CN116296958A - 调距桨轴式配油器摩擦磨损试验方法 - Google Patents
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Abstract
调距桨轴式配油器摩擦磨损试验方法，先同时对多套配油器试验台架进行耐久性试验，多套配油器试验台架中配油环与配油轴之间具有不同的初始装配间隙值，以模拟配油环处于不同磨损阶段，试验过程中定期检测配油环内径及泄漏量，随后计算得到配油环与配油轴之间的装配间隙值，并建立装配间隙值与泄漏量的关系曲线，最后将实时监测到的待测调距桨装置中配油环的泄漏量代入到建立的关系曲线中，实现待测调距桨装置配油环磨损量的在线监测。本方法可以在缩短寿命试验周期的同时尽可能获得配油环整个寿命周期的试验数据，建立此类轴式配油器的装配间隙值与泄漏量的特性曲线关系，进而准确的对配油器极限使用情况做预估。
Description
技术领域
本发明属于轴式配油环摩擦试验技术领域，具体涉及调距桨轴式配油器摩擦磨损试验方法，适用于缩短试验周期的同时实现配油器使用周期完全覆盖，对配油器极限使用寿命的评估准确性更高。
背景技术
在调距桨系统中，配油器作为调距功能的重要执行机构，在调距桨装置中起着至关重要的作用。通常来说，调距桨装置中的配油器形式主要有箱式配油器和轴式配油器两大类。轴式配油器通常由配油环、配油轴及相关的接口管路组成，配油环装配到配油轴上，与配油轴存在一定的装配间隙，可以保证配油轴在配油环内孔中转动，当配油器工作时，配油环处于静止状态，而配油轴则与驱动轴系一起进行旋转，这样通过配油环上设置的配油口将高压油输入配油轴内孔中，从而实现调距功能。在调距桨装置工作时，配油器上的配油环与配油轴始终处于相对旋转的状态，必然会存在摩擦磨损的情况，当配油环与配油轴摩擦磨损到一定程度，两者之间的配合间隙超过规定数值，就会导致配油器工作的失效。因此，配油器工作的可靠性直接关系到调距桨装置的安全使用。
然而配油环与配油轴的摩擦磨损是一个非常缓慢的过程，在正常使用状态下配油环的生命周期超过10000小时，在传统的摩擦磨损试验验证过程中，常规操作是采用一套配油环与配油轴进行试验，需连续试验进行1500小时以上，然后依据实际磨损量与泄漏量的对应关系，通过理论计算推导出配油器失效的泄漏量值以及配油环的磨损量。由于实际试验时间相对配油环的寿命周期较短，通过理论推导出的失效数据作为配油器的检修参照偏差较大，无法准确测定配油环的磨损量及使用寿命，指导意义不强。亟需一种能够实现配油器使用周期完全覆盖的试验方法，更准确的对调距桨装置的故障诊断及应急处理提供数据支撑。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的上述问题，提供一种能够实现配油器使用周期完全覆盖的同时缩短试验周期的调距桨轴式配油器摩擦磨损试验方法。
为实现以上目的，本发明提供了以下技术方案：
调距桨轴式配油器摩擦磨损试验方法，所述摩擦磨损试验方法具体为：先实时监测待测调距桨装置中配油环的泄漏量，然后将其代入到预先建立的装配间隙值与泄漏量的关系曲线中，得到待测调距桨装置中配油环与配油轴之间的实际装配间隙值，从而实现待测调距桨装置中配油环磨损量的在线监测；
其中，所述装配间隙值与泄漏量的关系曲线的建立方法基于配油器试验台架实现，所述配油器试验台架包括驱动电机、配油轴、配油环、液压单元，所述驱动电机的输出轴依次通过联轴器、万向联轴器、中间轴、法兰联轴器与配油轴传动配合，所述配油环安装在配油轴上，配油环的内壁与配油轴的外壁间隙配合，所述液压单元输出的油液依次经过配油环上设置的配油口、配油环内壁与配油轴外壁之间的装配间隙后与配油轴的内孔相连通，所述配油轴的内孔可用于与调距桨装置中的调矩油路连通，从而实现调矩功能；
