[发明专利]屏蔽式电机立式湿转子流体动力学轴向力测试装置及方法

权利要求书

1.一种屏蔽式电机立式湿转子流体动力学轴向力测试装置，其特征在于，包括外壳、转子、上飞轮、下飞轮、支撑架、检测装置和驱动装置，所述上飞轮和所述下飞轮分别设置在所述转子的两端，所述转子的两端分别通过上径向滑动轴承和下径向滑动轴承与所述外壳的内壁连接，所述上飞轮和所述下飞轮设置在所述外壳内，所述转子、所述上飞轮和所述下飞轮与所述外壳内壁之间有间隙，所述外壳的下端与所述支撑架连接，所述检测装置包括推力承载盘、推力盘测力轴和若干测力单元，所述转子下端的轴肩从所述外壳穿出后通过第一联轴器与所述推力盘测力轴连接，所述推力盘测力轴通过推力滚动轴承与所述推力承载盘连接，所述推力承载盘与若干测力单元连接，测力单元通过法兰盘与所述支撑架连接，所述推力盘测力轴通过径向滚动轴承与所述法兰盘连接，所述径向滚动轴承位于所述推力滚动轴承的下方，所述驱动装置包括变频电机，所述变频电机通过第二联轴器与所述推力盘测力轴连接，所述变频电机通过法兰与所述支撑架连接。

2.如权利要求1所述的屏蔽式电机立式湿转子流体动力学轴向力测试装置，其特征在于，所述转子下端与所述外壳的连接处设有机械式密封装置。

3.如权利要求2所述的屏蔽式电机立式湿转子流体动力学轴向力测试装置，其特征在于，所述密封装置包括密封圈。

4.如权利要求1所述的屏蔽式电机立式湿转子流体动力学轴向力测试装置，其特征在于，所述测力单元包括力传感器，所述力传感器为4个，4个力传感器在圆周方向上均匀分布。

5.如权利要求1所述的屏蔽式电机立式湿转子流体动力学轴向力测试装置，其特征在于，所述上飞轮和所述下飞轮的结构相同，所述上飞轮和所述下飞轮分别通过键以及紧固螺母与所述转子连接。

6.如权利要求1所述的屏蔽式电机立式湿转子流体动力学轴向力测试装置，其特征在于，所述第一联轴器通过锁紧螺母与所述推力盘测力轴连接。

7.如权利要求1所述的屏蔽式电机立式湿转子流体动力学轴向力测试装置，其特征在于，还包括数据收集与分析系统，所述数据收集与分析系统与所述测力单元连接，所述数据收集与分析系统用于对测力单元的测量值进行收集和分析。

8.如权利要求1-7中任意一项所述的屏蔽式电机立式湿转子流体动力学轴向力测试装置的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.将各部件按照权利要求1中的连接关系进行安装，转子静止时，转子通过所述第一联轴器与所述推力盘测力轴连接，所述转子与所述上飞轮和所述下飞轮组成的转子组件所受到的重力通过所述推力盘测力轴传递到所述推力滚动轴承，所述推力滚动轴承承受的作用力通过推力承载盘传递到若干测力单元，从而测量出静止情况下转子组件所受到的轴向力G₁，G₁为所有的测力单元的测量值之和；

b.在所述外壳内注满液体，启动变频电机，变频电机通过第二联轴器驱动所述推力盘测力轴旋转，所述推力盘测力轴通过第一联轴器带动转子在间隙流体中旋转，旋转过程中，外壳内部间隙流体介质由于速度差异而导致压力分布出现差异，从而使得转子组件受到轴向作用力，同时，转子组件还受到重力作用力；转子组件所受的重力和轴向作用力通过所述推力盘测力轴传递到所述推力滚动轴承，所述推力滚动轴承承受的作用力通过推力承载盘传递到若干测力单元，从而测量出转子组件所受到的轴向力G₂，G₂为所有的测力单元的测量值之和；则可得到该转子组件所受到的轴向流体动力学作用力G＝G₂-G₁。

9.如权利要求8所述的屏蔽式电机立式湿转子流体动力学轴向力测试装置的测试方法，其特征在于，所述步骤b中的液体包括水。

10.如权利要求8所述的屏蔽式电机立式湿转子流体动力学轴向力测试装置的测试方法，其特征在于，所述变频电机的转速为0-1500rpm。