CN114112336A - 一种水铰链试验方法和跑合试验台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水铰链试验方法和跑合试验台，该试验方法包括以下步骤：将水铰链的上法兰用上封盖密封，下法兰用下封盖密封；使水铰链在所述跑合试验台上呈竖直姿态安装，其中，上法兰朝上且与其上方的旋转卡具驱动配合，下封盖固定至跑合试验台的台面上；向水铰链内腔灌满冷却液；以及调节冷却液加压设备的压力至第一设定压力，进行静密封试验；以及调节冷却液加压设备的压力至第二设定压力，并调节主轴转速至设定转速，进行动密封跑合试验，在试验过程中观察水铰链是否有漏液现象。本试验方法可得到一定工况条件下水铰链中关键旋转密封件的性能，其试验方法简单易行且可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种水铰链试验方法和跑合试验台，用于研究机械密封式水铰链在带载运转情况下的密封性能。
背景技术
水铰链在雷达冷却系统中承担旋转连接的作用，是将冷却液源提供到转动的天线设备冷却系统的关节，并确保冷却液的循环流通水铰链的性能稳定与否，决定着冷却系统的成败。
设计液体旋转关节的关键技术就是在满足冷却系统工作压力、流量要求的前提下，解决动环与定环之间的动密封可靠性、密封圈及动环的使用寿命问题，从而选择行之有效的密封方式。
因此水铰链试验装置及方法对于水铰链的研制开发显得尤为重要，其目的是通过带载模拟运转试验，研究一定工况条件下水铰链中关键旋转密封件的性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水铰链试验方法和跑合试验台，以研究机械密封式水铰链在带载运转情况下的密封性能。
本发明一方面提供了一种水铰链跑合试验台，包括工作台架、设置于工作台架上的门架、旋转卡具、冷却液加压设备、以及调速驱动装置，所述工作台架的台面用于竖直置放水铰链，其中，所述水铰链的下法兰朝下且由下封盖密封，其具有进水阀，所述水铰链的上法兰朝上且由上封盖密封，其具有排气阀，所述调速驱动装置设置在门架顶部，具有用于转速可调地驱动旋转卡具的主轴；所述旋转卡具包括驱动板和以直立姿态布置在驱动板上的多个卡辊，所述多个卡辊围绕上法兰的外周轮廓布置，二者形成同步转动关系，所述驱动板安装在所述主轴上，所述冷却液加压设备与水铰链的进水阀连通，用于向所述进水阀压力可调地提供冷却液。
根据本发明的另一方面，提供了一种水铰链试验方法，包括以下步骤：S1、将水铰链的上法兰用上封盖密封，下法兰用下封盖密封，其中上封盖上设有排气阀，下封盖上设有进水口；S2、提供根据上面所描述的水铰链跑合试验台，使水铰链在所述跑合试验台上呈竖直姿态安装，其中，上法兰朝上且与其上方的旋转卡具驱动配合，下封盖固定至跑合试验台的台面上；S3、将进水口通过进水管与冷却液加压设备连通，打开排气阀，随后对水铰链内腔灌液，当排气阀溢流后关闭；以及S4、调节冷却液加压设备的压力至第一设定压力，进行静密封试验；以及调节冷却液加压设备的压力至第二设定压力，并调节主轴转速至设定转速，进行动密封跑合试验，在试验过程中观察水铰链是否有漏液现象。
本跑合试验台结构紧凑、体积小，控制灵活、转速平稳、可靠性高、维护简单、独立性强等一系列优点。本试验方法可得到一定工况条件下水铰链中关键旋转密封件的性能，其试验方法简单易行且可靠。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明的专用跑合试验台的结构示意图；
图2是图1所示跑合试验台的左视图；
图3示出了根据本发明的专用跑合试验台的工作台架的平面布局示意图；
图4示出了根据本发明的水铰链上法兰与旋转卡具的配合关系；
图5示出了根据本发明的水铰链在跑合试验台上的安装姿态；以及
