CN115343181A - 高频微动摩擦磨损试验装置 - Google Patents
高频微动摩擦磨损试验装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115343181A CN115343181A CN202210786855.6A CN202210786855A CN115343181A CN 115343181 A CN115343181 A CN 115343181A CN 202210786855 A CN202210786855 A CN 202210786855A CN 115343181 A CN115343181 A CN 115343181A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- simulation piece
- frequency
- vibration
- wear test
- fretting
- 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.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/56—Investigating resistance to wear or abrasion
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/02—Details
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
本发明涉及摩擦磨损测试技术领域，公开了一种高频微动摩擦磨损试验装置，其包括：机架、振动模拟件、静环座模拟件、插入模拟件和测力传感器；静环座模拟件与振动模拟件固定在机架上，插入模拟件穿设于静环座模拟件中部，振动模拟件连接于插入模拟件并驱动插入模拟件做高频往返微动，测力传感器设置于插入模拟件内，用于测量静环座模拟件与插入模拟件之间的摩擦力；静环座模拟件还设有容腔和介质管道，容腔内安装有可套在插入模拟件上的密封件，介质管道贯穿静环座用于安装插入模拟件的部位，且介质管道内充满介质。本发明高频微动摩擦磨损试验装置通过形成具备介质压力和介质润滑的试验环境，提高高频微动摩擦磨损试验的试验精确性。
Description
技术领域
本发明涉及摩擦磨损测试技术领域，更具体地说，本发明涉及一种高频微动摩擦磨损试验装置。
背景技术
微动磨损是发生在有极小振幅运动的机械零件中的一种损伤方式，由于运动的幅度非常小，不易被察觉，其破坏具有隐蔽性，不仅可以导致接触表面间的摩擦磨损，而且会加速裂纹的产生和扩展，最终使得构件的疲劳寿命大大降低。
反应堆冷却剂泵是核电站一回路系统的关键设备，其轴端密封是影响反应堆冷却泵可靠性最重要的设备，其可靠性直接影响主泵和核电站的可运行性。在反应堆冷却剂泵运转的过程中，轴端的密封处会发生高频微动，高频微动的摩擦磨损是导致轴端失效的主要形式之一，因此，需要对轴端的密封副进行模拟测试。
中国实用新型专利ZL 201520025883.1揭示了一种基于振动台的微动摩擦磨损试验机，但是，该摩擦磨损试验机无法模拟产品件的运行环境条件并提供高频的往复微动，仅能进行对比试验验证，无法确保试验件与产品件微动磨损状态一致，模拟测试的效果一般。
有鉴于此，实有必要提供一种高频微动摩擦磨损试验装置，以客服现有技术的不足。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种高频微动摩擦磨损试验装置，其主要模拟了反应堆冷却泵轴端密封副的工作环境，使得高频微动摩擦磨损试验能在相应的工作环境下进行，进而提高了高频微动摩擦磨损试验的准确性。
为实现上述发明目的，本发明提供一种高频微动摩擦磨损试验装置，其包括机架、振动模拟件、静环座模拟件、插入模拟件以及测力传感器；所述静环座模拟件与所述振动模拟件均固定在所述机架上，所述插入模拟件穿设于所述静环座模拟件的中部，且所述振动模拟件连接于所述插入模拟件并驱动所述插入模拟件做高频往返微动，所述测力传感器设置于所述插入模拟件内，以用于测量所述静环座模拟件与所述插入模拟件之间的摩擦力；所述静环座模拟件还开设有容腔和介质管道，所述容腔内安装有可套在所述插入模拟件上的密封件，所述介质管道贯穿所述静环座用于安装所述插入模拟件的部位，且所述介质管道内充满高压的液态介质。
根据本发明高频微动摩擦磨损试验装置的一个实施方式，所述容腔与所述密封件的数量均为两个，每个所述容腔中安装有一个所述密封件，所述介质管道位于两个所述密封件之间。
根据本发明高频微动摩擦磨损试验装置的一个实施方式，所述插入模拟件呈中空柱状，所述插入模拟件的内部设有用于固定所述测力传感器的凸台。
