CN115628907B - 两级气悬浮离心空压机轴承冷却气路流量检测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于空压机检测技术领域,具体涉及一种两级气悬浮离心空压机轴承冷却气路流量检测系统及方法,本装置包括:两个定位工装,分别安装于转轴外露于机壳的相应端部,用于将转轴的中心线固定在工作状态位置;压缩空气源,用于向机壳上冷却用的进气口通入气流,且气流从机壳上冷却用的排气口排出;以及检测模块;其中所述机壳上还设置有若干测量孔,且所述测量孔分别与止推轴承室和各径向轴承室排往机壳内腔体的排气通道连通;以及所述检测模块适于获取进气口处、排气口处和各测量孔对应的排气通道处的流量数据,本发明实现了在空压机停机状态下模拟实际运行时的工作状态,以检测轴承冷却气路流量是否能满足轴承冷却的要求,避免潜在安全隐患。
Description
技术领域
本发明属于空压机检测技术领域,具体涉及一种两级气悬浮离心空压机轴承冷却气路流量检测系统及方法。
背景技术
两级气悬浮离心空压机的冷却气路,主要是通过中间管路将部分压缩空气引入机壳进行冷却,以实现对止推轴承和前、后气悬浮径向轴承的冷却,确保各轴承的可靠使用,提高轴承的寿命和性能。
轴承厂家在测试止推轴承和前、后气悬浮径向轴承性能时,对冷却气体的流量是有严格要求的,轴承冷却气体的流量应大于等于轴承厂家提供的流量值的要求。而实际空压机装载后轴承的冷却气体的流量是否满足该要求,却因为空压机内部冷却气路的复杂和多变,而不能定标检测。
目前是以轴承在实际装载后,按空压机的启停次数来考核轴承的实际使用寿命是否满足标准的需要。该测试验证所需时间非常长,且当测试后即使发现了止推轴承或前、后气悬浮径向轴承的损伤或损坏,也很难定性排除是否是因为轴承的冷却气体流量不足而导致该异常或故障。
因此,亟需设计一种两级气悬浮离心空压机轴承冷却气路流量检测系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种两级气悬浮离心空压机轴承冷却气路流量检测系统及方法。
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种两级气悬浮离心空压机轴承冷却气路流量检测系统,包括:两个定位工装,分别安装于转轴外露于机壳的相应端部,用于将转轴的中心线固定在工作状态位置;压缩空气源,用于向机壳上冷却用的进气口通入气流,且气流从机壳上冷却用的排气口排出;以及检测模块;其中所述机壳上还设置有若干测量孔,且所述测量孔分别与止推轴承室和各径向轴承室排往机壳内腔体的排气通道连通;以及所述检测模块适于获取进气口处、排气口处和各测量孔对应的排气通道处的流量数据。
进一步的,各所述定位工装的外周与机壳固定连接,以密封机壳的相应端部;各所述定位工装的中心处开设有容纳转轴穿过的轴孔,且轴孔将转轴的中心线固定在工作状态位置;所述轴孔的内壁设置有密封件安装槽,用于容纳密封件,以使轴孔与转轴密封配合。
进一步的,所述的两级气悬浮离心空压机轴承冷却气路流量检测系统还包括:定矩调整件,套设在转轴相应外露于各所述定位工装的端部,用于在调整转轴与定位工装的轴向相对位置后将两者固定。
进一步的,所述检测模块包括:进气口流量计,设置在进气口处,以测量进气口处的流量;排气口流量计,设置在排气口处,以测量排气口处的流量;以及探针式风速仪,用于检测相应测量孔内的风速;其中所述探针式风速仪的探针尾部设置有密封圈,当探针伸入一测量孔内后,密封探针尾部与测量孔间的缝隙。