所述装配间隙值与泄漏量的关系曲线的建立方法依次按照以下步骤进行：
S1、同时对多套配油器试验台架进行耐久性试验，所述多套配油器试验台架中配油轴外径均相同、配油环内径均不同，从而使多套配油器试验台架中配油环与配油轴之间具有不同的初始装配间隙值，以模拟配油环处于不同磨损阶段，试验过程中定期检测配油环内径及泄漏量；
S2、先计算得到配油环与配油轴之间的装配间隙值，然后建立装配间隙值与泄漏量的关系曲线，其中，所述装配间隙值为由步骤S1测得的配油环内径与配油轴外径的差值。
步骤S1中，所述耐久性试验具体为：先将油液加热到额定工作温度，并通过驱动电机将配油轴的转速提升至额定转速，然后每隔T1小时通过液压单元向配油环中注入高压液压油进行变距操作，在变矩过程中液压油在高压作用下从配油环与配油轴之间的间隙处泄漏，记录每次变矩时泄漏量，同时每隔T2小时拆检配油环，测量配油环内径。
所述耐久性试验的总时长为1600h。
所述耐久性试验中T1为1h、T2为400h。
所述耐久性试验中配油轴的额定转速为300r/min，液压油压力为4.5MPa。
步骤S1中，所述磨损阶段包括正常磨损阶段、中等磨损阶段、严重磨损阶段。
所述正常磨损阶段所对应的初始装配间隙值为0.06-0.08mm。
所述中等磨损阶段所对应的初始装配间隙值为0.16-0.18mm。
所述严重磨损阶段所对应的初始装配间隙值为0.26-0.28mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明调距桨轴式配油器摩擦磨损试验方法，先实时监测待测调距桨装置中配油环的泄漏量，然后将其代入到预先建立的装配间隙值与泄漏量的关系曲线中，得到待测调距桨装置中配油环与配油轴之间的实际装配间隙值，从而实现待测调距桨装置中配油环磨损量的在线监测，该装配间隙值与泄漏量的关系曲线的建立方法为：首先，同时对多套配油器试验台架进行耐久性试验，多套配油器试验台架中配油轴外径均相同、配油环内径均不同，从而使多套配油器试验台架中配油环与配油轴之间具有不同的初始装配间隙值，以模拟配油环处于不同磨损阶段，试验过程中定期检测配油环内径及泄漏量，再计算得到配油环与配油轴之间的装配间隙值，随后建立装配间隙值与泄漏量的关系曲线，装配间隙值为由步骤S1测得的配油环内径与配油轴外径的差值；该设计通过多套具有不同配合间隙的配油环与配油轴，模拟配油环处于不同的磨损阶段，多套试验台架同时进行试验，可以在缩短寿命试验周期的条件下，尽可能获得配油环整个寿命周期的试验数据，进而建立此类轴式配油器的装配间隙值与泄漏量对应的特性曲线关系，以便于及时对配油器的极限使用情况做出预估，做好设备的维护和检修工作，从而保证调距桨设备的正常使用。
附图说明
图1为本发明中配油器试验台架的结构示意图。
图2为图1中配油轴与配油环的装配示意图。
图3为实施例建立的装配间隙值与泄漏量的关系曲线。
图中，驱动电机1、配油轴2、配油环3、液压单元4。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
参见图1、图2，调距桨轴式配油器摩擦磨损试验方法，所述摩擦磨损试验方法具体为：先实时监测待测调距桨装置中配油环的泄漏量，然后将其代入到预先建立的装配间隙值与泄漏量的关系曲线中，得到待测调距桨装置中配油环与配油轴之间的实际装配间隙值，从而实现待测调距桨装置中配油环磨损量的在线监测；
其中，所述装配间隙值与泄漏量的关系曲线的建立方法基于配油器试验台架实现，所述配油器试验台架包括驱动电机1、配油轴2、配油环3、液压单元4，所述驱动电机1的输出轴与配油轴2传动配合，所述配油环3安装在配油轴2上，配油环3的内壁与配油轴2的外壁间隙配合，所述液压单元4输出的油液依次经过配油环3上设置的配油口、配油环3内壁与配油轴2外壁之间的装配间隙后与配油轴2的内孔相连通，所述配油轴2的内孔可用于与调距桨装置中的调矩油路连通，从而实现调矩功能；