根据本发明高频微动摩擦磨损试验装置的一个实施方式，所述振动模拟件的振动频率范围为0至5000Hz，所述振动模拟件的振幅大于2mm。
根据本发明高频微动摩擦磨损试验装置的一个实施方式，所述振动模拟件为电磁式振动设备。
根据本发明高频微动摩擦磨损试验装置的一个实施方式，所述振动模拟件沿竖直方向连接于所述插入模拟件。
根据本发明高频微动摩擦磨损试验装置的一个实施方式，所述插入模拟件与所述振动模拟件之间的连接为螺纹连接。
根据本发明高频微动摩擦磨损试验装置的一个实施方式，所述插入模拟件靠近所述振动模拟件的一端安装有螺纹接管，所述螺纹接管靠近所述振动模拟件的一端安装有固定件，所述振动模拟件与所述固定件之间通过若干螺栓连接。
根据本发明高频微动摩擦磨损试验装置的一个实施方式，所述固定件与所述振动模拟件之间还连接有防水件，所述防水件上还延伸设有防水垫。
根据本发明高频微动摩擦磨损试验装置的一个实施方式，所述静环座模拟件包括插接部以及从所述插接部向外延伸的法兰固定部，所述法兰固定部与所述机架之间通过若干螺栓连接。
与现有技术相比，本发明高频微动摩擦磨损试验装置的有益效果在于：其通过在静环座模拟件上增设介质管道，并在介质管道内充满介质，模拟出具备介质压力和介质润滑的工作环境，进而使得在试验的过程中，插入模拟件在静环座模拟件中高频微动时的环境与实际工作的环境一致，从而提高了高频微动摩擦磨损试验装置进行高频微动摩擦磨损试验的精确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本发明高频微动摩擦磨损试验装置的立体图。
图2为本发明高频微动摩擦磨损试验装置的半剖图。
图3为本发明高频微动摩擦磨损试验装置的局部剖视图。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。
请参考图1至图3所示，本发明提供了一种高频微动摩擦磨损试验装置100，其主要应用于反应堆冷却泵的轴端密封副的高频微动摩擦磨损试验。但是，可以理解的是，高频微动摩擦磨损试验装置100也可以应用于其他需要进行高频微动摩擦磨损试验的结构试验，在此不做限制。本发明提供的高频微动摩擦磨损试验装置100，其主要模拟了反应堆冷却泵轴端密封副的工作环境，使得高频微动摩擦磨损试验能在相应的工作环境下进行，进而提高了高频微动摩擦磨损试验的准确性。
根据本发明的一个实施例，高频微动摩擦磨损试验装置100，其包括机架10、振动模拟件20、静环座模拟件30、插入模拟件40以及测力传感器50。具体的，静环座模拟件30与振动模拟件20均固定在机架10上，插入模拟件40穿设于静环座模拟件30的中部，且振动模拟件20连接于插入模拟件40并驱动插入模拟件40做高频往返微动，测力传感器50设置于插入模拟件40内，以用于测量静环座模拟件30与插入模拟件40之间的摩擦力，静环座模拟件30还开设有容腔34和介质管道33，容腔34内安装有可套在插入模拟件40上的密封件35，介质管道33贯穿静环座用于安装插入模拟件40的部位，且介质管道33内充满高压的液态介质。
可以理解的是，在插入模拟件40穿插于静环座模拟件30后，介质通过介质管道33能够充满于静环座模拟件30内部与插入模拟件40之间的缝隙、容腔34于密封件35之间的缝隙，进而形成介质压力以及介质润滑的试验环境，模拟了实际的工作环境，使得高频微动摩擦磨损试验能在具备了介质压力以及介质润滑的试验环境下进行，提高了高频微动摩擦磨损试验的准确性。
在介质形成了介质压力和介质润滑的测试环境后，振动模拟件20振动模拟件20带动插入模拟件40在静环座模拟件30中高频往返微动，测力传感器50实时监测并获取插入模拟件40与静环座模拟件30之间的摩擦力，进而检测出在具备介质压力和介质润换的试验条件下，插入模拟件40的高频往返微动对密封件35的摩擦磨损的试验结果，更进一步提高了高频微动摩擦磨损试验的准确性，确保了试验的可靠性。
在本实施例中，高频微动摩擦磨损试验装置100的尺寸大小也可以进行一定的缩小，以方便高频微动摩擦磨损试验进行。优选的，可以采用1:8的缩比设计，缩比后的密封件35的横截面尺寸、整体外形以及单位长度上所承受的载荷与未缩比前的密封件35一致，故而缩比后的进行的高频微动摩擦磨损试验的结果可作为未缩比前的高频微动摩擦磨损试验的结果的参考，进而提高了高频微动摩擦磨损试验装置100进行测试的便利性。
进一步的，为确保介质形成的介质压力以及介质润滑的环境的模拟效果，确保测力传感器50能准确地测出相应的数据，对介质的类型、密封件35的数量、插入模拟件40的结构有一定的要求。在一个实施方式中，插入模拟件40呈中空柱状，且插入模拟件40的内部设有用于固定测力传感器50的凸台41。
在本实施方式中，容腔34与密封件35的数量均为两个，每个容腔34中安装有一个密封件35，介质管道33位于两个密封件35之间。