又一方面,本发明还提供了一种两级气悬浮离心空压机轴承冷却气路流量检测方法,包括:组装如上所述的两级气悬浮离心空压机轴承冷却气路流量检测系统,以模拟空压机的运行状况;保持转轴与机壳位置固定,获取轴承冷却气路流量随进气口流量变化的流量数据;构建进气口流量-轴承冷却气路流量模型;将检测到的空压机在实际运行中的进气口流量数据与所述进气口流量-轴承冷却气路流量模型进行数据比对,得到实际工况下的轴承冷却气路流量;其中所述进气口流量-轴承冷却气路流量模型为数据表、曲线图和函数关系式中的一种。
进一步的,获取轴承冷却气路流量随进气口流量变化的流量数据包括:打开机壳上的一个测量孔,将探针式风速仪插入到指定深度;调整进气口进气流量,分别记录进气口流量计的示数不同时,该测量孔处探针式风速仪相应的数据;更换探针式风速仪插入的测量孔,重复上述操作,直至获取所有测量孔的数据。
进一步的,所述的两级气悬浮离心空压机轴承冷却气路流量检测方法,还包括:将两级气悬浮离心空压机轴承冷却气路流量检测系统的进气口流量保持在一预设值不变;调整转轴与机壳的相对位置,使得转轴上的止推盘依次位于理论零位以及相对于理论零位的不同位移量处,分别获取止推轴承前侧、后侧冷却气路流量数据;构建止推盘位移-止推轴承前、后冷却气路流量模型;将测量到的空压机在实际工况下止推盘相对于理论零位的位移量与所述止推盘位移-止推轴承前、后冷却气路流量模型进行数据比对,得到止推轴承前、后冷却气路流量。
进一步的,获取止推轴承前侧、后侧冷却气路流量数据包括:调整定矩调整件,将转轴与机壳相对固定;调整压缩空气源的输出量,使进气口流量计数值保持为一预设流量值;将探针式风速仪依次伸入止推轴承前侧、后侧对应的测量孔内,分别记录探针式风速仪的数据。
进一步的,所述的两级气悬浮离心空压机轴承冷却气路流量检测方法还包括:基于两级气悬浮离心空压机轴承冷却气路流量检测系统,获取模拟工况下不同进气口流量下的排气口流量数据;建立模拟工况下进气口-排气口模型;获取实际工况中进气口流量和排气口流量,并根据模拟工况下进气口-排气口模型,计算相同进气口流量下实际工况与模拟工况的排气口流量的差值,以得出实际工况下的轮背泄露气体流量。
本发明的有益效果是,本发明的两级气悬浮离心空压机轴承冷却气路流量检测系统和方法通过将模拟两级气悬浮离心式空压机实际工作状态得到的数据模型与实际工况下的可测数据进行比对,得到实际工况下轴承冷却气路流量的数据,以检测轴承冷却气路流量是否能满足轴承冷却的要求;实现了空压机的轴承冷却气路流量的停机检测;避免了空压机通电测试时因转轴的高速旋转运动可能造成的安全隐患;同时也避免了空压机通电测试时因绝缘不良或操作不当可能引发的触电;更避免了空压机通电测试时所产生的电磁污染干扰周边电子设备。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式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,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,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是两级气悬浮离心空压机的剖面图;
图2是两级气悬浮离心空压机轴承冷却气路流量检测系统的示意图;
图3是两级气悬浮离心空压机轴承冷却气路流量检测系统空压机的俯视图;
图4是图3沿A-A方向的剖面图;
图5是空压机外壳上的各测量孔通达内部测量位置的示意图;
图中:机壳1、进气口12、排气口13、测量孔14、机壳内腔体15、止推轴承室16、径向轴承室17、转轴2、止推盘21、定位工装3、轴孔31、密封件安装槽32、压缩空气源4、节流阀41、检测模块5、进气口流量计51、排气口流量计52、定矩调整件6、蜗壳100、叶轮200、进气口导管300。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例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。
