CN205719439U - 一种球面机械密封试验平台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是一种球面机械密封试验平台,其由依次连接的驱动电机(35)、转速转矩测量仪(36)、密封装置(37)、高压水管(38)、高压水泵(39)、储水箱(40)组成。本实用新型密封结构新颖,拆装方便,可模拟轴线偏移时机械密封的自调心功能,能在不同转速、潜深、水质、水温、弹簧压力等工况下开展球面机械密封摩擦学性能与密封性能试验,评价密封效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及船舶机械密封技术领域,特别是一种密封端面为球面的机械密封试验平台。
背景技术
机械密封由于工作可靠、泄漏量少、使用寿命长、适用范围广等优点,广泛应用于船舶、化工、水利等领域。随着船舶的大型化、自动化和现代化的发展,对尾轴机械密封性能提出了更高要求。目前,船舶尾轴机械密封均为平面密封,当轴线偏移、尾轴承磨损、船体变形发生时,易导致密封平面出现开口,加剧了密封介质的泄漏及静、动环的磨损,严重地影响船舶航行的安全性与可靠性。对于机械密封而言,最重要的问题在于获得低泄漏的同时,如何通过控制相关性能参数,以降低密封面间的摩擦、磨损,提高机械密封的使用寿命、安全性与可靠性。
影响机械密封性能的主要因素有轴线偏移、弹簧比压、密封介质的压力与温度、工作转速、密封面摩擦特性、振动等。本装置可为球面机械密封的静、动环材料筛选、摩擦学性能和密封性能的评价、密封面形状的变革和使用寿命的提高提供必要的试验手段。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种具有自调心功能的球面机械密封试验平台,以取代常用的平面机械密封试验装置。
本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是:由依次连接的驱动电机、转速转矩测量仪、密封装置、高压水管、高压水泵、储水箱组成。
所述的密封装置,主要由联轴器、主轴、基座、工作水腔、密封组件、轨道及弹簧加载机构组成;所述联轴器采用弹性联轴器,其与主轴为过渡配合,并且通过键与紧固螺钉固定在主轴的左端;在主轴上装有滚动轴承,并用圆螺母与轴承挡圈固定;滚动轴承安装在基座上,基座通过螺栓固定在地基上。
所述的工作水腔,由水腔体、压力表、观察孔盖板组成;观察孔盖板用螺栓固定在水腔体的顶部,压力表安装在观察孔盖板上;水腔体通过压板安装在轨道的导轨上,水腔体可沿导轨作轴向移动;在水腔体上开有用于注入密封介质的进水孔。
所述的密封组件,由静环座、静环、动环、动环压盖以及O型密封圈组成,其中静环与动环组成一对可自调心的球面密封副。
所述的静环座,由螺栓固定在工作水腔的水腔体左侧,与主轴、静环和动环形成封闭水腔,随水腔体沿主轴作轴向移动;在静环座与水腔体配合的部位上,开有一种用于安装O型密封圈以防止水腔体内工作介质泄漏的环槽;静环座上装有温度传感器和水膜压力传感器。
所述的静环固定在静环座的右侧,与动环接触;静环与动环的接触面为球面。
所述的动环与主轴为过渡配合,动环通过键、动环压盖固定在主轴上;动环压盖通过螺栓固定在主轴右端。
所述的弹簧加载机构,由加载支架、压力传感器、弹簧挡圈、弹簧、贯穿螺栓组成;贯穿螺栓依次穿过弹簧挡圈、弹簧、压力传感器、加载支架,固定在工作水腔的水腔体的右侧;加载支架上设有用于安装压力传感器的凹坑;弹簧的两端各有一块弹簧挡圈。
所述的加载支架,由互相垂直的两块铁质平板焊接而成,由螺栓固定在基座上。
所述的轨道,包括压板、导轨和用于调整导轨的倾角的垫块,其中压板由螺栓固定在导轨上,导轨通过螺栓固定在基座上。
本实用新型具有以下主要优点:
1.结构新颖、拆装方便:
静环、动环可按试验要求设计不同结构与采用不同材料,试验范围大。动环体现在安装位置在轴的一端,比较容易拆装替换。
2.弹簧加载装置在机械密封外部,可通过调节贯穿螺栓的预紧力可调节弹簧压力参数,方便调节加载力的大小。