所述装配间隙值与泄漏量的关系曲线的建立方法依次按照以下步骤进行：
S1、同时对多套配油器试验台架进行耐久性试验，所述多套配油器试验台架中配油轴2外径均相同、配油环3内径均不同，从而使多套配油器试验台架中配油环3与配油轴2之间具有不同的初始装配间隙值，以模拟配油环3处于不同磨损阶段，试验过程中定期检测配油环3内径及泄漏量；
S2、先计算得到配油环3与配油轴2之间的装配间隙值，然后建立装配间隙值与泄漏量的关系曲线，其中，所述装配间隙值为由步骤S1测得的配油环3内径与配油轴2外径差值的一半。
步骤S1中，所述耐久性试验具体为：先将油液加热到额定工作温度，并通过驱动电机1将配油轴2的转速提升至额定转速，然后每隔T1小时通过液压单元4向配油环3中注入高压液压油进行变距操作，在变矩过程中液压油在高压作用下从配油环3与配油轴2之间的间隙处泄漏，记录每次变矩时泄漏量，同时每隔T2小时拆检配油环3，测量配油环3内径。
所述耐久性试验的总时长为1600h。
所述耐久性试验中T1为1h、T2为400h。
所述耐久性试验中配油轴2的额定转速为300r/min，液压油压力为4.5MPa。
步骤S1中，所述磨损阶段包括正常磨损阶段、中等磨损阶段、严重磨损阶段。
所述正常磨损阶段所对应的初始装配间隙值为0.06-0.08mm。
所述中等磨损阶段所对应的初始装配间隙值为0.16-0.18mm。
所述严重磨损阶段所对应的初始装配间隙值为0.26-0.28mm。
实施例：
参见图1、图2，一种配油器试验台架，包括驱动电机1、配油轴2、配油环3、液压单元4，所述驱动电机1的输出轴与配油轴2传动配合，所述配油环3安装在配油轴2上，配油环3的内壁与配油轴2的外壁间隙配合，所述液压单元4输出的油液依次经过配油环3上设置的配油口、配油环3内壁与配油轴2外壁之间的装配间隙后与配油轴2的内孔相连通，所述配油轴2的内孔用于与调距桨装置中的调矩油路连通，从而实现调矩功能；
基于上述配油器试验台架的调距桨轴式配油器摩擦磨损试验方法，具体按照以下步骤进行：
S1、同时对三套配油器试验台架进行耐久性试验；
其中，所述三套配油器试验台架中的配油轴2外径均相同、配油环3内径均不同，从而使三套配油器试验台架中配油环3与配油轴2之间具有不同的初始装配间隙值，以模拟配油环3处于正常磨损阶段、中等磨损阶段、严重磨损阶段，所述正常磨损阶段、中等磨损阶段、严重磨损阶段所对应的初始装配间隙值分别为0.06-0.08mm、0.16-0.18mm、0.26-0.28mm，对于不同型号的配油器，这个配合间隙值会略有不同；
所述耐久性试验具体为：先将油液加热到额定工作温度，并通过驱动电机1将配油轴2的转速提升至额定转速300r/min，然后每隔1h通过液压单元4向配油环3中注入油压为4.5MPa的液压油进行变距操作，在变矩过程中液压油在高压作用下从配油环3与配油轴2之间的间隙处泄漏，记录每次变矩时转速、工作油压、工作油温、泄漏量，同时每隔400h拆检配油环3，测量配油环3内径；
所述耐久性试验的总时长为1600h，随着试验时长增加，配油环3磨损量也会增大，其配合间隙以及液压油泄漏量越来越大，但对于配合间隙为0.26-0.28mm的配油环，当试验到约800h时，配油环3与配油轴2的间隙达到约0.28mm，此时注入配油环的液压油无法建立起正常工作压力，达不到设定压力4.5MPa，在变距操作时，泄漏量更是达到了约14L，依此判定配油环3的磨损量已达到使用极限，无法满足配油器的正常使用要求，必须及时进行更换；
S2、计算得到配油环3与配油轴2之间的装配间隙值，所述装配间隙值为由步骤S1测得的配油环3内径与配油轴2外径差值的一半，然后建立装配间隙值与泄漏量的关系曲线，建得的关系曲线如图3所示；
