CN111678545B - 严苛环境中编码器主轴尺寸的确定方法 - Google Patents
严苛环境中编码器主轴尺寸的确定方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111678545B CN111678545B CN202010644558.9A CN202010644558A CN111678545B CN 111678545 B CN111678545 B CN 111678545B CN 202010644558 A CN202010644558 A CN 202010644558A CN 111678545 B CN111678545 B CN 111678545B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- stepped
- encoder
- framework oil
- pair
- size
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 63
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 10
- 239000004519 grease Substances 0.000 claims description 9
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 7
- 229920001973 fluoroelastomer Polymers 0.000 claims description 3
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 37
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000010705 motor oil Substances 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D18/00—Testing or calibrating apparatus or arrangements provided for in groups G01D1/00 - G01D15/00
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M13/00—Testing of machine parts
- G01M13/04—Bearings
Abstract
本发明公开了严苛环境中编码器主轴尺寸的确定方法。该严苛环境中编码器油封的使用方法为通过动态系统实验系统来解决骨架油封与旋转轴之间的过盈配合尺寸，解决控制编码器自身温升的最小值，同时通过油封的唇口安装方向以确保编码器防水、防渗漏的操作。
Description
技术领域
本发明涉及一种编码器领域，特别提供了严苛环境中编码器主轴尺寸的确定方法。
背景技术
在自动化领域，尤其是塔机、钢铁、船舶或离岸设备等行业，这些行业的设备工况环境恶劣，如：潮湿多雨、由地域产生的高温、低温等，由于工况环境严苛，经常因编码器防护能力渗漏或使用环境温度过高导致设备停机造成经济损失，目前编码器防护基本采用骨架油封来做IP保护，通过旋转主轴和柔性密封元件间的过盈量保护腔体密封性和外缘处的泄漏，但保护的同时，由于编码器主轴旋转，与密封件摩擦而产生温升，即编码器防护等级越高，密封性能就越好，编码器自身的温度也越高，而编码器温度过热(环境温度+温升)达100℃以上时，会直接影响编码器信号反馈精度和使用寿命，造成设备的伤害，因此，如何选取合适的过盈配合尺寸保证编码器的温升及防护能力成为目前塔机、户外重载等行业亟待解决的问题。
发明内容
鉴于此，为了解决上述问题，本发明的目的在于提供严苛环境中编码器主轴尺寸的确定方法。
本发明提供的技术方案是：严苛环境中编码器主轴尺寸的确定方法，包括以下步骤：
S1，选取一对骨架油封、耐高温润滑油脂、热电偶，恒温恒湿试验箱、阶梯芯轴、一对轴承座、联轴器、动态试验系统、滑动块、底座和用以给动态试验系统提供动力的精密高速电机和交流电机驱动器；
S2，将一对轴承座固定连接在所述底座上表面，将阶梯芯轴的两端套装在一对所述轴承座内部，将动态试验系统套装在所述阶梯芯轴上、且位于一对所述轴承座内侧，一对所述骨架油封套装在所述阶梯芯轴上、且与所述动态试验系统两侧连接，将阶梯芯轴的一端通过联轴器与精密高速电机连接，交流电机驱动器用来驱动精密高速电机转动，将动态试验系统的下端通过滑动块与底座上表面进行连接，滑动块上设有至少一对固定钉与底座上表面进行连接,将以上整体放入恒温恒湿试验箱中操作，热电偶表头接触试验的阶梯芯轴端面上，主要是测试接近骨架油封位置的温度；
S3，将动态试验系统中的传动部选定其中一个尺寸的阶梯芯轴套装好，使得位于两侧的一对骨架油封与阶梯芯轴的尺寸过盈配合，将滑动块上的固定钉伸入到底座上表面，使得动态试验系统与阶梯芯轴相对不动；
S4，在一对骨架油封与阶梯芯轴密封处灌入耐高温的润滑油脂，并保证液体液面在阶梯芯轴最低点以上0.3D～0.5D之间，D为阶梯芯轴直径；
S5,启动精密高速电机，使得动态试验系统中的传动部转动并且带动阶梯芯轴水平转动，设定精密高速电机工作转速为1000、2000、3000转三挡，每档转速工作时间为2小时，记录每档位的工作温度，同时观察试验液体是否渗漏；