如图1所示,本两级气悬浮离心空压机轴承冷却气路流量检测系统以两级气悬浮离心式空压机为检测主体,在组装该检测系统前,需要先拔下待测空压机与中间管路连接的进气口导管300;再拆下待测空压机两端部的前、后蜗壳100以及连接前、后蜗壳的中间管路;然后取下待测空压机两端部的前、后叶轮200,最后将检测用部件安装在空压机上,待检测结束后,可以取下检测用部件,装回空压机零件,将两级气悬浮离心式空压机复原。取下的检测用部件仍可以用来对下一个待测空压机进行重新组装后进行检测。
实施例1
如图2-图4所示,本实施例提供了一种两级气悬浮离心空压机轴承冷却气路流量检测系统,包括:两个定位工装3,分别安装于转轴2外露于机壳1的相应端部,用于将转轴2的中心线固定在工作状态位置;压缩空气源4,用于向机壳1上的冷却用的进气口12通入气流,且气流从机壳1上的冷却用的排气口13排出;以及检测模块5;其中所述机壳1上还设置有若干测量孔14,且所述测量孔14分别与止推轴承室16和各径向轴承室17排往机壳内腔体15的排气通道连通;以及所述检测模块5适于获取进气口12处、排气口13处和各测量孔14对应的排气通道处的流量数据。
在本实施例中,两级气悬浮离心空压机轴承冷却气路检测系统可以在空压机停止状态下,以外部提供的压缩空气源4,代替空压机从中间管路引出的部分压缩气体,并通过检测模块5检测空压机停机状态下模拟实际工作状态时的各测量位的流量数据,在此基础上,便于通过与实际工况下相应测量值的对应关系,实现空压机的轴承冷却气路流量的停机检测;避免了空压机通电测试时因转轴的高速旋转运动可能造成的安全隐患;同时也避免了空压机通电测试时因绝缘不良或操作不当可能引发的触电;更避免了空压机通电测试时所产生的电磁污染干扰周边电子设备。
在本实施方式中,机壳1上的冷却用进气口12连接压缩空气源4,用于模拟实际运行时,从中间管路引入空压机内部的部分压缩气体流量。
如图5所示,在本实施方式中,由于空压机内部冷却气路的复杂和多变,轴承室进气口以及轴承室内的流量往往因为空间狭小或结构预制埋入的管路设计而无法进行测量。即使预留了内部测量用通孔,也可能会导致轴承室的结构设计更加复杂,更有可能产生从该孔泄露冷却气体的不安定性。因此,本两级气悬浮离心空压机轴承冷却气路流量检测系统在机壳1外壁上设置的若干测量孔14适于在模拟空压机实际工作状态时从空压机外部检测并获取各测量位置的轴承冷却气路流量,且该测量孔14在空压机实际运行时可以封闭,避免影响空压机的正常工作。
在本实施例中,各所述定位工装3的外周与机壳1固定连接,以密封机壳1的相应端部;各所述定位工装3的中心处开设有容纳转轴2穿过的轴孔31,且轴孔31将转轴2的中心线固定在工作状态位置;所述轴孔31的内壁设置有密封件安装槽32,用于容纳密封件,以使轴孔31与转轴2密封配合。
在本实施方式中,根据空气悬浮轴承的原理,空压机静止时轴和轴承之间是有物理性的接触,只有达到一定的回转速度时,才能使得轴悬浮。空压机在正常工况下的转速都应大于该回转速度,即空压机在各运行工况,转轴回转中心线的空间位置可认为是不变的,是与设计回转中心线重合的。因此本两级气悬浮离心空压机轴承冷却气路流量检测系统通过两个定位工装3中心处开设的轴孔31,将转轴2的中心线固定在工作状态位置,以使气悬浮离心式空压机在静止状态下,避免因轴和轴承之间的物理性接触而导致的气路不能测量或测量不准的情况。