3.可通过垫块调整,改变静环与水腔体轴线相对主轴轴线的偏移量,以此测量倾斜工况下密封的各参数,以模拟静环与动环的自调心功能。
本实用新型与现有技术对比,充分显示其优越性在于:可用于球面机械密封的摩擦学性能与密封性能的试验与评价,结构新颖、试验范围广、测量精度高。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是密封装置的结构示意图。
图3是动环的结构示意图。
图4是图3的A-A剖视图。
图5是静环的结构示意图。
图6是图5的B-B剖视图。
图中:1.联轴器;2.键;3.主轴;4.圆螺母;5.滚动轴承;6.轴承挡圈;7.螺栓;8.静环座;9.水腔体;10.静环;11.螺栓;12.压力表;13.观察孔盖板;14.动环;15.键;16.动环压盖;17.螺栓;18.加载支架;19.压力传感器;20.弹簧挡圈;21.弹簧;22.贯穿螺栓;23.螺栓;24.基座;25.螺栓;26.进水孔;27.螺栓;28.垫块;29.导轨;30.压板;31.O型密封圈;32.温度传感器;33.水膜压力传感器;34.紧固螺钉;35.驱动电机;36.转速转矩测量仪;37.密封装置;38.高压水管;39.高压水泵;40.储水箱。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详细描述,但该实施例不应理解为对本实用新型的限制。
本实用新型提供的球面机械密封试验平台,其结构如图1-图6所示。该球面机械密封试验平台由依次连接的驱动电机35、转速转矩测量仪36、密封装置37、高压水管38、高压水泵39、储水箱40组成。
所述的密封装置37,主要由联轴器1、主轴3、基座24、工作水腔、密封组件、轨道及弹簧加载机构组成,其中:所述联轴器1采用弹性联轴器,其与主轴3为过渡配合,并且通过键2与紧固螺钉34固定在主轴3的左端。在主轴3上装有滚动轴承5,并用圆螺母4与轴承挡圈6固定;滚动轴承5安装在基座24上。基座24通过螺栓25固定在地基上。
所述工作水腔由水腔体9、压力表12、观察孔盖板13组成,其中:观察孔盖板13用螺栓11固定在水腔体9的顶部,压力表12安装在观察孔盖板13上,压力表12用于测量水腔内密封介质的压力。水腔体9通过压板30安装在导轨29上,水腔体9可沿导轨29作轴向移动。在水腔体9上开有进水孔26,用于注入密封介质,密封介质的压力、温度、种类可根据试验要求改变。
所述密封组件由静环座8、静环10、动环14、动环压盖16以及O型密封圈31组成,其中:静环10与动环14组成一对可自调心的球面机械密封摩擦副。静环10与动环14可以由硬质合金材料(例如钨铬钴、碳化钨、碳化钛等)制成。
所述的静环座8,由螺栓7固定在水腔体9左侧。该静环座8与主轴3、静环10和动环14形成封闭水腔;其可随水腔体9沿主轴3作轴向移动。在静环座8与水腔体9配合的部位上开有环槽,用于安装O型密封圈31以防止水腔体内工作介质泄漏;静环座8上开有传感器安装孔,分别装有温度传感器32和水膜压力传感器33。
所述的静环10固定在静环座8的右侧,与动环14接触,动环14与静环10接触面为球面。动环14与主轴3为过渡配合,动环14通过键15、动环压盖16固定在主轴3上,动环压盖16通过螺栓17固定主轴3右端,防止动环14与主轴3产生相对运动。
所述的弹簧加载机构,由加载支架18、压力传感器19、弹簧挡圈20、弹簧21、贯穿螺栓22组成。贯穿螺栓22从右侧依次穿过弹簧挡圈20、弹簧21、压力传感器19、加载支架18,固定在水腔体9右侧,其中:加载支架18上有凹坑,用于安装压力传感器19;弹簧21的两端各有一块弹簧挡圈20,改变贯穿螺栓22的预紧力可调节两弹簧挡圈20间的弹簧21长度,从而改变弹簧比压。
所述的加载支架18,由互相垂直的两块铁质平板焊接而成,并且通过螺栓23固定在基座24上。
所述轨道包括压板30、导轨29和垫块28,其中:压板30由螺栓27固定在导轨29上,导轨29通过螺栓27固定在基座24上。垫块28可调整导轨的倾角,使得静环10与水腔体9轴线相对主轴3轴线保持规定的偏移量,以模拟静环10、动环14的自调心功能。
