CN207798688U - 一种含气油膜流体润滑状态的观测实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种含气油膜流体润滑状态的观测实验装置，包括驱动电机、连接驱动电机轴与测试轴的挠性螺纹管联轴器、与所述驱动电机的输出轴固定连接的测试轴、套设在所述测试轴终端的透明套筒、粘合在所述透明套筒两端的套筒端盖、支撑所述透明套筒的套筒支架、支撑所述测试轴的测试轴支架、定位套筒支架的水平位置的定位支架、安装套筒支架、测试轴支架、定位支架和驱动电机的平台，所述测试轴左端部上还设置有感光片。本实用新型可满足轴系模拟在不同平衡位置、不同转速、不同供油量下的工作情况，观察并记录气泡的运动变化情况，从而分析上述影响因素对贫油润滑的影响，为滑动轴承等液体贫油润滑的故障研究提供了直观有效的实验支持。

Description

一种含气油膜流体润滑状态的观测实验装置

技术领域

本实用新型属机械部件测试技术领域，特别是涉及一种含气油膜流体润滑状态的观测实验装置，用来模拟滑动轴承轴系在贫油状态下油膜气泡的变化，作为实际数据与软件模拟结果进行对照参考。

背景技术

考察现代工业的发展现状，对于大型旋转机械来说，采用滑动轴承作为轴系的支撑部件是最为普遍的。滑动轴承顾名思义即在滑动摩擦下工作的轴承。相对于滚动轴承的优势在于工作平稳、可靠、无噪声。在液体润滑条件下，相对运动的物体表面被润滑介质隔离，既减小摩擦损失和表面磨损，提高了使用寿命，又由于介质膜具有一定的吸振能力，使得相对于滚动轴承具有较高的稳定性，而且润滑介质可以带走轴颈和轴瓦产生的摩擦热，也能及时带走一些机械碎片，从而提高了旋转转子运行的稳定性和安全性。

滑动轴承借由寿命长、可重复使用、低成本使用的优势，成为旋转机械的主要支承形式。滑动轴承在工作中形成了压力油膜，起作用是依靠轴颈自身旋转，导致轴颈与轴瓦的偏心，形成的油楔进而使润滑油层产生压力，托起转子，隔离了轴颈和轴瓦，从而防止了振动和失稳现象的发生。

目前国内的滑动轴承设计主要采用的方式为研仿和按照滑动轴承的理论分析和参数计算，通过试验再加以修正这两种方法。而国内滑动轴承的研究主要集中于润滑油充足情况下的理论研究和仿真试验阶段，对于轴系润滑中常出现故障贫油情况的研究较少。目前国内不但缺乏实际可靠的模拟贫油故障现象的试验手段和试验平台，而且也未形成完整的滑动轴承设计指导规范。所以目前在我们国内滑动轴承贫油故障的研究分析水平远远落后于其他发达国家，因此，开发一种中心轴在贫油状态下油膜气泡的变化测量演示装置及试验相关技术对于滑动轴承的故障诊断具有重大意义。

因此，如何设计一种模拟滑动轴承在贫油状态下工作的演示装置，不仅可以为贫油状态下滑动轴承的故障研究提供可靠的试验支撑，而且可以填补国内本领域内的空白，帮助科研人员解决相关的技术问题。

发明内容

本实用新型为解决上述问题的不足。提供一种含气油膜流体润滑状态的观测实验装置，它能够模拟轴颈与轴瓦工作在贫油状态下油膜中气泡的变化情况，帮助研究分析滑动轴承在此种状态的特性。

本实用新型采用以下技术方案予以实现：

本实用新型一种含气油膜流体润滑状态的观测实验装置，包括：

连接驱动电机轴与测试轴的挠性螺纹管联轴器；

与所述驱动电机的输出轴固定连接的测试轴；

套设在所述测试轴终端的透明套筒；

粘合在所述透明套筒两端的套筒端盖；

支撑所述透明套筒的套筒支架；

支撑所述测试轴的测试轴支架；

定位套筒支架的水平位置的定位支架；

安装套筒支架、测试轴支架、定位支架和驱动电机的平台。

所述的含气油膜流体润滑状态的观测实验装置，所述测试轴左端部上还设置有感光片。

所述的含气油膜流体润滑状态的观测实验装置，还包括设置在所述平台上用于安装套筒支架、测试轴支架、定位支架和驱动电机的紧固螺钉，所述测试轴支架上设有滚动轴承，用于支撑测试轴的另一端。

