CN109469515A - 一种涡轮增压器止推轴承轴向承载能力测试装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种涡轮增压器止推轴承轴向承载能力测试装置，压气机的叶轮安装处安装有叶轮替代盘，还包括：第一压力腔，第一压力腔设置于叶轮替代盘和支撑壳体之间，第一压力腔能够沿叶轮替代盘轴向对叶轮替代盘产生可调节的压力；第二压力腔，第二压力腔设置于前盖与叶轮替代盘之间，第二压力腔能够沿叶轮替代盘轴向对叶轮替代盘产生可调节的压力；应变片，应变片粘贴于止推轴承对轴向负荷敏感处；计算机与应变片通讯连接。通过特殊设计的叶轮替代盘替代原叶轮，在叶轮替代盘两端施加可控压力，同时可以测量止推轴承的承载情况并控制其载荷，通过一定时间的运转试验后观察止推轴承的磨损情况进而实现止推轴承轴向承载能力的评定。

Description

一种涡轮增压器止推轴承轴向承载能力测试装置
技术领域
本发明涉及涡轮增压器技术领域，更具体的说是涉及一种涡轮增压器止推轴承轴向承载能力测试装置。
背景技术
涡轮增压技术对于提高内燃机的动力性、经济性和减低排放具有显著的效果，并且得到越来越广泛的应用。随着节能减排的压力越来越大，内燃机采用了各种新技术。这些新的技术普遍会对涡轮增压器转子的轴向负荷带来很大的影响，使得其止推轴承所承受的载荷大幅度提高。
目前，止推轴承轴向承载能力的测试装置仍属于空白领域，因此，如何提供一种用于测量止推轴承轴向承载能力的测试装置是本领域人员亟需解决的一个技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种涡轮增压器止推轴承轴向承载能力测试装置，所述涡轮增压器具有压气机和涡轮，所述压气机和涡轮通过转子联动，所述转子上安装有止推轴承，所述压气机的叶轮安装处安装有叶轮替代盘，还包括：
第一压力腔，所述涡轮增压器具有支撑壳体且所述支撑壳体介于所述压气机和所述涡轮之间；所述第一压力腔设置于所述叶轮替代盘和所述支撑壳体之间，所述第一压力腔能够沿所述叶轮替代盘轴向对所述叶轮替代盘产生可调节的压力；
第二压力腔，所述涡轮增压器具有前盖，所述前盖位于所述叶轮替代盘远离所述涡轮的一侧并与所述支撑壳体连接；所述第二压力腔设置于所述前盖与所述叶轮替代盘之间，所述第二压力腔能够沿所述叶轮替代盘轴向对所述叶轮替代盘产生可调节的压力；
应变片，所述应变片粘贴于所述止推轴承的轴向负荷敏感处；
计算机，所述计算机与所述应变片通讯连接。
本发明的有益效果是：通过特殊设计的叶轮替代盘替代原来安装在压气机上的叶轮，在叶轮替代盘两端施加可控压力，分别测量止推轴承两端的压力值进而可以观测出不同压力下止推轴承的磨损情况进而实现止推轴承轴向承载能力的评定。
所述叶轮替代盘安装于原压气机叶轮处，通过设计计算保证其具有与原压气机叶轮相同的质量和相对于轴向的质量中心，其具有一定刚度能够承受来自第一压力腔和第二压力腔的压力，其承力面积满足试验加载的需要，具体结构尺寸可根据实际需求设计计算确定。
优选的，所述应变片粘贴于止推轴承的非承载表面且通过计算分析得到的由轴向负荷导致的应变值较大处；
优选的，所述压力腔内流通有外部供给的可调压高压油或高压气体。
进一步的，所述第一压力腔具有第一进口和第一出口，第一进口开设于所述支撑壳体上，第一出口为所述叶轮替代盘与所述支撑壳体之间的间隙。
所述第二压力腔具有第二进口和第二出口，第二进口开设于所述前盖上，第二出口为所述叶轮替代盘与所述前盖之间的间隙。
进一步的，还包括背盘和回油箱，所述背盘与所述支撑壳体连接，所述背盘开设有第一回油孔，所述第一回油孔一端与所述第一出口连通，另一端与所述回油箱连通；所述支撑壳体开设有第二回油孔，所述第二回油孔一端与所述第二出口连通，另一端与所述回油箱连通。
高压油工作完毕后可通过第一出口或第二出口流出并通过对应的第一回油孔或第二回油孔流入回油箱。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的结构示意图；
其中，1-支撑壳体，101-第二回油孔，2-前盖，3-叶轮替代盘，4-第一压力腔，401-第一进口，402-第一出口，5-第二压力腔，501-第二进口，502-第二出口，6-止推轴承，7-转子，8-背盘，801-第一回油孔。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种涡轮增压器止推轴承轴向承载能力测试装置，涡轮增压器具有压气机和涡轮，所述压气机和涡轮通过转子7联动，所述转子7上安装有止推轴承6，压气机的叶轮安装处安装有叶轮替代盘3，还包括：