在本实施方式中,根据离心式空压机的工作原理,当叶轮高速旋转时,气体随着旋转,在离心力作用下,气体被甩到后面的扩压器中去,而在叶轮处形成真空地带,这时外界的新鲜气体进入叶轮。叶轮不断旋转,气体不断地吸入并甩出,从而保持了气体的连续流动。因此,本两级气悬浮离心空压机轴承冷却气路流量检测系统通过密封件将空压机前、后两侧的转轴2和定位工装3之间的间隙封闭,在气悬浮离心式空压机在静止状态下,避免通入的气体从该处缝隙外溢,而导致的测试冷却气路的流量与实际值有偏差。
在本实施例中,所述的两级气悬浮离心空压机轴承冷却气路流量检测系统,还包括:定矩调整件6,套设在转轴2相应外露于各所述定位工装3的端部,用于在调整转轴2与定位工装3的轴向相对位置后将两者固定。
在本实施方式中,由于两级气悬浮离心式空压机在不同实际工况下,前、后叶轮的共同作用产生的轴向力,会使转轴2向前进或向后退。转轴2上止推轴承用的止推盘21在不同位置时,止推轴承室的冷却气路的流量也可能会发生改变而影响止推轴承的性能或寿命。本两级气悬浮离心空压机轴承冷却气路流量检测系统可以通过与转轴2两端匹配的螺母将两侧的定矩调整件6抵紧在相应的定位工装3上,通过定矩调整件6调整转轴2的位置以带动止推盘21的位置的改变,对实际运行中止推盘21位移的情况进行模拟。
在本实施例中,所述检测模块5包括:进气口流量计51,设置在进气口12处,以测量进气口12处的流量;排气口流量计52,设置在排气口13处,以测量排气口13处的流量;以及探针式风速仪,用于检测相应测量孔14内的风速;其中所述探针式风速仪的探针尾部设置有密封圈,当探针伸入一测量孔14内后,密封探针尾部与测量孔14间的缝隙。
在本实施方式中,所述进气口流量计51可以是AMS2106数显气体质量流量计;所述排气口流量计52可以是AMS2106数显气体质量流量计;所述探针式风速仪可以是TESTO-425型;在测量各测量孔14处的风速时,探针式风速仪的探针深入到指定深度,同时探针尾部设置的密封圈密封探针与测量孔14间的间隙,只需记录风速并按气路截面计算出相应流量。
在本实施方式中,所述压缩空气源4的输出端设置有节流阀41。所述节流阀41用于调节压缩空气源4输出的压缩空气流量,以满足进气口流量的变化需求。
在本实施方式中,本两级气悬浮离心空压机轴承冷却气路流量检测系统不需要空压机为了测量而特殊设计而使结构更加复杂;也不需要空压机预埋测量元件而提高成本;更不需要空压机内部解体,即可实现外部读数功能;对需要管控轴承室气体流量的空压机产品都可以使用本检测系统,作为批量生产工位或抽检同样适合;在两级气悬浮离心式空压机发生轴承故障时,亦可定性分析气路是否完好或通畅;对今后调整空压机轴承室冷却气体的设计和优化工作,有实际数据借鉴和支撑的长远意义。
实施例2
在实施例1的基础上,本实施例还提供了一种两级气悬浮离心空压机轴承冷却气路流量检测方法,包括:组装两级气悬浮离心空压机轴承冷却气路流量检测系统,以模拟空压机的运行状况;保持转轴2与机壳1位置固定,获取轴承冷却气路流量随进气口流量变化的流量数据;构建进气口流量-轴承冷却气路流量模型;将检测到的空压机在实际运行中的进气口流量数据与所述进气口流量-轴承冷却气路流量模型进行数据比对,得到实际工况下的轴承冷却气路流量;其中所述进气口流量-轴承冷却气路流量模型为数据表、曲线图和函数关系式中的一种。
在本实施方式中,所述进气口流量-轴承冷却气路流量模型是在两级气悬浮离心空压机轴承冷却气路流量检测系统的模拟工况下,保持转轴2与机壳1位置固定,通过调整进气口流量,分别获取相应的轴承冷却气路流量数据,并根据检测得到的模拟工况下的轴承冷却气路流量及其对应的进气口流量,可以构建进气口流量-轴承冷却气路流量数据表,并在空压机实际工作情况下,检测得到其进气口流量,并通过数据表进行查表估计得到相应实际工况下轴承冷却气路流量;也可以拟合构建进气口流量-轴承冷却气路流量曲线图,将检测到的实际工况下空压机的进气口流量值对照曲线图,确定相应实际工况下的轴承冷却气路流量;还可以数据拟合构建轴承冷却气路流量和进气口流量之间的函数关系式,通过将检测到的实际工况下空压机的进气口流量值代入函数关系式中,得到相应的实际工况下轴承冷却气路流量;并根据数据比对或者计算得到的实际工况下轴承冷却气路流量,判断空压机内部轴承冷却气路的流量是否能满足轴承冷却的要求。