图6是根据本发明的水铰链试验方法的流程图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
结合参照图1至图4，本发明的水铰链试验方法包括以下步骤：
S1、将水铰链(也称液体旋转关节)10的上法兰11用上封盖12密封，二者结合处有o型密封圈。下法兰13用下封盖14密封，二者结合处有o型密封圈15。其中上封盖上设有排气阀(图中未示出)，下封盖上设有进水口(图中未示出)；
S2、将密封后的水铰链通过行车等吊具转运至跑合试验台上，使水铰链呈竖直姿态安装，上法兰一端朝上，且与旋转卡具结合，下法兰一端朝下，且下封盖定位且固定至跑合试验台的台面上；
S3、将进水口通过进水管与冷却液加压设备连通，打开排气阀，随后对水铰链内腔灌入冷却液，排气阀在溢流后关闭，此时水铰链内充满冷却液；
S4、调节冷却液加压设备的压力至第一设定压力，例如2MPa，进行静密封试验、以及调节冷却液加压设备的压力至第二压力，例如1.2MPa，然后调节主轴转速，使旋转卡具带动上法兰以设定转速旋转跑合，进行动密封试验。观察实验工件是否有漏液现象，获得水铰链的静密封和动密封性能。
上述水铰链试验方法所使用的专用跑合试验台包括工作台架20、支撑于工作台架上的门架30、旋转卡具40、冷却液加压设备50、以及调速驱动装置60。
该旋转卡具40由调速驱动装置60驱动、与水铰链的上法兰11外形配合、能够带动上法兰11围绕水铰链的中心轴线转动。
调速驱动装置60布置在门架30顶部，该调速驱动装置由电机61(例如功率1.5KW)、传动箱62(例如二级减速器)、编码器63、以及变频器(图中未示出)组成，该电机61的输出轴水平布置，主轴(传动箱62的输出轴)65竖直布置，二者变速变向传动。
电机61与变频器电连接，该变频器与主轴转速调节旋钮电连接。所述编码器63设置在主轴的顶端，用于采集主轴65的转速。
结合参照图1和图4，旋转卡具40包括驱动板41和在驱动板上设置的多个卡辊42，该驱动板固定连接在主轴上，呈悬吊状态，各卡辊42以直立状态安装在驱动板41上，多个卡辊布置在上法兰11的外周轮廓上，形成驱动连接关系。其中，上法兰11的外周轮廓为非圆形状，例如在上法兰11外周上对称布置的一对耳部16，各耳部16周向两侧布置有一个卡辊42。
门架30上还设有触摸屏操作箱31，所述触摸屏操作箱设有触摸屏32和PLC控制器，所述变频器和所述编码器与所述PLC控制器信号连接。该触摸屏操作箱的操作面板上布置有触摸屏和主轴转速调节按钮等多个操作按钮。
上述变频器可选自日本三垦电气公司的型号为IHF-2.2K(LC)3PH 380V-460V50/60Hz的变频器。PLC控制器可选自日本欧姆龙公司的型号为CPM2AH-60CDR-A，编码器可选自日本欧姆龙公司的型号TRD-GK2500-RZC2。
冷却液加压设备50包括加压水泵51、水箱52、压力调节阀(图中未示出)、压力表53和进水管54。加压水泵51将水箱中的冷却液通过进水管提供给水铰链，压力表53用于显示冷却液压力。该冷却液加压设备优选设置在工作台架中。
上述冷却液加压设备50可选自中国上海阳光泵业公司的电动试压泵站3DSY-340/6.0。
本跑合试验台的使用方法如下：
(1)在水铰链10上下法兰用上下封盖密封后，用吊具例如行车转运至跑合试验台(下称设备)的一对支撑导轨21上，沿其将水铰链推入工作区域，并贴紧环状分布的三个定位块22，利用压板23压紧固定下封盖，并接通进水管54。注意应保证上封盖的排气阀朝向试验平台的后方。
(2)接通设备电源，同时向设备下部的水箱52内加液，加液量约为水箱容积的3/4。
(3)开启设备电源，显示屏亮起。将显示屏中的手动开关(用户交互界面的虚拟按钮)合上，让设备处于手动模式，手动模式便于动密封试验时调节速度。
(4)点击显示屏中的加压水泵开关，同时打开位于水铰链上封盖的排气阀。当排气阀有冷却液流出时，即可关闭。通过操作压力调节阀，来调节加压水泵加压的压力，例如2MPa(压力调节量1-3MPa)。此时需要向水箱内加冷却液，使水箱内冷却液的容量保持基本不变。