第一压力腔4，涡轮增压器具有支撑壳体1且支撑壳体1介于压气机和涡轮之间；第一压力腔4设置于叶轮替代盘3和支撑壳体1之间，第一压力腔4能够沿叶轮替代盘3轴向对叶轮替代盘3产生可调节的压力；
第二压力腔5，涡轮增压器具有前盖2，前盖2位于叶轮替代盘3远离涡轮的一侧并与支撑壳体1连接；第二压力腔5设置于前盖2与叶轮替代盘3之间，第二压力腔5能够沿叶轮替代盘3轴向对叶轮替代盘3产生可调节的压力；
应变片，应变片粘贴于止推轴承6的轴向负荷敏感处；
计算机，计算机与应变片通讯连接。
在本发明实施例中，压力腔内流通有外部供给的可调压高压油或高压气体。
本发明实施例以高压油为例进行说明，第一压力腔4具有第一进口401和第一出口402，第一进口401开设于支撑壳体1上，第一出口402为压气机叶轮与支撑壳体1之间的间隙。第二压力腔5具有第二进口501和第二出口502，第二进口501开设于前盖2上，第二出口502为压气机叶轮与前盖2之间的间隙。
在本发明实施例中，还包括背盘8和回油箱，背盘8与支撑壳体1连接，背盘8开设有第一回油孔801，第一回油孔801一端与第一出口402连通，另一端与回油箱连通；支撑壳体1开设有第二回油孔101，第二回油孔101一端与第二出口502连通，另一端与回油箱连通。
具体工作过程如下：在测试之前需要对止推轴轴承进行有限元分析得到在增压器工作状态下止推轴承6受力后应变敏感的区域，并在此区域粘贴应变片，并根据止推轴承6的受力情况对应变仪进行标定。试验中，可以将涡轮增压器在普通压气机性能试验台上调整到所需要的任何稳定工作转速。
采用可调压力的气体或润滑油源分别单独开启第一进口401或单独开启第二进口501，对止推轴承6施加不同方向的轴向力，并通过应变仪测得所加载荷大小，在一定的轴向载荷、一定的转速下使涡轮增压器工作一定的时间，从而得到涡轮增压器在此条件下经过一定时间工作后的止推轴承6磨损情况，进而评定止推轴承6的承载能力。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种涡轮增压器止推轴承轴向承载能力测试装置，所述涡轮增压器具有压气机和涡轮，所述压气机和涡轮通过转子(7)联动，所述转子(7)上安装有止推轴承(6)，其特征在于，所述压气机的叶轮安装处安装有叶轮替代盘(3)，还包括：
第一压力腔(4)，所述涡轮增压器具有支撑壳体(1)且所述支撑壳体(1)介于所述压气机和所述涡轮之间；所述第一压力腔(4)设置于所述叶轮替代盘(3)和所述支撑壳体(1)之间，所述第一压力腔(4)能够沿所述叶轮替代盘(3)轴向对所述叶轮替代盘(3)产生可调节的压力；
第二压力腔(5)，所述涡轮增压器具有前盖(2)，所述前盖(2)位于所述叶轮替代盘(3)远离所述涡轮的一侧并与所述支撑壳体(1)连接；所述第二压力腔(5)设置于所述前盖(2)与所述叶轮替代盘(3)之间，所述第二压力腔(5)能够沿所述叶轮替代盘(3)轴向对所述叶轮替代盘(3)产生可调节的压力；
应变片，所述应变片粘贴于所述止推轴承(6)的侧面；
计算机，所述计算机与所述应变片通讯连接。
2.根据权利要求1所述的一种涡轮增压器止推轴承轴向承载能力测试装置，其特征在于，所述压力腔内流通有外部供给的可调压高压油或高压气体。
3.根据权利要求2所述的一种涡轮增压器止推轴承轴向承载能力测试装置，其特征在于，所述第一压力腔(4)具有第一进口(401)和第一出口(402)，第一进口(401)开设于所述支撑壳体(1)上，第一出口(402)为所述叶轮替代盘(3)与所述支撑壳体(1)之间的间隙。
4.根据权利要求3所述的一种涡轮增压器止推轴承轴向承载能力测试装置，其特征在于，所述第二压力腔(5)具有第二进口(501)和第二出口(502)，第二进口(501)开设于所述前盖(2)上，第二出口(502)为所述叶轮替代盘(3)与所述前盖(2)之间的间隙。
5.根据权利要求4所述的一种涡轮增压器止推轴承轴向承载能力测试装置，其特征在于，还包括背盘(8)和回油箱，所述背盘(8)与所述支撑壳体(1)连接，所述背盘(8)开设有第一回油孔(801)，所述第一回油孔(801)一端与所述第一出口(402)连通，另一端与所述回油箱连通；所述支撑壳体(1)开设有第二回油孔(101)，所述第二回油孔(101)一端与所述第二出口(502)连通，另一端与所述回油箱连通。
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