在本实施例中,获取轴承冷却气路流量随进气口流量变化的流量数据包括:打开机壳1上的一个测量孔14,将探针式风速仪插入到指定深度;调整进气口12进气流量,分别记录进气口流量计51的示数不同时,该测量孔14处探针式风速仪相应的的数据;更换探针式风速仪插入的测量孔14,重复上述操作,直至获取所有测量孔14的数据。
在本实施方式中,将探针式风速仪插入到各测量孔14指定深度测量风速数据前,必须确保此时的进气口流量与排气口流量数据平稳且已经恢复到探针式风速仪插入前的进气口流量与排气口流量数据,然后再进行读数并记录数据;通过调整节流阀41开度改变进气口流量,依次记录相应的探针式风速仪的读数数据,直至所有测量位置的测量孔14的数据收集完毕。
在本实施例中,所述的两级气悬浮离心空压机轴承冷却气路流量检测方法,还包括:将两级气悬浮离心空压机轴承冷却气路流量检测系统的进气口流量保持在一预设值不变;调整转轴2与机壳1的相对位置,使得转轴2上的止推盘21依次位于理论零位以及相对于理论零位的不同位移量处,分别获取止推轴承前侧、后侧冷却气路流量数据;将测量到的空压机在实际工况下止推盘21相对于理论零位的位移量与所述止推盘位移-止推轴承前、后冷却气路流量模型进行数据比对,得到实际工况下止推轴承前、后冷却气路流量。
在本实施方式中,根据空压机实际工作时前、后叶轮的共同作用下产生的轴向力能使转轴2向前进或向后退,因此,在保持进气口流量在一预设值时不变的情况下,模拟转轴2处于不同位置时空压机内部的气流流动情况,由于止推盘21固定在转轴2上且紧贴止推轴承,根据转轴2相对于理论零位的位移情况可以得到止推盘21的位移情况,并根据获取的止推轴承前、后侧冷却气路流量随止推盘21的位移而变化的情况构建止推盘位移-止推轴承前、后冷却气路流量模型,以判断实际工况下,止推盘21的位移是否会影响轴承冷却。
在本实施例中,获取止推轴承前侧、后侧冷却气路流量数据包括:调整定矩调整件6,将转轴2与机壳1相对固定;调整压缩空气源4的输出量,使进气口流量计51数值保持为一预设流量值;将探针式风速仪依次伸入止推轴承前侧、后侧对应的测量孔14内,分别记录探针式风速仪的数据。
在本实施方式中,先调整定矩调整件6,使得转轴2与机壳1相对固定,保持在相同的进气口流量下,依次将探针式风速仪伸入止推轴承前侧、后侧对应的测量孔14内,待稳定后,读取相应的空气流速数据。
在一些应用场景中,所述止推盘位移-止推轴承前、后冷却气路流量模型可以是止推轴承前、后冷却气路流量和止推盘位移之间的函数关系式,其表示为:,;其中,/>是止推轴承气体总流量;/>为止推轴承前端气体流量;/>为止推轴承后端气体流量;/>为止推盘位移(定义止推盘向远离定位工装3的方向移动时位移为正,止推盘向靠近定位工装3的方向移动时位移为负),/>;/>为止推盘位移的限位值;/>为止推轴承前端流量与止推盘位移的函数;/>为止推轴承后端流量与止推盘位移的函数。
在具体的实施方式中,可由探针式风速仪测得止推轴承前、后的空气流速、/>,并且已知测量孔口的横截面积/>、/>,由流量/>的计算公式/>可计算得出流量/>、/>,函数/>与/>的具体推导过程为:/>,;其中,/>为止推轴承室中的空气流速,/>、/>分别为止推盘前、后气隙的横截面积,/>、/>分别为止推盘前、后气隙的宽度,/>为止推盘前、后气隙的长度。