(5)点击显示屏中的主机运行开关，设备即可运转，可进行动密封试验。通过调节位于显示屏上方的转速调节开关，控制主轴转速，例如6r/min(主轴正转0-7r/min，反转0-2r/min)。跑合时间若超过30分钟，水箱内冷却液的温度将明显升高，此时不仅要向水箱内加入冷却液，同时还要打开位于水箱下方排水阀，使水箱内的冷却液与外界形成一个动态循环。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种水铰链跑合试验台，其特征在于，包括工作台架、设置于工作台架上的门架、旋转卡具、冷却液加压设备、以及调速驱动装置，
所述工作台架的台面用于竖直置放水铰链，其中，所述水铰链的下法兰朝下且由下封盖密封，其具有进水阀，所述水铰链的上法兰朝上且由上封盖密封，其具有排气阀，
所述调速驱动装置设置在门架顶部，具有用于转速可调地驱动旋转卡具的主轴；所述旋转卡具包括驱动板和以直立姿态布置在驱动板上的多个卡辊，所述多个卡辊围绕上法兰的外周轮廓布置，二者形成同步转动关系，所述驱动板安装在所述主轴上，
所述冷却液加压设备与水铰链的进水阀连通，用于向所述进水阀压力可调地提供冷却液。
2.根据权利要求1所述的水铰链跑合试验台，其特征在于，所述调速驱动装置包括电机、传动箱、变频器、以及编码器，其中，所述电机与变频器电连接，所述传动箱的主轴竖直布置，所述编码器设置在主轴的顶端，还包括与所述变频器电连接的主轴转速调节旋钮。
3.根据权利要求2所述的水铰链跑合试验台，其特征在于，还包括在门架上布置的触摸屏操作箱，所述触摸屏操作箱包括触摸屏和PLC控制器，所述变频器与所述PLC控制器电连接。
4.根据权利要求1所述的水铰链跑合试验台，其特征在于，所述冷却液加压设备包括水箱、加压水泵、进水管和压力表，还包括用于压力调节的压力调节阀。
5.一种水铰链试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将水铰链的上法兰用上封盖密封，下法兰用下封盖密封，其中上封盖上设有排气阀，下封盖上设有进水口；
S2、提供根据权利要求1至4中任一项所述的水铰链跑合试验台，使水铰链在所述跑合试验台上呈竖直姿态安装，其中，上法兰朝上且与其上方的旋转卡具驱动配合，下封盖固定至跑合试验台的台面上；
S3、将进水口通过进水管与冷却液加压设备连通，打开排气阀，随后对水铰链内腔灌液，当排气阀溢流后关闭；以及
S4、调节冷却液加压设备的压力至第一设定压力，进行静密封试验；以及调节冷却液加压设备的压力至第二设定压力，并调节主轴转速至设定转速，进行动密封跑合试验，在试验过程中观察水铰链是否有漏液现象。
6.根据权利要求5所述的水铰链试验方法，其特征在于，在密封后的水铰链通过吊具转运至跑合试验台上，且沿一对支撑导板将水铰链推入旋转爪具下方的工作区域，由环形分布的多个定位块定位，并且利用压板对下封盖进行压紧固定。
7.根据权利要求5所述的水铰链试验方法，其特征在于，所述水铰链的上法兰的外周沿中心对称布置有一对耳部，所述旋转卡具包括在一对耳部周向两侧布置的四个卡辊。
8.根据权利要求5所述的水铰链试验方法，其特征在于，所述第一设定压力为2-2.5MPa，第二设定压力为1-1.5MPa，主轴正转转速为0-7r/min，主轴反转转速为0-2r/min。
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| Title |
|---|
| 闻邦椿: "《机械设计手册 第6版 单行本 联轴器、离合器与制动器》", 30 April 2020, 机械工业出版社, pages: 15 - 175 * |
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