CN114112393A - 一种全浮动推力轴承试验台控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及测试系统技术领域，具体涉及一种全浮动推力轴承试验台控制系统，包括驱动模块、中压推力油模块和测试模块；所述测试模块分别与所述驱动模块和所述中压推力油模块连接；驱动模块用于驱动测试推力轴承旋转；中压推力油模块用于利用低压润滑油对测试推力轴承施加轴向推力；测试模块用于获取测试推力轴承在不同转速和轴向推力载荷下的工况数据；通过模拟增压器实际工况下的工作转速和推力对推力轴承进行测试，能够提高测试精度。
Description
技术领域
本发明涉及测试系统技术领域，尤其涉及一种全浮动推力轴承试验台控制系统。
背景技术
增压器轴承具有转速高、承载能力大、可靠性要求高等特点，推力轴承设计好坏直接影响增压器的工作可靠性和寿命；一个成熟可靠推力轴承需要从设计、制造、试验各个环节进行大量反复设计和验证，特别是推力轴承试验环节，它是对推力轴承检验最有效的方法、并为推力轴承优化设计提供实际数据；现有的推力轴承在测试时没有模拟增压器工作转速和推力来监测推力轴承的轴承转速与油膜厚度，从而导致推力轴承的性能测试不准确。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全浮动推力轴承试验台控制系统，可以模拟增压器工作转速和推力，并对测试推力轴承的轴承转速与油膜厚度进行监测。
为实现上述目的，本发明提供了一种全浮动推力轴承试验台控制系统，包括驱动模块、中压推力油模块和测试模块；所述测试模块分别与所述驱动模块和所述中压推力油模块连接；
所述驱动模块用于驱动测试推力轴承旋转；
所述中压推力油模块用于利用低压润滑油对测试推力轴承施加轴向推力；
所述测试模块用于获取测试推力轴承在不同转速和轴向推力载荷下的工况数据。
其中，所述中压推力油模块包括供油单元和润滑油控制单元，所述供油单元和所述润滑油控制单元连接；
所述供油单元用于控制润滑油温度；
所述润滑油控制单元用于利用低压润滑油对测试推力轴承施加轴向推力。
其中，所述测试模块包括转子、第一垫片、测试推力轴承、第二垫片、位移传感器和固定测试组件；所述转子与所述驱动模块连接；所述第一垫片和所述转子固定连接，并位于所述转子侧边；所述测试推力轴承和所述第一垫片固定连接，并位于所述第一垫片侧边；所述第二垫片和所述测试推力轴承滑动连接，并位于所述测试推力轴承远离所述第一垫片一侧；所述位移传感器位于所述第二垫片侧边；所述固定测试组件和所述转子固定连接，并位于所述转子侧边。
其中，所述测试模块还包括转速传感器；所述转速传感器位于所述测试推力轴承侧边。
其中，所述固定测试组件包括两个浮动轴承、第三垫片、辅助推力轴承和第四垫片；两个所述浮动轴承分别与所述转子转动连接，并分别位于所述转子侧边；所述第三垫片和所述转子固定连接，并位于所述转子侧边；所述辅助推力轴承和所述第三垫片固定连接，并位于所述第三垫片侧边；所述第四垫片和所述转子转动连接，并位于所述转子侧边。
本发明的一种全浮动推力轴承试验台控制系统，利用所述驱动模块驱动测试推力轴承旋转，同时所述中压推力油模块对测试推力轴承施加轴向推力，利用所述测试模块获取测试推力轴承在不同转速和轴向推力载荷下的工况数据，可以模拟增压器工作转速和推力，并对测试推力轴承的轴承转速与油膜厚度进行监测；通过对模拟实际工况下的推力轴承总体性能的测试，进而验证推力轴承设计的可行性，同时研究推力轴承控制输入参数变化对其特性的影响；通过对推力轴承的总体功能测试，验证推力轴承结构设计的可行性，同时通过对推力轴承的负载运动控制输入参数的变化，研究推力轴承的运动规律和特性，从而为推力轴承的优化设计提供基础的试验数据
