CN205175594U - 一种用于滑动轴承液膜摩擦扭矩测量的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于滑动轴承液膜摩擦扭矩测量的装置，由变频电机通过柔性联轴器驱动由滑动轴承支撑的转轴产生旋转；滑动轴承的动静环间的液膜产生阻碍旋转的摩擦扭矩，且该摩擦扭矩通过滑动轴承的静环带动轴承套产生相对旋转的趋势；在轴承套下端的螺纹孔内装配有螺纹杆，在螺纹杆末端施加有阻止轴承套发生相对旋转的作用力，通过力传感器测量该作用力的大小；动态数据采集、分析仪根据该作用力产生的力矩来计算滑动轴承液膜的摩擦扭矩。本实用新型可对不同负荷、不同转速下滑动轴承液膜的摩擦扭矩进行测量。测试装置无需将试验套转轴系统拆分便可装配，占用空间小，还为滑动轴承的其他动力特性参数的同步测量预留了接口。

Description

一种用于滑动轴承液膜摩擦扭矩测量的装置

技术领域

本实用新型提供了一种用于滑动轴承液膜摩擦扭矩测量的装置。

背景技术

滑动轴承是大型旋转机械转子部件的重要支承装置。滑动轴承液膜的摩擦扭矩表征了轴承动、静配合面间的润滑状态。如该摩擦扭矩过大，会对滑动轴承的耐磨层造成严重磨损，不仅会降低轴承的灵敏度，产生不必要的无功能损耗，而且会直接影响到轴承的寿命和整套转子部件运行的稳定性。因此，在对滑动轴承动力学特性的试验研究中，会将液膜产生摩擦扭矩作为主要考察的参数之一。

在当前滑动轴承动力学特性的试验研究中，对于微型、中小型轴承通常使用专用的轴承摩擦扭矩测量仪进行。这些测量仪的使用范围有限不适用于大型旋转机械用轴承，而且由于在滑动轴承的动力学特性试验中需要对其他动态参数进行同步监测，此种仪器明显不能满足该要求。在大型滑动轴承的动力学特性试验平台中，通常使用动态扭矩传感器对转子部件的扭矩进行监测。这种扭矩传感器包括轴式、法兰式和拧紧式等，通常为介入式连接，即需要将其作为传动轴的一部分才能使用，通常安装在驱动电机与转轴间的联轴器位置。这种连接方式对安装的对中精度有较高的要求，需在试验台的设计时预留专用的空间，从而限制了它的使用范围。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于滑动轴承液膜摩擦扭矩测量的装置，有效弥补现有测量仪器和方法的不足，对不同负荷、不同转速下滑动轴承液膜的摩擦扭矩进行测量。

本实用新型的技术方案是提供一种用于滑动轴承液膜摩擦扭矩测量的装置，其中：

变频电机通过柔性联轴器驱动由滑动轴承支撑的转轴产生旋转；

滑动轴承的动静环间的液膜产生阻碍旋转的摩擦扭矩，且该摩擦扭矩通过滑动轴承的静环带动轴承套产生相对旋转的趋势；

在轴承套下端的螺纹孔内装配有螺纹杆，在螺纹杆末端施加有阻止轴承套发生相对旋转的作用力，通过力传感器测量该作用力的大小；

动态数据采集、分析仪根据该作用力产生的力矩来计算滑动轴承液膜的摩擦扭矩，得到摩擦扭矩为：力传感器所测得的作用力与螺纹杆末端到轴承中心之间距离的乘积。

优选地，加载系统与位于轴承套上方的滑轮连接；

绕在滑轮上的钢索的两端，对应连接至两个连接杆端部的球形铰接，对测量装置提供拉力；所述连接杆分别位于轴承套左右两侧的相对位置；

所述加载系统通过滑轮、钢索和连接杆为滑动轴承提供径向载荷。

优选地，通过设置转速传感器，对转轴的转速进行监测；

通过所述动态数据采集、分析仪对液膜摩擦扭矩和转轴转速数据进行实时记录和分析。

优选地，在所述轴承套上，分布设置有多个用于滑动轴承动力学参数测量和载荷加载的通道和接口。

优选地，滑动轴承轴向前后的转轴处，分别设置有驱动侧推力轴承和非驱动侧推力轴承，用于为整套转子轴承系统提供径向和轴向的支撑。

本实用新型所述的滑动轴承液膜摩擦力矩测量装置，有效弥补了现有测量仪器和方法的不足，可对不同负荷、不同转速下滑动轴承液膜的摩擦扭矩进行测量。该测试装置无需将试验套转轴系统拆分便可装配，占用空间小。安装方法简易、方便，没有过高的技术要求。此种测量装置还为滑动轴承的其他动力特性参数的同步测量预留了接口，技术人员可根据需要进行加载和测试。