S6，依次调整移动滑动块至阶梯芯轴Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ位置，重复第S3、S4和S5步骤；
S7,通过以上试验，找出骨架油封与阶梯芯轴过盈配合尺寸的临界值,然后按试验数据加工编码器主轴，组装成品后，再次通过恒温恒湿试验箱进行环境模拟试验，确认编码器工作的可靠性。
S8,通过实验，验证骨架油封唇口的安装方向朝向试验液体方向。
进一步优选，所述阶梯芯轴中的直径尺寸分别为与骨架油封过盈配合的试验尺寸。
进一步优选，所述骨架油封的材质为氟橡胶。
本发明提供的严苛环境中编码器油封的使用方法，通过动态系统实验系统来解决骨架油封与旋转轴之间的过盈配合尺寸，解决控制编码器自身温升的最小值，同时通过油封的唇口安装方向以确保编码器防水、防渗漏的操作。
附图说明
下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1为本严苛环境中编码器主轴尺寸的确定方法的流程图；
图2为本严苛环境中编码器主轴尺寸的确定方法的结构示意图；
图3为本严苛环境中编码器主轴尺寸的确定方法中的动态试验系统的结构示意图；
图中：1/6、轴承座；2、阶梯芯轴；3/5、骨架油封；4、动态试验系统；7、滑动块；8、底座。
具体实施方式
下面将结合具体的实施方案对本发明进行进一步的解释，但并不局限本发明。
如图1-3所示，本发明提供了严苛环境中编码器主轴尺寸的确定方法，包括以下步骤：
S1，选取一对骨架油封3/5、耐高温润滑油脂、热电偶，恒温恒湿试验箱、阶梯芯轴2、一对轴承座1/6、联轴器、动态试验系统4、滑动块7、底座8和用以给动态试验系统提供动力的精密高速电机和交流电机驱动器；
S2，将一对轴承座1/6固定连接在所述底座8上表面，将阶梯芯轴2的两端套装在一对所述轴承座1/6内部，将动态试验系统套装在所述阶梯芯轴2上、且位于一对所述轴承座1/6内侧，一对所述骨架油封3/5套装在所述阶梯芯轴2上、且与所述动态试验系统4两侧连接，将阶梯芯轴2的一端通过联轴器与精密高速电机连接，交流电机驱动器用来驱动精密高速电机转动，将动态试验系统4的下端通过滑动块7与底座8上表面进行连接，滑动块7上设有至少一对固定钉与底座8上表面进行连接,将以上整体放入恒温恒湿试验箱中操作，热电偶表头接触试验的阶梯芯轴端面上，主要是测试接近骨架油封3/5位置的温度；
S3，将动态试验系统4中的传动部选定其中一个尺寸的阶梯芯轴2套装好，使得位于两侧的一对骨架油封3/5与阶梯芯轴2的尺寸过盈配合，将滑动块7上的固定钉伸入到底座8上表面，使得动态试验系统4与阶梯芯轴2相对不动；
S4，在一对骨架油封3/5与阶梯芯轴2密封处灌入耐高温的润滑油脂，并保证液体液面在阶梯芯轴2最低点以上0.3D～0.5D之间，D为阶梯芯轴2直径；
S5,启动精密高速电机，使得动态试验系统4中的传动部转动并且带动阶梯芯轴2水平转动，设定精密高速电机工作转速为1000、2000、3000转三挡，每档转速工作时间为2小时，记录每档位的工作温度，同时观察试验液体是否渗漏；
S6，依次调整移动滑动块7至阶梯芯轴2Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ位置，重复第S3、S4和S5步骤；
S7,通过以上试验，找出骨架油封3/5与阶梯芯轴2过盈配合尺寸的临界值,然后按试验数据加工编码器主轴，组装成品后，再次通过恒温恒湿试验箱进行环境模拟试验，确认编码器工作的可靠性。
S8,通过实验，验证骨架油封3/5唇口的安装方向朝向试验液体方向。
所述阶梯芯轴2中的直径尺寸分别为与骨架油封3/5过盈配合的试验尺寸，骨架油封3/5中的尺寸就是代表实际使用时，编码器中可以进行安装主轴位置上的尺寸，阶梯芯轴2中的不同尺寸，便于测定哪个尺寸更加符合密封以及温度的要求。
所述骨架油封3/5的材质为氟橡胶，使得密封更加良好的。
下面结合实际作业，其中在动态试验系统4就相当于实验中的编码器的位置，使用动态试验系统4以及一对骨架油封3/5对与阶梯芯轴2之间的耐高温的润滑油脂进行转动防泄漏操作，更换不同尺寸的阶梯芯轴2，在调整不同尺寸的阶梯芯轴2之后，再次重复转动实验，进而得出在什么样的尺寸下耐高温润滑油泄露最少，才能选定适当的尺寸适合骨架油封3/5，确认编码器工作的可靠性。
附图说明中的1/6为标号1和标号6都为轴承座，同理3/5为标号3和标号5,都为骨架油封。
分别将油封安装在动态测试系统4，涂抹油脂并固定
动态测试系统4通过滑动块7移动至阶梯芯轴2的I位置，并通过注油口注入机油，注入液面保证在阶梯芯轴2中线左右，其中注油口为图中的T形处。
阶梯芯轴2通过联轴器连接至高速电机，并通过电机驱动器设定电机转速。
将热电偶端头接触至阶梯芯轴2表面(靠近油封)，记录实测温度。
以下为测试的实验数据：
阶梯芯轴第一部分(Ⅰ)
第一天
第二天
第六天
阶梯芯轴第一部分(Ⅱ)
第一天
第二天
第六天
阶梯芯轴第一部分(Ⅲ)
第一天
第二天
第六天
阶梯芯轴第一部分(Ⅳ)
第一天
第二天
第六天
通过试验记录数据，推荐油封的配合尺寸为34.2至34.3mm。
按推荐尺寸加工零件，并以最终实际样机测试为准。
本发明所要解决的技术问题是编码器在高防护等级IP66前提下，通过骨架油封与旋转轴之间的过盈配合尺寸来控制编码器自身的温升，同时通过骨架油封的唇口安装方向实现编码器防水、防渗漏功能。使编码器在-40℃至+85℃环境温度范围内长期运行同时提供高精准的信号反馈。
