装置可以适应不同规格的螺杆5。
十字滑台15包括相互垂直的X轴向直线滑轨以及Y轴向直线滑轨，X轴向直线滑轨与螺杆5的轴向平行，Y轴向直线滑轨滑动连接在X轴向滑轨上，X轴向直线滑轨和Y轴向直线滑轨内均设有丝杆，Y轴向直线滑轨内滑动连接有用于安装星轮14的星轮14安装单元。
星轮14杆状单元包括滑动连接在Y轴线直线滑轨内的轴承座、设置在轴承座上的转动轴、设置在转动轴顶端用于固定星轮14的轴承以及设置在轴承上方用于防止星轮14向上脱离转动轴的压板。
X轴向直线滑轨、Y轴向直线滑轨的平行精度小于0.02mm，丝杆的滑动精度也小于0.02mm，该设置可以保证整个实验装置的精度较高，结果准确。
驱动单元包括电机10以及与电机10连接的联轴器9，联轴器9通过传动齿条分别与两个星轮14及螺杆5连接。更具体的说，就是联轴器9与实验芯轴6连接，且与转动轴连接。
实验装置包括横向基准块16和轴向基准块13，螺杆5的后端与轴向基准块13齐平，螺杆5的顶部与横向基准块16齐平，设置两个基准块，是为了使螺杆5的安装位置与实际工作时，螺杆5安装在压缩机内部的情况更加相近，提高测量精度。
实验装置包括喷淋单元，喷淋单元包括水箱1、水泵2、通过出水管3与水泵2出口连接的两个喷嘴4以及设置在螺杆5和星轮14外侧的保护罩，喷嘴4对准星轮14和螺杆5的啮合处，支撑平台11的底部通过回水管12与水箱1连接。设置喷淋单元，是为了给啮合运动的螺杆5和星轮14降温，设置防护罩8是为了从喷嘴4出来的水溅射在外，且该防护罩8为透明材质制成。
实验时，将装配好的螺杆5的实验芯轴6安装在轴承支架7上面，前后轴承支架通过导向键滑动，以适应不同规格的螺杆5，通过轴承座对螺杆进行轴向的固定，而后通过联轴器9将螺杆5与电机10连接起来，电机为变频调速电机，可以对螺杆5速度进行调整，再将两个星轮14装配在十字滑台15上，通过十字滑台中X轴向直线滑轨和Y轴向直线滑轨中的丝杆调整到需要实验的位置，固定好透明防护罩8，启动实验装置，电机10带动螺杆5与星轮14进行啮合运动，同时喷淋单元进行冷却与润滑，从而模拟压缩机中星轮与螺杆的啮合运动，并观察检测：1.螺杆与星轮位置正确时啮合的磨损，2.螺杆与星轮轴向错位时啮合的磨损。
Claims (8)
1.一种用于观察螺杆与星轮啮合磨损的实验装置，其特征在于，该装置包括支撑平台(11)、设置在支撑平台(11)上用于固定螺杆(5)的轴承支架(7)、设置在轴承支架(7)两侧用于安装星轮(14)的十字滑台(15)以及用于驱动螺杆(5)和星轮(14)转动的驱动单元，实验时，将螺杆(5)安装固定在轴承支架(7)上，将两个星轮(14)分别安装在两个十字滑台(15)上，并移动十字滑台(15)，使其中一个星轮(14)与螺杆(5)啮合，另一个星轮(14)与螺杆(5)错位啮合，然后通过驱动单元驱动两个星轮(14)及螺杆(5)转动，观察两个星轮(14)及螺杆(5)的磨损情况。
2.根据权利要求1所述的一种用于观察螺杆与星轮啮合磨损的实验装置，其特征在于，所述支撑平台(11)上设有T型槽，所述的轴承支架(7)包括前轴承支架、后轴承支架以及设置在前后轴承支架上用于固定螺杆(5)的实验芯轴(6)，所述前轴承支架和后轴承支架的底部均设有与T型槽相匹配的导向键，并通过T型螺母将导向键固定在T型槽内。
3.根据权利要求1所述的一种用于观察螺杆与星轮啮合磨损的实验装置，其特征在于，所述十字滑台(15)包括相互垂直的X轴向直线滑轨以及Y轴向直线滑轨，所述X轴向直线滑轨与螺杆(5)的轴向平行，所述Y轴向直线滑轨滑动连接在X轴向滑轨上，所述X轴向直线滑轨和Y轴向直线滑轨内均设有丝杆，所述Y轴向直线滑轨内滑动连接有用于安装星轮(14)的星轮安装单元。
4.根据权利要求3所述的一种用于观察螺杆与星轮啮合磨损的实验装置，其特征在于，所述星轮杆状单元包括滑动连接在Y轴线直线滑轨内的轴承座、设置在轴承座上的转动轴、设置在转动轴顶端用于固定星轮的轴承以及设置在轴承上方用于防止星轮向上脱离转动轴的压板。
5.根据权利要求3所述的一种用于观察螺杆与星轮啮合磨损的实验装置，其特征在于，所述X轴向直线滑轨、Y轴向直线滑轨的平行精度小于0.02mm，所述丝杆的滑动精度也小于0.02mm。
6.根据权利要求1所述的一种用于观察螺杆与星轮啮合磨损的实验装置，其特征在于，所述驱动单元包括电机(10)以及与电机(10)连接的联轴器(9)，所述联轴器(9)通过传动齿条分别与两个星轮(14)及螺杆(5)连接。
7.根据权利要求1所述的一种用于观察螺杆与星轮啮合磨损的实验装置，其特征在于，所述实验装置包括横向基准块(16)和轴向基准块(13)，所述螺杆(5)的后端与轴向基准块(13)齐平，所述螺杆(5)的顶部与横向基准块(16)齐平。
8.根据权利要求1所述的一种用于观察螺杆与星轮啮合磨损的实验装置，其特征在于，所述实验装置包括喷淋单元，所述喷淋单元包括水箱(1)、水泵(2)、通过出水管(3)与水泵(2)出口连接的两个喷嘴(4)以及设置在螺杆(5)和星轮(14)外侧的保护罩(8)，所述喷嘴(4)对准星轮(14)和螺杆(5)的啮合处，所述支撑平台(11)的底部通过回水管(12)与水箱(1)连接。
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