小型滑动推力轴承试验台本体结构设计与应用
发布时间：2013-07-10 浏览次数：722
李永海 姜忱 王继志 刘从民
（哈尔滨电工学院）
摘 要：本文对小型滑动推力轴承试验台的本体结构、试验范围和功能、工业产品实验等进行了介绍。该实验台为滑动推力轴承的实验研究提供了良好的条件。
一、引言
在水轮发电机组中承受轴向推力的推力轴承是机组安全、可靠运行的关键部件之一。就推力轴承而言，其能否正常使用，除进行必要的理论分析、计算外，它的结构、制造、安装及工作环境都对其工作性能产生影响。因此，对滑动推力轴承的研究是一个综合课题，它始终被列为新电站大型机组研制的重点攻关项目，因而建造推力轴承的模拟实验台也就显得尤为重要。
二、试验台主要技术参数与试验研究功能
1.技术参数
试验范围，即推力负荷与转速的关系如图1所示。（该曲线是依据长宽比为1、周向偏心5%、径向偏心5%的扇形试验推力瓦绘制的。）
2.实验研究功能
该试验台为立式结构，主要由本体部分、液静压传动与供油系统、数据检测与处理系统、电力拖动与电气控制系统等四部分组成。本文只对本体结构部分进行介绍，其它三个部分见参考文献]。试验台可用于立式滑动推力轴承的试验研究，对小型推力轴承可进行原型试验，对大、中型轴承可进行模拟试验。试验推力瓦可中心支承、也可以偏心支承，且偏心量可调，还可正向旋转，既可对不同瓦面材料、不同形状、不同支点位置的轴承进行实验，还可对不同的润滑介质进行实验研究。
三、试验台本体结构
试验台本体结构如图2所示。主要由拖动电机2、测速发电机3、半联轴器5,6、下导轴承7、顶起油缸8、静压承载盘10、静压轴承11、加载油缸12、主轴13、试验推力瓦16、镜板17、冷却器18、上导轴承19和推力头20等组成。试验用润滑油90升。
1.上导轴承、下导轴承及端面密封
上导轴承为固定式双向滑动轴承，浸油润滑，其半径间隙为0.07mm。下导轴承为2268116双向推力向心球轴承，脂润滑。主轴端面密封采用了三层骨架式橡胶油封9，上、下导轴承可正、反向旋转。
2.直流拖动电机、测速发电机及与主轴的连接
直流拖动电机安装在位于机坑的电机支座上，电机轴伸与主轴用弹性柱销联轴器联接，主轴与其相连的半联轴器之间的配合为间隙配合，以保证主轴上移顶起和下移加载时拖动电机转子不受影响。在与电机轴伸相配的半联轴器的外部加工成同步齿形带的带轮，通过同步齿形带将电机转速（即主轴转速）传送给测速发电机液。
3.静压加载装置
此装置是由加载油缸、释压轴承和静压承载盘组成。加载油缸为自行设计的环形油缸，采用Yx型密封圈密封，Z大工作压力为11MPa。静压轴承为单面开式推力轴承，由六个扇形油室组成，Z大油室压力为7.0MPa。为提高轴承抗倾覆力矩的能力，采用扭板节流器作为调压元件，其供油系统为定压供油，外循环冷却。加载力由加载油缸传递给静压轴承，由静压轴承油膜传给静压承载盘，再通过主轴、推力头、镜板对试验推力瓦施加推力负荷。加载力由机架自身平衡对拖动电机、地基等均不施加外力。
4.试验推力轴承部分
试验推力轴承部分主要由推力头、镜板、试验推力瓦、托盘15、支承14、润滑油槽、油冷却器等组成。六块试验瓦均匀分布，支承为螺钉刚性支承，且将支承螺钉制作成应变片式荷重传感器，用来测量和调整各瓦的实际受力，在润滑油槽中装有环形水冷却器，进、出水温可测，通水量可调。正常油位时油槽中需润滑油90升。试验推力瓦的周向偏心、径向偏心均可调，轴瓦所受的推力负荷及镜板的转速可在实验范围内无级调节。
四、试验应用
在该试验台上分别进行了舰船用中心支承圆形可倾瓦推力轴承的设计实验；水电机组用偏心支承扇形弹性金属塑料瓦的工业产品实验；注水泵机组用氟塑料贴面推力瓦的含水润滑工业实验；减摩添加剂减摩性能的产品实验及天生桥水电机组推力轴承润滑性能的模拟实验等。这些实验均取得了满意的结果，为结构设计、产品设计、设备改造等提供了可靠的依据。上述各试验均有相应的实验测试报告，限于篇幅这里不作详细介绍。
五、结束语
试验台现已通过部级鉴定，鉴定专家对试验台给予了较高评价，他们一致认为，试验台采用静压加载、双闭环无静差直流调速、数据自动采集及微机处理技术先进布置合理、调整灵活、操作方便、运行稳定。通过现场试验，试验台的加载吨位、旋转速度和油槽温度控制、瓦块受力均衡性等各项指标均较好地达到了设计要求，测试数据的重复性好。经过几年的试运行考验，并圆满完成了三个产品的工业性试验。试验台的研制是成功的，达到了国内先进水平。
来源：《机械工程师》1995年01期
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