[发明专利]一种可模拟不同水质工况的水润滑轴承试验平台

说明书

本发明公开了一种可模拟不同水质工况的水润滑轴承试验平台，包括驱动电机通过第一弹性联轴器与扭矩传感系统相连，所述系统通过第二弹性联轴器与多规格转轴相连、所述转轴与水润滑轴承构成间隙转动配合。通过加固不同尺寸的铜套来实现多规格轴承的试验。其中水箱的设计能够实现对不同水质水环境的模拟；超声波测厚仪可测其水膜厚度变化情况；电涡流传感器的设置可测试验轴承的振动；声音传感器测其发出的噪声；扭矩传感器测其动态扭矩值。本发明实现了多规格水润滑轴承的安装和模拟水润滑轴承运行工况的水质环境，能够对轴承进行实况模拟与可靠性试验，为水润滑轴承的结构设计、材料性能测试等提供试验条件。

技术邻域

本发明涉及试验平台，特别是基于水润滑轴承设计的一种可模拟不同水质工况的水润滑轴承试验平台。

背景技术

近年来，随着环保意识逐渐深入人心及石油资源的日渐枯竭，以水代替传统润滑油作为润滑剂的水润滑轴承逐渐走进了人们的视野。由于水润滑轴承具有无污染、低成本及材料来源丰富等优点,同时水润滑轴承成本低，阻燃性好，易维护保养，还能降低摩擦副的摩擦、磨损、振动、噪声、无功能耗等关键问题。水润滑轴承用途广泛，不仅涉及船舶领域，还在水泵、水电站中被广泛利用。由于国外先进材料，如飞龙、赛龙对我国技术的封闭，我国应开发出性能良好的并具有自主知识产权的水润滑轴承材料。

水润滑轴承如船舶水润滑尾轴承的工作条件十分恶劣，既要承受螺旋桨回转时的不均匀悬臂负荷及螺旋桨偶然碰到障碍物时的动力负荷，又要承受尾轴和螺旋桨重量及运转过程中可能发生的附加振动力等，因此，对轴承的力学性能、隐蔽性能和可靠性能的研究有助于提高船舶设备的运行效率或生产效益。与此同时，水润滑轴承还要承受水质(如含盐量、含沙量、沙粒大小等)、水域温度等众多环境因素的影响，因此，对轴承在不同水质中的摩擦性能研究更迫切。滑动轴承的安装一般都是固定的，其安装机构就难改变。由于滑动轴承的规格非常多，宽度与内、外圈直径不尽相同，设计加工出一个特定安装机构通常只适用于某一规格的滑动轴承。这也使得目前大多数滑动轴承试验台通常只能对某一规格的滑动轴承进行试验。而若要在这些试验台上对其它规格的滑动轴承进行试验，则需改变试验台轴系的尺寸，时间与经济成本较高。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是：针对现有水润滑轴承试验台的局限性，提供一种设计多规格水润滑轴承试验台，模拟水润滑轴承真实的工作环境，精确测其水膜厚度及其它力学性能，保障水润滑轴承的性能测试。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的可模拟不同水质工况的多规格水润滑轴承试验平台，其包括变频驱动电机、扭矩传感系统、水箱、水润滑轴承、多规格转轴、基座、升降装置，其中：变频驱动电机通过第一弹性联轴器与扭矩传感系统相连，扭矩传感系统通过第二弹性联轴器与多规格转轴相连，多规格转轴与水润滑轴承构成间隙转动配合；基座上设有便于轴心对齐的变频驱动电机支撑架、扭矩传感系统支撑架和水箱支撑架，它们分别支撑变频驱动电机、扭矩传感系统、水箱；水箱中设有轴承支撑架，用来支撑水润滑轴承；升降装置中的升降平台上搭载有声音传感器、电涡流传感器和超声波发射器。

本发明设有数据采集系统，其包括计算机和通过数据线与之相连的控制器、采集模块、控制板卡，其中：控制器采用预定顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值来控制电动机的启动、调速、制动和反向的主令，由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成；采集模块采用I/O、数据采集和隔离的RS-485总线接口，支持标准的Modbus议和自定义ASCII协议；控制板卡采用可插入式，用来控制硬件的运行。

所述多规格转轴，设有第一凸台和第二凸台，两个凸台之间设置的转轴与水润滑轴承构成摩擦副；转轴的两端，其中靠近变频驱动电机的一端与第一凸台固定，另一端与第二凸台可拆卸；该转轴表面上通过第一凸台的凹口和第二凸台的凹口使铜套的凸缘对齐，以加固不同尺寸的铜套的凸缘。

所述水箱与转轴之间设有旋转机械密封。