所述套筒支架为中空形状，所述中空形状尺寸为容纳所述透明套筒的横截面尺寸。

所述套筒端盖上设有油气注射孔并含有密封塞，设有密封槽并含有橡胶圈。

优选的，所述套筒支架底部与平台之间设有垫片，套筒支架竖直位置由垫片调整，并由紧固螺钉和六角螺母固定。

所述定位支架上用于定位的定位螺钉与所述套筒支架相接触。

优选的，所述透明套筒为透明塑料管。

优选的，所述驱动电机为永磁无刷交流电机，且工作电压220V，工作电流15A，功率2000w，最低转速4r/min，最高转速8000r/min。

本实用新型与现有技术相比具有的显著优点为：

本实用新型通过驱动电机带动测试轴在贫油的透明套筒(相当于轴瓦)中转动来模拟，然后用高速摄像机准确地记录油液中不同量气泡的运动状态，再通过调节套筒端盖上密封塞控制不同的润滑油量、调节垫片数量和水平定位螺钉控制轴心平衡位置以及调节驱动电机转速等参数，从而得出各种条件下油膜中气泡的变化情况，为滑动轴承贫油故障的研究提供可靠的试验支撑。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型结构的俯视图。

具体实施方式

下面参照附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。

参见图1、图2。

附图标记说明：

1、驱动电机；2、挠性螺纹管联轴器；3、密封塞；4、橡胶圈；5、套筒端盖；6、测试轴；7、透明套筒；8、套筒支架；9、滚动轴承；10、测试轴支架；11、紧固螺钉；12、平台；13、六角螺母；14、垫片；15、感光片；16、定位支架、17、定位螺钉。

图1能反映出中心轴与轴瓦内表面工作在贫油状态时，油膜气泡的变化测量演示装置示意图。

本实用新型一种含气油膜流体润滑状态的观测实验装置，包括：

驱动电机1；

连接驱动电机轴与测试轴6的挠性螺纹管联轴器2；

与所述驱动电机1的输出轴固定连接的测试轴6；

套设在所述测试轴6终端的透明套筒7；

粘合在所述透明套筒7两端的套筒端盖5；

支撑所述透明套筒7的套筒支架8；

支撑所述测试轴6的测试轴支架10；

定位套筒支架8的水平位置的定位支架16；

安装套筒支架8、测试轴支架10、定位支架16和驱动电机1的平台12。

所述的含气油膜流体润滑状态的观测实验装置，还包括设置于所述测试轴6左端部上的感光片15。

所述的含气油膜流体润滑状态的观测实验装置，还包括设置在所述平台12上用于安装套筒支架8、测试轴支架10、定位支架16和驱动电机1的紧固螺钉11，所述测试轴支架10上设有滚动轴承9，用于支撑测试轴的另一端。

所述套筒支架8为中空形状，所述中空形状尺寸为容纳所述透明套筒7的横截面尺寸。

所述套筒端盖5上设有油气注射孔并含有密封塞3，设有密封槽并含有橡胶圈4。

优选的，所述套筒支架8底部与平台12之间设有垫片14，套筒支架8竖直位置由垫片14调整，并由紧固螺钉11和六角螺母13固定。

所述定位支架16上用于定位的定位螺钉17与所述套筒支架8紧密接触。

优选的，所述透明套筒7为透明塑料管。

优选的，所述驱动电机1为永磁无刷交流电机，且工作电压220V，工作电流15A，功率2000w，最低转速4r/min，最高转速8000r/min。

本试验装置的工作原理为：测试轴6的中间部分安装在透明套筒7中，且测试轴6与透明套筒7留有间隙，间隙内充有润滑油液，这样就模拟了滑动轴承的润滑结构。透明套筒7的两侧侧装有套筒端盖5，套筒端盖5上设置注射孔、密封塞3、橡胶圈4，其作用是防止润滑油的泄露。通过注射器可以通过透明套筒7的右侧套筒端盖5的油气注射孔把空气注入到润滑油中。同时使用测试轴支架10将测试轴6固定，防止测试轴6发生颤动等不良情况。故当驱动电机1通过挠性螺纹管联轴器2带动测试轴6在透明套筒7中旋转，即达到了模拟滑动轴承在贫油工作状态下的情况。再通过高速摄像机将透明套筒7中的气泡运动规律全部拍摄记录下来，进而完成整个测量过程。