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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的一种的全浮动推力轴承试验台控制系统的结构示意图。
图2是本发明的测试模块的结构示意图。
1-驱动模块、2-中压推力油模块、3-测试模块、4-供油单元、5-润滑油控制单元、6-转子、7-第一垫片、8-测试推力轴承、9-第二垫片、10-位移传感器、11-固定测试组件、12-转速传感器、13-浮动轴承、14-第三垫片、15-辅助推力轴承、16-第四垫片。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1～图2，本发明提供一种全浮动推力轴承试验台控制系统：包括驱动模块1、中压推力油模块2和测试模块3；所述测试模块3分别与所述驱动模块1和所述中压推力油模块2连接；
所述驱动模块1用于驱动测试推力轴承8旋转；
所述中压推力油模块2用于利用低压润滑油对测试推力轴承8施加轴向推力；
所述测试模块3用于获取测试推力轴承8在不同转速和轴向推力载荷下的工况数据。
在本实施方式中，利用所述驱动模块1驱动测试推力轴承8旋转，同时所述中压推力油模块2对测试推力轴承8施加轴向推力，利用所述测试模块3获取测试推力轴承8在不同转速和轴向推力载荷下的工况数据，可以模拟增压器工作转速和推力，并对测试推力轴承8的轴承转速与油膜厚度进行监测。
进一步的，所述中压推力油模块2包括供油单元4和润滑油控制单元5，所述供油单元4和所述润滑油控制单元5连接；
所述供油单元4用于控制润滑油温度；
所述润滑油控制单元5用于利用低压润滑油对测试推力轴承8施加轴向推力。
在本实施方式中，所述供油单元4和所述润滑油控制单元5主要向所述测试模块3提供压力和流量可调节的低压润滑油，润滑油可调节范围为3-7bar，流量调节范围为20-50L/min；所述供油单元4包括电机泵组、控制块、蓄能器、压力控制阀、调速阀等部件，同时配合加热器、水冷却器和温度传感器实现对润滑油温度的自动控制，控制润滑油温度在40℃-80℃，还包括电机泵组、润滑油控制块、压力表、水冷却器、精密过滤器等部件，用于控制压力和实现润滑油控制油路的逻辑功能。
进一步的，所述测试模块3包括转子6、第一垫片7、测试推力轴承8、第二垫片9、位移传感器10和固定测试组件11；所述转子6与所述驱动模块1连接；所述第一垫片7和所述转子6固定连接，并位于所述转子6侧边；所述测试推力轴承8和所述第一垫片7固定连接，并位于所述第一垫片7侧边；所述第二垫片9和所述测试推力轴承8滑动连接，并位于所述测试推力轴承8远离所述第一垫片7一侧；所述位移传感器10位于所述第二垫片9侧边；所述固定测试组件11和所述转子6固定连接，并位于所述转子6侧边；所述测试模块3还包括转速传感器12；所述转速传感器12位于所述测试推力轴承8侧边。
在本实施方式中，所述转子6、所述第一垫片7、所述测试推力轴承8、所述第二垫片9和所述固定测试组件11是模拟所述测试推力轴承8在增压器中的实际安装情况而设计的测试部套；所述驱动模块1驱动所述转子6旋转，同时所述润滑油控制单元5利用低压润滑油对所述第二垫片9施加轴向推力，使得所述第二垫片9靠近所述测试推力轴承8，利用所述位移传感器10能够监测所述第二垫片9移动的距离，由于所述第二垫片9的初始位置是已知的，从而能够根据所述第二垫片9的移动量确定所述第二垫片9与所述测试推力轴承8之间的距离，从而得出所述第二垫片9与所述测试推力轴承8之间的油膜厚度；利用所述转速传感器12能够监测所述测试推力轴承8的转速，从而能够得到所述驱动模块1在不同转速驱动下的所述测试推力轴承8的实际转速；所述润滑油控制单元5可通过设置压力传感器采集推力油施加的压力，并判断是否达到试验目标，整个过程对推力油压力采用闭环控制，通过设置值调节推力油压力大小，推力润滑油的压力调节范围为0-50bar；同时通过信号采集推力润滑油的压力实现对推力油的逻辑控制和安全保护；通过上述方式，可以模拟增压器工作转速和推力，并对测试推力轴承8的轴承转速与油膜厚度进行监测。