又因为前、后止推轴承距离止推盘的气隙宽度与止推盘的位移有着明显的线性关系:,/>;由公式(1)和(2)可进一步推导出/>,;将检测到的实际工况下的止推盘位移量(即转轴2相对于机壳1的初始位置的位移量)代入上述公式(3)中,即可分别计算得到实际工况下止推轴承前、后冷却气路流量,以判断实际工况下止推盘21的位移量是否会影响轴承冷却。
在本实施例中,所述的两级气悬浮离心空压机轴承冷却气路流量检测方法,还包括:基于两级气悬浮离心空压机轴承冷却气路流量检测系统,获取模拟工况下不同进气口流量下的排气口流量数据;建立模拟工况下进气口-排气口模型;获取实际工况中进气口流量和排气口流量,并根据模拟工况下进气口-排气口模型,计算相同进气口流量下实际工况与模拟工况的排气口流量的差值,以得出实际工况下的轮背泄露气体流量。
在本实施方式中,由于离心式空压机在高速运转时,叶轮处形成真空地带,但实际运行时,会有细微气体通过叶轮的轮背缝隙,泄漏到空压机内部,随冷却回路排出。轮背泄漏气体过多时,一方面会使空压机效率下降,另一方面可能会干扰轴承正常冷却气路的运行。因此,通过获取不同进气口流量下的排气口流量并建立进气口流量-出气口流量数据表,并比对空压机实际运行下,空压机实际从排气口13排出气体的流量值,查表得到相应进气口流量下空压机两端部密封的模拟工况下的排气口流量,通过相同进气口流量下实际工况与模拟工况的排气口流量差值,得出实际工况下的轮背泄露气体流量,判断该轮背泄漏气体是否能小于理论设计泄漏值的要求,以及对可能干扰轴承正常冷却气路的运行进行定性分析。
综上所述,机壳1上的进气口12连接压缩空气源4,用于模拟实际运行时,从中间管路引入空压机内部的部分压缩气体流量。机壳1外壁上设置的若干测量孔14适于在模拟空压机实际工作状态时从空压机外部检测并获取相应位置的轴承冷却气路流量,且该测量孔14在空压机实际运行时可以封闭,避免影响空压机的正常工作。通过两个定位工装3中心处开设的轴孔31,将转轴2的中心线固定在工作状态位置,以使气悬浮离心式空压机在静止状态下,避免因轴和轴承之间的物理性接触而导致的气路不能测量或测量不准的情况。通过密封件将空压机前、后两侧的转轴2和定位工装3之间的间隙封闭,在气悬浮离心式空压机在静止状态下,避免通入的气体从该处缝隙外溢,而导致的测试冷却气路的流量与实际值有偏差。通过定矩调整件6调整转轴2的位置以带动止推盘21的位置的改变,对实际运行中止推盘21位移的情况进行模拟。所述节流阀41用于调节压缩空气源4输出的压缩空气流量,以满足进气口流量的变化需求。而且空压机的停机检测不需要空压机为了测量而特殊设计而使结构更加复杂;也不需要空压机预埋测量元件而提高成本;更不需要空压机内部解体,即可实现外部读数功能;对需要管控轴承室气体流量的空压机产品都可以使用本检测系统,作为批量生产工位或抽检同样适合;在两级气悬浮离心式空压机发生轴承故障时,亦可定性分析气路是否完好或通畅;对今后调整空压机轴承室冷却气体的设计和优化工作,有实际数据借鉴和支撑的长远意义。
以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (8)
1.一种两级气悬浮离心空压机轴承冷却气路流量检测方法,其特征在于,包括:停机状态下模拟空压机的运行状况;保持转轴(2)与机壳(1)位置固定,获取轴承冷却气路流量随进气口流量变化的流量数据;构建进气口流量-轴承冷却气路流量模型;将检测到的空压机在实际运行中的进气口流量数据与所述进气口流量-轴承冷却气路流量模型进行数据比对,得到实际工况下的轴承冷却气路流量;其中所述进气口流量-轴承冷却气路流量模型为数据表、曲线图和函数关系式中的一种;将两级气悬浮离心空压机轴承冷却气路流量检测系统的进气口流量保持在一预设值不变;调整转轴(2)与机壳(1)的相对位置,使得转轴(2)上的止推盘(21)依次位于理论零位以及相对于理论零位的不同位移量处,分别获取止推轴承前侧、后侧冷却气路流量数据;构建止推盘位移-止推轴承前、后冷却气路流量模型;将测量到的空压机在实际工况下止推盘(21)相对于理论零位的位移量与所述止推盘位移-止推轴承前、后冷却气路流量模型进行数据比对,得到实际工况下止推轴承前、后冷却气路流量。