可以理解的是，密封件35的数量可以根据实际的需求进行相应的调动，密封件35的数量选着两个，是由于在高频微动摩擦磨损试验的过程中，介质会形成高压介质压力，高压介质压力会作用于密封件35，在介质管道33两端的容腔34内各安装一个密封件35，形成的对称安装结构可有利于平衡介质轴向力，避免介质轴向力对测力传感器50的干扰，避免介质轴向力对高频微动摩擦磨损试验的影响，确保了高频微动摩擦磨损试验的精确性。介质管道33内流通的介质可以为水介质，也可以根据实际情况的需求选择其他的介质，在此不做限定。
插入模拟件40呈现中空柱状是为了方便测力传感器50的安装，当然，测力传感器50也可以为半实心状态，能为测力传感器50提供安装的空间即可，通过在插入模拟件40的内部设有用于安装测力传感器50的凸台41，可确保测力传感器50与插入模拟件40之间连接的可靠性，避免在高频微动摩擦磨损试验的过程中，测力传感器50从插入模拟件40中脱离的情况发生。
进一步的，为确保高频微动摩擦磨损试验装置100在高频微动摩擦磨损试验中对插入模拟件40频微动的效果，以确保试验的效果，对于振动模拟件20的类型、性能、结构以及连接方式都有一定的要求。在一个实施方式中，振动模拟件20为电磁式振动设备，振动模拟件20的振动频率范围为0至5000Hz，振动模拟件20的振幅大于2mm，优选的振动频率为5000Hz。
在本实施方式中，插入模拟件40与振动模拟件20之间的连接为螺纹连接，优选的，插入模拟件40靠近振动模拟件20的一端安装有螺纹接管42，螺纹接管42靠近振动模拟件20的一端安装有固定件43，振动模拟件20与固定件43之间通过若干螺栓连接，静环座模拟件30包括插接部31以及从插接部31向外延伸的法兰固定部32，法兰固定部32与机架10之间通过若干螺栓连接，优选的，振动模拟件20沿竖直方向连接于插入模拟件40。
可以理解的是，电磁式振动设备利用电磁感应远离产生周期变化的电磁力来作为直线往复运动的激振力，可通过调节电磁线圈的供电频率来调节激振的频率，依此来调节激振力的大小，实现了可根据实际的试验需求调节相应的振荡频率，进而提高了高频微动摩擦磨损试验装置100对于多频率试验的兼容性，确保了高频微动摩擦磨损试验的精确性。振动模拟件2020的振动频率范围为0至5000Hz，振动模拟件2020的振幅大于2mm，可满足高频往复运动对于密封副的性能影响的研究要求，进而提高了高频微动摩擦磨损试验装置100对于多频率试验的兼容性，确保了高频微动摩擦磨损试验的精确性。
在插入模拟件40靠近振动模拟件20的一端安装螺纹接管42，并在将螺纹接管42固定于固定件43上，振动模拟件20再于固定件43通过若干的螺栓连接确保了插入模拟件40与振动模拟件20之间连接的可靠性，确保了在高频微动摩擦磨损试验的过程中，插入模拟件40与振动模拟件20运转的稳定性，避免了插入模拟件40与振动模拟件20之间的连接对测试的结果产生影响；螺栓的连接方式也方便了后续的拆装，提高了高频微动摩擦磨损试验装置100使用的便利性。静环座模拟件30与机架10通过若干的螺栓连接确保了在高频微动摩擦磨损试验的过程中，静环座模拟件30整体的稳固性，进而确保了插入模拟件40高频微动的整体效果，确保了高频微动摩擦磨损试验装置100试验的结果。
振动模拟件20与插入模拟件40之间沿着竖直方向连接，使得振动模拟件20与插入模拟件40之间的连接更便利，同时沿着竖直方向连接也使得插入模拟件40整体的受力更加均匀，使得高频微动摩擦磨损试验装置100的试验效果更为精确。当然，插入模拟件40与振动模拟件20也可以沿着水平方向相互连接。
进一步的，在高频微动摩擦磨损试验的过程中，由于介质管道33中流通有介质，而高频微动摩擦磨损试验装置100中又存在有振动模拟件20，为确保试验过程中高频微动摩擦磨损试验装置100的安全性，对高频微动摩擦磨损试验装置100的防水结构有一定的要求。在一个实施方式中，固定件43与振动模拟件20之间还连接有防水件44，防水件44上还延伸设有防水垫45。
可以理解的是，通过在固定件43与振动模拟件20之间连接防水件44，可有效防止介质管道33内的介质流出并滑落于振动模拟件20的情况发生，确保了高频微动摩擦磨损试验装置100的安全性；通过在防水件44上延伸设防水垫45，可有效防止当密封件35无法阻挡介质时，介质从容腔34中漏出的的情况，确保了振动模拟件20的安全，更进一步确保了高频微动摩擦磨损试验装置100的安全性。
高频微动摩擦磨损试验装置100的工作原理如下：在高频微动摩擦磨损试验的过程中，介质在介质管道33内循环，并形成了介质压力以及介质润滑的试验环境，振动模拟件20高频往复的运动带动插入模拟件40在静环座模拟件30内高频微动，测力传感器50实时监测环座件与插入模拟件40之间的摩擦力大小，高频微动摩擦磨损试验装置100测出在具备了介质压力以及介质润滑的试验环境的条件下，插入模拟件40的高频往复微动对密封件35的摩擦磨损的试验结果。