本实用新型提供的球面机械密封试验平台,其工作过程如下:
试验时,首先通过调节贯穿螺栓22的预紧力来控制弹簧比压,弹簧比压可通过压力传感器19测定;启动高压水泵39,通过水腔体9上的进水口26注入工作介质,并用压力表12测量工作介质压力;启动驱动电机35,应用转速转矩测量仪36及安装在静环座8上的温度传感器32和水膜压力传感器33等仪器,记录试验过程中的摩擦力矩、静环10和动环14密封面的水膜温度、压力。试验过程中,可改变驱动电机35的转速、弹簧比压、工作介质压力,也可调整垫块28厚度,改变静环10与水腔体9轴线相对主轴3轴线的偏移量,以模拟静环10与动环14的自调心功能。
Claims (10)
1.一种球面机械密封试验平台,其特征是该球面机械密封试验平台由依次连接的驱动电机(35)、转速转矩测量仪(36)、密封装置(37)、高压水管(38)、高压水泵(39)、储水箱(40)组成。
2.根据权利要求1所述的球面机械密封试验平台,其特征在于所述的密封装置(37),主要由联轴器(1)、主轴(3)、基座(24)、工作水腔、密封组件、轨道及弹簧加载机构组成;所述联轴器(1)采用弹性联轴器,其与主轴(3)为过渡配合,并且通过键与紧固螺钉固定在主轴(3)的左端;在主轴(3)上装有滚动轴承(5),并用圆螺母与轴承挡圈(6)固定;滚动轴承(5)安装在基座(24)上,基座(24)通过螺栓固定在地基上。
3.根据权利要求2所述的球面机械密封试验平台,其特征在于所述的工作水腔,由水腔体(9)、压力表(12)、观察孔盖板(13)组成;观察孔盖板(13)用螺栓固定在水腔体(9)的顶部,压力表(12)安装在观察孔盖板(13)上;水腔体(9)通过压板(30)安装在轨道的导轨(29)上,水腔体(9)可沿导轨(29)作轴向移动;在水腔体(9)上开有用于注入密封介质的进水孔(26)。
4.根据权利要求2所述的球面机械密封试验平台,其特征在于所述的密封组件,由静环座(8)、静环(10)、动环(14)、动环压盖(16)以及O型密封圈(31)组成,其中静环(10)与动环(14)组成一对可自调心的球面密封副。
5.根据权利要求4所述的球面机械密封试验平台,其特征在于所述的静环座(8),由螺栓固定在工作水腔的水腔体(9)左侧,与主轴(3)、静环(10)和动环(14)形成封闭水腔,随水腔体(9)沿主轴(3)作轴向移动;在静环座(8)与水腔体(9)配合的部位上,开有一种用于安装O型密封圈(31)以防止水腔体内工作介质泄漏的环槽;静环座(8)上装有温度传感器(32)和水膜压力传感器(33)。
6.根据权利要求4所述的球面机械密封试验平台,其特征在于所述的静环(10)固定在静环座(8)的右侧,与动环(14)接触;静环(10)与动环(14)的接触面为球面。
7.根据权利要求4所述的球面机械密封试验平台,其特征在于所述的动环(14)与主轴(3)为过渡配合,动环(14)通过键、动环压盖(16)固定在主轴(3)上;动环压盖(16)通过螺栓固定在主轴(3)右端。
8.根据权利要求2所述的球面机械密封试验平台,其特征在于所述的弹簧加载机构,由加载支架(18)、压力传感器(19)、弹簧挡圈(20)、弹簧(21)、贯穿螺栓(22)组成; 贯穿螺栓(22)依次穿过弹簧挡圈(20)、弹簧(21)、压力传感器(19)、加载支架(18),固定在工作水腔的水腔体(9)的右侧;加载支架(18)上设有用于安装压力传感器(19)的凹坑;弹簧(21)的两端各有一块弹簧挡圈(20)。
9.根据权利要求8所述的球面机械密封试验平台,其特征在于所述的加载支架(18),由互相垂直的两块铁质平板焊接而成,由螺栓固定在基座(24)上。
10.根据权利要求2所述的球面机械密封试验平台,其特征在于所述的轨道,包括压板(30)、导轨(29)和用于调整导轨(29)的倾角的垫块(28),其中压板(30)由螺栓固定在导轨(29)上,导轨(29)通过螺栓固定在基座(24)上。
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