2.根据权利要求1所述的两级气悬浮离心空压机轴承冷却气路流量检测方法,其特征在于,获取轴承冷却气路流量随进气口流量变化的流量数据包括:打开机壳(1)上的一个测量孔(14),将探针式风速仪插入到指定深度;调整进气口(12)进气流量,分别记录进气口流量计(51)的示数不同时,该测量孔(14)处探针式风速仪相应的数据;更换探针式风速仪插入的测量孔(14),重复上述操作,直至获取所有测量孔(14)的数据。
3.根据权利要求1所述的两级气悬浮离心空压机轴承冷却气路流量检测方法,其特征在于,获取止推轴承前侧、后侧冷却气路流量数据包括:调整定矩调整件(6),将转轴(2)与机壳(1)相对固定;调整压缩空气源(4)的输出量,使进气口流量计(51)数值保持为一预设流量值;将探针式风速仪依次伸入止推轴承前侧、后侧对应的测量孔(14)内,分别记录探针式风速仪的数据。
4.根据权利要求1所述的两级气悬浮离心空压机轴承冷却气路流量检测方法,其特征在于,还包括:获取模拟工况下不同进气口流量下的排气口流量数据;建立模拟工况下进气口-排气口模型;获取实际工况中进气口流量和排气口流量,并根据模拟工况下进气口-排气口模型,计算相同进气口流量下实际工况与模拟工况的排气口流量的差值,以得出实际工况下的轮背泄露气体流量。
5.一种两级气悬浮离心空压机轴承冷却气路流量检测系统,其特征在于,采用如权利要求1-4任一项所述的两级气悬浮离心空压机轴承冷却气路流量检测方法对空压机进行停机检测,包括:两个定位工装(3),分别安装于转轴(2)外露的机壳(1)的相应端部,用于将转轴(2)的中心线固定在工作状态位置;压缩空气源(4),用于向机壳(1)上冷却用的进气口(12)通入气流,且气流从机壳(1)上冷却用的排气口(13)排出;以及检测模块(5);其中所述机壳(1)上还设置有若干测量孔(14),且所述测量孔(14)分别与止推轴承室(16)和各径向轴承室(17)排往机壳内腔体(15)的排气通道连通;以及所述检测模块(5)适于获取进气口(12)处、排气口(13)处和各测量孔(14)对应的排气通道处的流量数据。
6.根据权利要求5所述的两级气悬浮离心空压机轴承冷却气路流量检测系统,其特征在于,各所述定位工装(3)的外周与机壳(1)固定连接,以密封机壳(1)的相应端部;各所述定位工装(3)的中心处开设有容纳转轴(2)穿过的轴孔(31),且轴孔(31)将转轴(2)的中心线固定在工作状态位置;所述轴孔(31)的内壁设置有密封件安装槽(32),用于容纳密封件,以使轴孔(31)与转轴(2)密封配合。
7.根据权利要求5所述的两级气悬浮离心空压机轴承冷却气路流量检测系统,其特征在于,还包括:定矩调整件(6),套设在转轴(2)相应外露于各所述定位工装(3)的端部,用于在调整转轴(2)与定位工装(3)的轴向相对位置后将两者固定。
8.根据权利要求5所述的两级气悬浮离心空压机轴承冷却气路流量检测系统,其特征在于,所述检测模块(5)包括:进气口流量计(51),设置在进气口(12)处,以测量进气口(12)处的流量;排气口流量计(52),设置在排气口(13)处,以测量排气口(13)处的流量;以及探针式风速仪,用于检测相应测量孔(14)内的风速;其中所述探针式风速仪的探针尾部设置有密封圈,当探针伸入一测量孔(14)内后,密封探针尾部与测量孔(14)间的缝隙。
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