其中图3中的标号2为阶梯芯轴的安装位置，也为动态试验系统中跟随转动的传动部位置。
由于骨架油封唇口为柔性胶质，与阶梯芯轴(主轴)配合时，通过锁紧弹簧施加的预紧力来实现主轴与密封件的接触面积来保护编码器腔体的密封性。
本发明的具体实施方式是按照递进的方式进行撰写的，着重强调各个实施方案的不同之处，其相似部分可以相互参见。
上面结合附图对本发明的实施方式做了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (3)
1.严苛环境中编码器主轴尺寸的确定方法，包括以下步骤：
S1，选取一对骨架油封、耐高温润滑油脂、热电偶，恒温恒湿试验箱、阶梯芯轴、一对轴承座、联轴器、动态试验系统、滑动块、底座和用以给动态试验系统提供动力的精密高速电机和交流电机驱动器；
S2，将一对轴承座固定连接在所述底座上表面，将阶梯芯轴的两端套装在一对所述轴承座内部，将动态试验系统套装在所述阶梯芯轴上、且位于一对所述轴承座内侧，一对所述骨架油封套装在所述阶梯芯轴上、且与所述动态试验系统两侧连接，将阶梯芯轴的一端通过联轴器与精密高速电机连接，交流电机驱动器用来驱动精密高速电机转动，将动态试验系统的下端通过滑动块与底座上表面进行连接，滑动块上设有至少一对固定钉与底座上表面进行连接,将以上整体放入恒温恒湿试验箱中操作，热电偶表头接触试验的阶梯芯轴端面上，主要是测试接近骨架油封位置的温度；
S3，将动态试验系统中的传动部选定其中一个尺寸的阶梯芯轴套装好，使得位于两侧的一对骨架油封与阶梯芯轴的尺寸过盈配合，将滑动块上的固定钉伸入到底座上表面，使得动态系统与阶梯芯轴相对不动；
S4，在一对骨架油封与阶梯芯轴密封处灌入耐高温的润滑油脂，并保证液体液面在阶梯芯轴最低点以上0.3D～0.5D之间，D为阶梯芯轴直径；
S5,启动精密高速电机，使得动态试验系统中的传动部转动并且带动阶梯芯轴水平转动，设定精密高速电机工作转速为1000、2000、3000转三挡，每档转速工作时间为2小时，记录每档位的工作温度，同时观察试验液体是否渗漏；
S6，依次调整移动滑动块至阶梯芯轴Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ位置，重复第S3、S4和S5步骤；
S7,通过以上试验，找出骨架油封与阶梯芯轴过盈配合尺寸的临界值,然后按试验数据加工编码器主轴，组装成品后，再次通过恒温恒湿试验箱进行环境模拟试验，确认编码器工作的可靠性；
S8,通过实验，验证骨架油封唇口的安装方向朝向试验液体方向。
2.根据权利要求1所述的严苛环境中编码器主轴尺寸的确定方法，其特征在于，所述阶梯芯轴中的直径尺寸分别为与骨架油封过盈配合的试验尺寸。
3.根据权利要求1所述的严苛环境中编码器主轴尺寸的确定方法，其特征在于，所述骨架油封的材质为氟橡胶。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010644558.9A CN111678545B (zh) | 2020-07-07 | 2020-07-07 | 严苛环境中编码器主轴尺寸的确定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010644558.9A CN111678545B (zh) | 2020-07-07 | 2020-07-07 | 严苛环境中编码器主轴尺寸的确定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111678545A CN111678545A (zh) | 2020-09-18 |
| CN111678545B true CN111678545B (zh) | 2021-10-01 |
Family
ID=72438062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010644558.9A Active CN111678545B (zh) | 2020-07-07 | 2020-07-07 | 严苛环境中编码器主轴尺寸的确定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111678545B (zh) |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5674631A (en) * | 1979-11-26 | 1981-06-20 | Hitachi Ltd | Abnormality diagnostic method of journal bearing |
| JP4950087B2 (ja) * | 2008-01-21 | 2012-06-13 | 三菱重工業株式会社 | エアマイクロメータ用較正装置 |
| CN102494710B (zh) * | 2011-12-01 | 2014-03-12 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 编码器测角精度检测装置及方法 |
| CN203929417U (zh) * | 2014-06-26 | 2014-11-05 | 吉林大学 | 混合加载伺服驱动系统可靠性试验台 |
| CN104197978B (zh) * | 2014-09-25 | 2016-08-31 | 南京埃斯顿自动化股份有限公司 | 一种角度旋转控制设备的数据检测装置 |