综上所述，本发明提供的高频微动摩擦磨损试验装置100，其通过在静环座模拟件30上增设介质管道33，并在介质管道33内充满介质，模拟出；额具备介质压力和介质润滑的工作环境，进而使得在试验的过程中，插入模拟件40在静环座模拟件30中高频微动时的环境与实际工作的环境一致，从而提高了高频微动摩擦磨损试验装置100进行高频微动摩擦磨损试验的精确性。
本发明并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。
Claims (10)
1.一种高频微动摩擦磨损试验装置，其特征在于，包括机架、振动模拟件、静环座模拟件、插入模拟件以及测力传感器；所述静环座模拟件与所述振动模拟件均固定在所述机架上，所述插入模拟件穿设于所述静环座模拟件的中部，且所述振动模拟件连接于所述插入模拟件并驱动所述插入模拟件做高频往返微动，所述测力传感器设置于所述插入模拟件内，以用于测量所述静环座模拟件与所述插入模拟件之间的摩擦力；
所述静环座模拟件还开设有容腔和介质管道，所述容腔内安装有可套在所述插入模拟件上的密封件，所述介质管道贯穿所述静环座用于安装所述插入模拟件的部位，且所述介质管道内充满高压的液态介质。
2.根据权利要求1所述的高频微动摩擦磨损试验装置，其特征在于，所述容腔与所述密封件的数量均为两个，每个所述容腔中安装有一个所述密封件，所述介质管道位于两个所述密封件之间。
3.根据权利要求1所述的高频微动摩擦磨损试验装置，其特征在于，所述插入模拟件呈中空柱状，所述插入模拟件的内部设有用于固定所述测力传感器的凸台。
4.根据权利要求1所述的高频微动摩擦磨损试验装置，其特征在于，所述振动模拟件的振动频率范围为0至5000Hz，所述振动模拟件的振幅大于2mm。
5.根据权利要求1所述的高频微动摩擦磨损试验装置，其特征在于，所述振动模拟件为电磁式振动设备。
6.根据权利要求1所述的高频微动摩擦磨损试验装置，其特征在于，所述振动模拟件沿竖直方向连接于所述插入模拟件。
7.根据权利要求1所述的高频微动摩擦磨损试验装置，其特征在于，所述插入模拟件与所述振动模拟件之间的连接为螺纹连接。
8.根据权利要求1所述的高频微动摩擦磨损试验装置，其特征在于，所述插入模拟件靠近所述振动模拟件的一端安装有螺纹接管，所述螺纹接管靠近所述振动模拟件的一端安装有固定件，所述振动模拟件与所述固定件之间通过若干螺栓连接。
9.根据权利要求8所述的高频微动摩擦磨损试验装置，其特征在于，所述固定件与所述振动模拟件之间还连接有防水件，所述防水件上还延伸设有防水垫。
10.根据权利要求1所述的高频微动摩擦磨损试验装置，其特征在于，所述静环座模拟件包括插接部以及从所述插接部向外延伸的法兰固定部，所述法兰固定部与所述机架之间通过若干螺栓连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210786855.6A CN115343181A (zh) | 2022-07-06 | 2022-07-06 | 高频微动摩擦磨损试验装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210786855.6A CN115343181A (zh) | 2022-07-06 | 2022-07-06 | 高频微动摩擦磨损试验装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115343181A true CN115343181A (zh) | 2022-11-15 |
Family
ID=83948314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210786855.6A Pending CN115343181A (zh) | 2022-07-06 | 2022-07-06 | 高频微动摩擦磨损试验装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115343181A (zh) |
-
2022
- 2022-07-06 CN CN202210786855.6A patent/CN115343181A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Heshmat | Advancements in the performance of aerodynamic foil journal bearings: high speed and load capability | |