S3、实时监测待测调距桨装置中配油环的泄漏量，然后将其代入到由步骤S2建立的关系曲线中，得到待测调距桨装置中配油环与配油轴之间的实际装配间隙值，从而实现待测调距桨装置中配油环磨损量的在线监测，了解了配油环的实际磨损情况，便能及时对配油器的极限使用寿命做出预估，由于该关系曲线覆盖了配油环整个寿命周期，对配油器极限使用寿命的评估准确性更高。
Claims (9)
1.调距桨轴式配油器摩擦磨损试验方法，其特征在于：
所述摩擦磨损试验方法具体为：先实时监测待测调距桨装置中配油环的泄漏量，然后将其代入到预先建立的装配间隙值与泄漏量的关系曲线中，得到待测调距桨装置中配油环与配油轴之间的实际装配间隙值，从而实现待测调距桨装置中配油环磨损量的在线监测；
其中，所述装配间隙值与泄漏量的关系曲线的建立方法基于配油器试验台架实现，所述配油器试验台架包括驱动电机（1）、配油轴（2）、配油环（3）、液压单元（4），所述驱动电机（1）的输出轴与配油轴（2）传动配合，所述配油环（3）安装在配油轴（2）上，配油环（3）的内壁与配油轴（2）的外壁间隙配合，所述液压单元（4）输出的油液依次经过配油环（3）上设置的配油口、配油环（3）内壁与配油轴（2）外壁之间的装配间隙后与配油轴（2）的内孔相连通，所述配油轴（2）的内孔可用于与调距桨装置中的调矩油路连通，从而实现调矩功能；
所述装配间隙值与泄漏量的关系曲线的建立方法依次按照以下步骤进行：
S1、同时对多套配油器试验台架进行耐久性试验，所述多套配油器试验台架中配油轴（2）外径均相同、配油环（3）内径均不同，从而使多套配油器试验台架中配油环（3）与配油轴（2）之间具有不同的初始装配间隙值，以模拟配油环（3）处于不同磨损阶段，试验过程中定期检测配油环（3）内径及泄漏量；
S2、先计算得到配油环（3）与配油轴（2）之间的装配间隙值，然后建立装配间隙值与泄漏量的关系曲线，其中，所述装配间隙值为由步骤S1测得的配油环（3）内径与配油轴（2）外径差值的一半。
2.根据权利要求1所述的调距桨轴式配油器摩擦磨损试验方法，其特征在于：步骤S1中，所述耐久性试验具体为：先将油液加热到额定工作温度，并通过驱动电机（1）将配油轴（2）转速提升至额定转速，然后每隔T1小时通过液压单元（4）向配油环（3）中注入高压液压油进行变距操作，在变矩过程中液压油在高压作用下从配油环（3）与配油轴（2）之间的间隙处泄漏，记录每次变矩时泄漏量，同时每隔T2小时拆检配油环（3），测量配油环（3）内径。
3.根据权利要求2所述的调距桨轴式配油器摩擦磨损试验方法，其特征在于：所述耐久性试验的总时长为1600h。
4.根据权利要求2或3所述的调距桨轴式配油器摩擦磨损试验方法，其特征在于：所述耐久性试验中T1为1h、T2为400h。
5.根据权利要求2或3所述的调距桨轴式配油器摩擦磨损试验方法，其特征在于：所述耐久性试验中配油轴（2）的额定转速为300r/min，液压油压力为4.5MPa。
6.根据权利要求1或2所述的调距桨轴式配油器摩擦磨损试验方法，其特征在于：步骤S1中，所述磨损阶段包括正常磨损阶段、中等磨损阶段、严重磨损阶段。
7.根据权利要求6所述的调距桨轴式配油器摩擦磨损试验方法，其特征在于：所述正常磨损阶段所对应的初始装配间隙值为0.06-0.08mm。
8.根据权利要求6所述的调距桨轴式配油器摩擦磨损试验方法，其特征在于：所述中等磨损阶段所对应的初始装配间隙值为0.16-0.18mm。
9.根据权利要求6所述的调距桨轴式配油器摩擦磨损试验方法，其特征在于：所述严重磨损阶段所对应的初始装配间隙值为0.26-0.28mm。
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