附图说明

图1是本实用新型所述用于滑动轴承液膜摩擦扭矩测量的装置的结构示意图；

图2是图1中A-A向的截面示意图。

具体实施方式

本实用新型提供了用于滑动轴承液膜摩擦扭矩测量的装置。该测量装置主要包括：驱动系统、柔性联轴器、被测轴承及轴承套、钢索、滑轮、载荷加载装置、转速、扭矩测量装置、数据采集、分析系统以及其他辅助装置。

如图1、图2所示，本实用新型的主要工作原理如下所述：

变频电机1通过柔性联轴器2驱动滑动轴承17支撑的转轴3产生旋转。此时，滑动轴承17动静环间的液膜会产生阻碍旋转的摩擦扭矩，且该扭矩会通过滑动轴承17的静环带动轴承套5产生旋转的趋势。将螺纹杆11装配在轴承套5下端的螺纹孔内，通过在螺纹杆11末端施加作用力，可阻止轴承套5发生相对旋转。根据力矩平衡的原理，该作用力产生的力矩与滑动轴承液膜的摩擦扭矩相等。利用力传感器12可精确测量出该作用力的大小，则被测滑动轴承液膜的摩擦扭矩为：力传感器12所测得的作用力与螺纹杆11末端到轴承中心间距离的乘积。利用动态数据采集、分析仪16可对滑动轴承液膜的摩擦扭矩和转速等参数进行实时记录和分析。

该测试装置可通过变频电机1、加载系统6的调节，实现不同转速、不同径向负荷下滑动轴承液膜摩擦扭矩的测量。

其中，变频电机1用于调节转轴3的转速，实现对不同转速下滑动轴承液膜摩擦扭矩的测量；使用柔性联轴器2可保证电机免受径向和轴向的载荷；驱动侧推力轴承4和非驱动侧推力轴承10（分别位于滑动轴承17轴向前后的转轴3处），用于为整套转子轴承系统提供径向和轴向的支撑；加载系统6通过滑轮7、钢索8和连接杆9为径向轴承17提供径向载荷，从而实现不同负载下轴承油膜摩擦扭矩的测量；连接杆9的端部为球形铰接，而钢索8仅能对轴承测量系统提供拉力，此种设计配合滑轮7可使加载系统6对被测轴承仅有径向的负荷，不会有扭矩的作用产生，使得滑动轴承17液膜的摩擦扭矩完全由螺纹杆11承载，从而保证了摩擦扭矩测量数值的精确性。支座13用于为力传感器12提供固定支撑；底座14用于保证整套测试系统的稳定性；转速传感器15用于对转轴3的转速进行监测，以实现对滑动轴承液膜摩擦扭矩与转速间关系的考察；动态数据采集、分析仪16用于对液膜摩擦扭矩和转轴转速数据的实时记录和分析。本测量装置还预留有多个用于滑动轴承其他动力学参数测量和载荷加载的通道和接口18，以便于该装置的后续试验扩展。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (5)

1.一种用于滑动轴承液膜摩擦扭矩测量的装置，其特征在于，

变频电机（1）通过柔性联轴器（2）驱动由滑动轴承（17）支撑的转轴（3）产生旋转；

滑动轴承（17）的动静环间的液膜产生阻碍旋转的摩擦扭矩，且该摩擦扭矩通过滑动轴承（17）的静环带动轴承套（5）产生相对旋转的趋势；

在轴承套（5）下端的螺纹孔内装配有螺纹杆（11），在螺纹杆（11）末端施加有阻止轴承套（5）发生相对旋转的作用力，通过力传感器（12）测量该作用力的大小；

动态数据采集、分析仪（16）根据该作用力产生的力矩来计算滑动轴承（17）液膜的摩擦扭矩，得到摩擦扭矩为：力传感器（12）所测得的作用力与螺纹杆（11）末端到轴承中心之间距离的乘积。

2.如权利要求1所述用于滑动轴承液膜摩擦扭矩测量的装置，其特征在于，

加载系统（6）与位于轴承套（5）上方的滑轮（7）连接；

绕在滑轮（7）上的钢索（8）的两端，对应连接至两个连接杆（9）端部的球形铰接，对测量装置提供拉力；所述连接杆（9）分别位于轴承套（5）左右两侧的相对位置；

所述加载系统（6）通过滑轮（7）、钢索（8）和连接杆（9）为滑动轴承（17）提供径向载荷。

3.如权利要求1所述用于滑动轴承液膜摩擦扭矩测量的装置，其特征在于，

通过设置转速传感器（15），对转轴（3）的转速进行监测；

通过所述动态数据采集、分析仪（16）对液膜摩擦扭矩和转轴转速数据进行实时记录和分析。

4.如权利要求1所述用于滑动轴承液膜摩擦扭矩测量的装置，其特征在于，

在所述轴承套（5）上，分布设置有多个用于滑动轴承动力学参数测量和载荷加载的通道和接口（18）。

5.如权利要求1所述用于滑动轴承液膜摩擦扭矩测量的装置，其特征在于，

滑动轴承（17）轴向前后的转轴（3）处，分别设置有驱动侧推力轴承（4）和非驱动侧推力轴承（10），用于为整套转子轴承系统提供径向和轴向的支撑。