| CN103630301A (zh) | 一种液体润滑机械密封密封性能的测试方法及其装置 | |
| JPH04305140A (ja) | 運転中軸系の亀裂検知方法 | |
| Chao et al. | Test rigs and experimental studies of the slipper bearing in axial piston pumps: A review | |
| Botman | Experiments on oil-film dampers for turbomachinery | |
| Taylor et al. | Vibration damping in multispan heat exchanger tubes | |
| Andrés et al. | On the experimental dynamic force performance of a squeeze film damper supplied through a check valve and sealed with O-Rings | |
| CN115343181A (zh) | 高频微动摩擦磨损试验装置 | |
| Wilkes et al. | Improving Tilting-Pad Journal Bearing Predictions: Part II—Comparison of Measured and Predicted Rotor-Pad Transfer Functions for a Rocker-Pivot Tilting-Pad Journal Bearing | |
| Thatte et al. | Performance and life characteristics of hybrid gas bearing in a 10 MW supercritical CO2 turbine | |
| CN114136625A (zh) | 一种航空发动机转子联接特性试验装置 | |
| Li et al. | Squeeze film damper bearing with double-ended beam springs: Part ii—experimental validation | |
| CN114414225B (zh) | 一种弹性环式挤压油膜阻尼器动力学特性的测试装置 | |
| CN207487969U (zh) | 一种测试大型旋转机械轴瓦性能及寿命的多功能试验台 | |
| CN105738110A (zh) | 静态空气轴承测试装置及方法 | |
| Eis | Electric motor vibration-cause, prevention, and cure | |
| Corbo et al. | Practical use of rotordynamic analysis to correct a vertical long shaft pump's whirl problem | |
| CN209469529U (zh) | 一种检测贯流式水轮机弹性油箱运行工况的装置 | |
| CN113933041A (zh) | 一种支承刚度模拟转子试验装置及支撑组件验证方法 | |
| CN203643093U (zh) | 一种液体润滑机械密封密封性能的测试装置 | |
| Jeung | Experimental performance of an open ends squeeze film damper and a sealed ends squeeze film damper | |
| Delgado et al. | Identification of Force Coefficients in a Squeeze Film Damper with a Mechanical Seal | |
| Bellabarba et al. | A Test Rig for Air Bearings Rotordynamic Coeffcients Measurement | |
| Bolen | Measurements of the Static and Dynamic Load Performance of a Carbon-Graphite Porous Surface Tilting-Pad Gas Lubricated Journal Bearing | |
| Miyachi et al. | Oil squeeze film dampers for reducing vibration of aircraft gas turbine engines |
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 |