为了进一步优化上述技术方案，通过增减垫片14和调节水平定位螺钉17的伸出长度，改变透明套筒7与测试轴6的相对位置，模拟轴心平衡位置的变化，即动压状态下轴承贫油润滑的运动状态，观测此时油膜中气泡的扩散规律。

更进一步地优化上述技术方案，套筒支架8中支撑透明套筒7的中空形状是正好卡扣透明套筒7的形状，然后在套筒支架8的底部位置使用紧固螺栓11、垫片14、六角螺母13将套筒支架8与平台12进行紧固，这样就更进一步地防止了透明套筒7发生颤动等不良情况而影响测量效果。

更进一步地优化上述技术方案，透明套筒7两侧的套筒端盖5上设置了油气注射孔，可以控制润滑油量的多少；当缺少润滑油的时候，通过右侧套筒端盖5上的注射孔添加更多的润滑油，当润滑油多的时候，通过左侧套筒端盖5的注射孔放掉多余的润滑油。进而不再需要每次将透明套筒7取出后再调整不同的润滑油量。同时，注射孔装有密封塞，能够保证套筒内的密封性，以免润滑油泄漏或额外空气的混入。

更进一步地优化上述技术方案，套筒端盖5为塑料材质，在能达到技术要求的情况下，降低部件成本。

更进一步地优化上述技术方案，驱动电机1的输出轴通过挠性螺纹管联轴器2与测试轴6固定连接，因为挠性螺纹管联轴器2在联接不同机构中的两根轴(主动轴和从动轴)使之共同旋转以传递扭矩非常好的选择。挠性螺纹管联轴器2还有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用，故选用挠性螺纹管联轴器2将驱动电机1的输出轴与测试轴6进行连接。

更进一步地优化上述技术方案，套筒端盖5选用透明塑料管，在能达到技术要求的情况下，降低部件成本。

更进一步地优化上述技术方案，驱动电机1为永磁无刷交流电机，且工作电压220V，工作电流15A，功率2000w，最低转速4r/min，最高转速8000r/min。

本装置在对润滑油液中注入气泡后，使装置正常运转，然后观测气泡的运动状态，进而可以模拟在测试轴6轴心在不同平衡位置、测试轴6在不同转速、不同供油压力、不同供油量的情况下，气泡在轴承中的运动情况，从而分析平衡位置、转速、供油压力、供油量等参数对轴承贫油润滑的影响。

本装置还可以通过不同粘度的润滑油，来测量润滑油粘度参数对轴承贫油润滑的影响。

以上对本实用新型所提供一种含气油膜流体润滑状态的观测实验装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也都在本实用新型权利要求的保护范围内。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“右侧”、“左侧”、“顶部”、“底部”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

Claims (3)

1.一种含气油膜流体润滑状态的观测实验装置，其特征是包括：

驱动电机(1)；

连接驱动电机轴与测试轴(6)的挠性螺纹管联轴器(2)；

与所述驱动电机(1)的输出轴固定连接的测试轴(6)；

套设在所述测试轴(6)终端的透明套筒(7)；

粘合在所述透明套筒(7)两端的套筒端盖(5)；

支撑所述透明套筒(7)的套筒支架(8)；

支撑所述测试轴(6)的测试轴支架(10)；

定位套筒支架(8)的水平位置的定位支架(16)；

安装套筒支架(8)、测试轴支架(10)、定位支架(16)和驱动电机(1)的平台(12)；

所述套筒支架(8)为中空形状，所述中空形状尺寸为容纳所述透明套筒(7)的横截面尺寸；

所述测试轴支架(10)上设有滚动轴承(9)；

所述套筒支架(8)底部与平台(12)之间设有垫片(14)，并由紧固螺钉(11)和六角螺母(13)固定；

所述定位支架(16)上用于定位的定位螺钉(17)与所述套筒支架(8)相接触；

所述驱动电机(1)为永磁无刷交流电机；

所述测试轴(6)的左端部上还设置有感光片(15)；

所述透明套筒(7)为透明塑料管。

2.根据权利要求1所述的含气油膜流体润滑状态的观测实验装置，其特征是，还包括设置在所述平台(12)上用于安装套筒支架(8)、测试轴支架(10)、定位支架(16)和驱动电机(1)的紧固螺钉(11)。

3.根据权利要求1所述的含气油膜流体润滑状态的观测实验装置，其特征是，所述套筒端盖(5)上设有油气注射孔并含有密封塞(3)，还设有密封槽并含有橡胶圈(4)。