进一步的，所述固定测试组件11包括两个浮动轴承13、第三垫片14、辅助推力轴承15和第四垫片14；两个所述浮动轴承13分别与所述转子6转动连接，并分别位于所述转子6侧边；所述第三垫片14和所述转子6固定连接，并位于所述转子6侧边；所述辅助推力轴承15和所述第三垫片14固定连接，并位于所述第三垫片14侧边；所述第四垫片14和所述转子6转动连接，并位于所述转子6侧边。
在本实施方式中，通过所述转子6、所述第一垫片7、所述测试推力轴承8、所述第二垫片9、两个所述浮动轴承13、所述第三垫片14、所述辅助推力轴承15和所述第四垫片14是模拟所述测试推力轴承8在增压器中的实际安装情况而设计的测试部套，所述第三垫片14跟随所述转子6转动，所述第四垫片14不动，在所述转子6有轴向窜动时起保护作用。
本发明的一种全浮动推力轴承试验台控制系统，通过对模拟实际工况下的推力轴承总体性能的测试，进而验证推力轴承设计的可行性，同时研究推力轴承控制输入参数变化对其特性的影响；通过对推力轴承的总体功能测试，验证推力轴承结构设计的可行性，同时通过对推力轴承的负载运动控制输入参数的变化，研究推力轴承的运动规律和特性，从而为推力轴承的优化设计提供基础的试验数据。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
Claims (5)
1.一种全浮动推力轴承试验台控制系统，其特征在于，
包括驱动模块、中压推力油模块和测试模块；所述测试模块分别与所述驱动模块和所述中压推力油模块连接；
所述驱动模块用于驱动测试推力轴承旋转；
所述中压推力油模块用于利用低压润滑油对测试推力轴承施加轴向推力；
所述测试模块用于获取测试推力轴承在不同转速和轴向推力载荷下的工况数据。
2.如权利要求1所述的一种全浮动推力轴承试验台控制系统，其特征在于，
所述中压推力油模块包括供油单元和润滑油控制单元，所述供油单元和所述润滑油控制单元连接；
所述供油单元用于控制润滑油温度；
所述润滑油控制单元用于利用低压润滑油对测试推力轴承施加轴向推力。
3.如权利要求1所述的一种全浮动推力轴承试验台控制系统，其特征在于，
所述测试模块包括转子、第一垫片、测试推力轴承、第二垫片、位移传感器和固定测试组件；所述转子与所述驱动模块连接；所述第一垫片和所述转子固定连接，并位于所述转子侧边；所述测试推力轴承和所述第一垫片固定连接，并位于所述第一垫片侧边；所述第二垫片和所述测试推力轴承滑动连接，并位于所述测试推力轴承远离所述第一垫片一侧；所述位移传感器位于所述第二垫片侧边；所述固定测试组件和所述转子固定连接，并位于所述转子侧边。
4.如权利要求3所述的一种全浮动推力轴承试验台控制系统，其特征在于，
所述测试模块还包括转速传感器；所述转速传感器位于所述测试推力轴承侧边。
5.如权利要求4所述的一种全浮动推力轴承试验台控制系统，其特征在于，
所述固定测试组件包括两个浮动轴承、第三垫片、辅助推力轴承和第四垫片；两个所述浮动轴承分别与所述转子转动连接，并分别位于所述转子侧边；所述第三垫片和所述转子固定连接，并位于所述转子侧边；所述辅助推力轴承和所述第三垫片固定连接，并位于所述第三垫片侧边；所述第四垫片和所述转子转动连接，并位于所述转子侧边。
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