| CN105258888B (zh) * | 2015-11-13 | 2018-01-19 | 西安交通大学 | 轴承过盈量对主轴系统性能影响的研究实验装置和测量方法 |
| CN105526959B (zh) * | 2016-02-17 | 2017-07-04 | 吉林大学 | 编码器可靠性试验装置及方法 |
| CN206146629U (zh) * | 2016-09-06 | 2017-05-03 | 广州机械科学研究院有限公司 | 一种高温高速油封试验装置 |
| CN210322171U (zh) * | 2019-08-16 | 2020-04-14 | 西南石油大学 | 一种用于实验教学的机械密封测试装置 |
-
2020
- 2020-07-07 CN CN202010644558.9A patent/CN111678545B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111678545A (zh) | 2020-09-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111678545B (zh) | 严苛环境中编码器主轴尺寸的确定方法 | |
| CN111975346A (zh) | 一种变速箱装配方法及装配系统 | |
| CN103890320A (zh) | 高温密封系统 | |
| JP2018537336A (ja) | 電気スイベルの為のベアリング配置 | |
| CN206146629U (zh) | 一种高温高速油封试验装置 | |
| CN100363654C (zh) | 金属橡胶密封环 | |
| CN110608848A (zh) | 一种可调桨桨毂动密封整机试验装置及方法 | |
| CN206889479U (zh) | 一种长寿命耐腐蚀回转支承 | |
| CN201251504Y (zh) | 湿式双离合器连接装置 | |
| Yoshida et al. | A study on the friction reduction of seal rings for automatic transmission | |
| Vezjak et al. | Experimental study on the relationship between lubrication regime and the performance of mechanical seals | |
| de la Cruz Gargallo et al. | Mechanical Face Seals: Test Rig Development and Analysis of the Frictional Behaviour | |
| CN113757381B (zh) | 可主动控制润滑与密封性能的机械密封结构及其控制方法 | |
| CN217359003U (zh) | 一种适用于自润滑轴承的性能测试装置 | |
| CN220871990U (zh) | 一种新型密封装置试验台架 | |
| Martini | Seals for the Ocean Environment | |
| CN112393815B (zh) | 一种大直径液黏离合器摩擦面瞬态温度场测试方法 | |
| CN1241020C (zh) | 浸油式电动机轴转速测量装置 | |
| CN214749685U (zh) | 一种低速重载轴承滑动摩擦系数的测量装置 | |
| CN211085544U (zh) | 径向力测试传感器组件 | |
| Beckman | Gear failure analysis | |
| CN201714443U (zh) | 一种机油检测用快插连接件 | |
| Yavelov et al. | Study of the Performance of a Thrust Sliding Bearing in Startup and Rundown Regimes | |
| CN202510571U (zh) | 一种带安装垫块的回转支承装配机 | |
| CN113848036A (zh) | 低粘润滑介质动压承载液膜生成转速测试台及测试方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240108 Address after: Room 13603, No. 2072, Songjin Road, Zhangyan Town, Jinshan District, Shanghai 201500 Patentee after: Tofe sensing technology (Shanghai) Co.,Ltd. Patentee after: CHANGCHUN MOER ELECTRONIC Co.,Ltd. Address before: Room 13603, No. 2072, Songjin Road, Zhangyan Town, Jinshan District, Shanghai 201500 Patentee before: Tofe sensing technology (Shanghai) Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |