一种中开式能量回收一体机水润滑轴承试验台

本发明涉及水润滑轴承试验领域，特别涉及一种中开式能量回收一体机水润滑轴承试验台。

背景技术：

1、能量回收一体机是一种高压泵与能量回收透平同轴连接，可以依靠能量回收透平直接带动高压泵运转的装置，多用于海水淡化能量回收领域，在该装置的中间部分，采用了水润滑轴承作为支撑结构，其两端分别为高压泵叶轮和透平叶轮。

2、水润滑轴承是一种以水为润滑介质的滑动轴承，相较于传统的油润滑轴承，在避免了润滑油泄露污染环境的同时也省去了强制润滑状态下的润滑介质供给装置以及密封装置，简化了轴承结构，具有节能环保、维修方便等优点，也广泛应用于大型机械设备中，但在先进制造领域，水润滑轴承的技术仍满足不了实际需要，这便需要建立水润滑轴承试验台对水润滑轴承的各项性能进行全方位的研究。

3、目前对于水润滑轴承试验平台的研究尚不完善，大多水润滑轴承试验台只能单独研究某一个或几个性能参数，无法实现全参数的同时测量，同时，现有的水润滑轴承试验台均是在试验台主体的两侧端面处进行拆装以进行内部水润滑轴承的更换，多次拆装会影响整个装置的密封性能且增大操作难度。此外，考虑水润滑轴承试验台主体内部对于载荷的模拟，目前广泛使用的仍是接触式加载方式，例如液压加载、圆盘加载等，但接触式加载存在着摩擦磨损、振动等现象，这将增大加载的误差，影响水润滑轴承性能的测试。

4、现有技术公开了一种新型水润滑轴承试验台，包括三相逆变单元、电压测量单元、电流测量单元、扭矩测量单元、转速测量单元、恒温水箱单元、按键输入单元和显示单元，工作时可以获得构成液体动压润滑的转速、水温等参数，但未考虑水质对水润滑轴承试验性能的影响。现有技术公开了一种水润滑轴承试验台，主要包括一个密封壳体、两个水润滑轴承、加载单元、驱动装置以及位移监测装置，工作时，该装置可以模拟真实的负载情况以及转子在干、湿工况下的工作，但该装置内该试验台主体仍为整体成型的圆柱空心筒体，且利用圆盘进行加载，虽操作简单，但加载精确性的控制难以得到保障。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种中开式能量回收一体机水润滑轴承试验台，其目的在于在降低装置的使用难度与维修成本的同时，真实地模拟能量回收一体机水润滑轴承的工作环境和不同工况下的水润滑轴承性能试验，能够更加真实有效的检测轴承性能。

2、本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

3、一种中开式能量回收一体机水润滑轴承试验台，包括一个密封的壳体，所述壳体内部设有水润滑轴承，所述水润滑轴承与壳体采用榫卯式连接，所述水润滑轴承的中心孔内安装转轴，所述转轴与动力装置连接；所述转轴上设有电磁加载单元和位移检测单元，所述电磁加载单元用于对水润滑轴承施加径向力，所述位移检测单元用于检测水润滑轴承的径向位移；所述壳体连接润滑冷却系统。

4、进一步，所述水润滑轴承下端为凸起结构，所述壳体内侧对应位置为凹陷结构，所述凸起结构与凹陷结构形成榫卯式连接结构。

5、进一步，在水润滑轴承两侧的转轴上分别安装电磁加载单元，两个电磁加载单元在水润滑轴承两侧施加相向的径向力，且两侧施加的径向力大小相同或相异。

6、进一步，在水润滑轴承两侧分别设有2个位移检测单元，2个位移检测单元相互垂直安装在水润滑轴承一侧。

7、进一步，所述壳体呈中开式结构，所述壳体的上下两部分可拆卸连接。

8、进一步，所述润滑冷却系统包括增压泵、流量监控装置和水箱；所述壳体内腔与增压泵和水箱构成闭环回路；所述增压泵出口安装流量监控装置，用于检测和控制进入壳体内腔的介质流量。

9、进一步，所述水箱上设有温度控制模块和水质监测模块；所述温度控制模块用于检测和加热水箱的温度；所述水质监测模块用于检测水箱内冷却润滑介质的成分。

10、本发明的有益效果在于：

11、1.本发明所述的中开式能量回收一体机水润滑轴承试验台，通过采用中开式的试验台结构，当需要改变内部参数时，可直接将其打开，结构简单，操作简便，减小维修难度。

12、2.本发明所述的中开式能量回收一体机水润滑轴承试验台，通过在水润滑轴承与试验台的密封壳体上采用榫卯结构进行连接固定，在精简装置的同时，有便于后续研究不同材质、结构参数以及表面结构等的水润滑轴承时，可以直接更换轴承模型，节约了产品成本与加工时间，提高试验效率。

13、3.本发明所述的中开式能量回收一体机水润滑轴承试验台，通过使用电磁加载单元进行加载，隔空施力，克服了接触造成的摩擦问题，同时使工件从内部受力，使得试件内应力分布更为均匀，可保障水润滑轴承试验的测试精度。

14、4.本发明所述的中开式能量回收一体机水润滑轴承试验台，通过在水润滑轴承的两侧安装独立的电磁加载单元，可以在两侧进行独立的加载，可以更加真实的模拟水润滑轴承两端在受到不均匀载荷下的运行状态。

15、5.本发明所述的中开式能量回收一体机水润滑轴承试验台，通过在水润滑轴承两侧分别安装两个相互垂直的位移监测单元，可在监测转轴x和y方向两个方向上位移，得到水润滑轴承径向位移轨迹的同时，监测水润滑轴承的倾斜情况，实现对于水润滑轴承的四自由度运动情况的实时监测。

16、6.本发明所述的中开式能量回收一体机水润滑轴承试验台，通过在水箱内加入温度控制模块和水质监测模块，实现了对于水温的实时控制以及润滑介质成分的监测，可更加真实地模拟不同品质的水，尤其是不同品质的海水作为润滑介质时，水润滑轴承的工作特性。

17、7.本发明所述的中开式能量回收一体机水润滑轴承试验台，通过在进水管处设置流量检测装置，实现对水润滑轴承的间隙泄漏量的测量。

技术特征：

1.一种中开式能量回收一体机水润滑轴承试验台，其特征在于，包括一个密封的壳体(16)，所述壳体(16)内部设有水润滑轴承(14)，所述水润滑轴承(14)与壳体(16)采用榫卯式连接，所述水润滑轴承(14)的中心孔内安装转轴(7)，所述转轴(7)与动力装置连接；所述转轴(7)上设有电磁加载单元(11)和位移检测单元，所述电磁加载单元(11)用于对水润滑轴承(14)施加径向力，所述位移检测单元用于检测水润滑轴承(14)的径向位移；所述壳体(16)连接润滑冷却系统。

2.根据权利要求1所述的中开式能量回收一体机水润滑轴承试验台，其特征在于，所述水润滑轴承(14)下端为凸起结构，所述壳体(16)内侧对应位置为凹陷结构，所述凸起结构与凹陷结构形成榫卯式连接结构。

3.根据权利要求1所述的中开式能量回收一体机水润滑轴承试验台，其特征在于，在水润滑轴承(14)两侧的转轴(7)上分别安装电磁加载单元(11)，两个电磁加载单元(11)在水润滑轴承(14)两侧施加相向的径向力，且两侧施加的径向力大小相同或相异。

4.根据权利要求1所述的中开式能量回收一体机水润滑轴承试验台，其特征在于，在水润滑轴承(14)两侧分别设有2个位移检测单元，2个位移检测单元相互垂直安装在水润滑轴承(14)一侧。

5.根据权利要求1所述的中开式能量回收一体机水润滑轴承试验台，其特征在于，所述壳体(16)呈中开式结构，所述壳体(16)的上下两部分可拆卸连接。

6.根据权利要求1所述的中开式能量回收一体机水润滑轴承试验台，其特征在于，所述润滑冷却系统包括增压泵(19)、流量监控装置和水箱(4)；所述壳体(16)内腔与增压泵(19)和水箱(4)构成闭环回路；所述增压泵(19)出口安装流量监控装置，用于检测和控制进入壳体(16)内腔的介质流量，从而确认泄漏量。

7.根据权利要求6所述的中开式能量回收一体机水润滑轴承试验台，其特征在于，所述水箱(4)上设有温度控制模块(5)和水质监测模块(6)；所述温度控制模块(5)用于检测和加热水箱的温度；所述水质监测模块(6)用于检测水箱(4)内冷却润滑介质的成分。

技术总结本发明提供了一种能量回收一体机水润滑轴承试验台，包括一个密封壳体，所述壳体呈中开式结构，所述壳体内部设有一个水润滑轴承，所述水润滑轴承与壳体采用榫卯式的连接方式实现自锁，所述水润滑轴承的中心孔内设有一根转轴，所述转轴与电机由柔性联轴器连接构成驱动端，所述电机与变频器相连实现转速的调节，所述转轴上设有电磁加载单元以及位移检测单元，所述密封壳体上设有出水管与进水管，所述进水管装有增压泵和流量监控装置且进出水管与水箱连接，所述水箱上设有温度控制模块和水质监测模块。本发明能够更真实地模拟能量回收一体机水润滑轴承的工作环境和不同工况下的水润滑轴承性能试验，能更加真实有效的检测轴承性能。技术研发人员：宁延强,张德胜,支银鹤,石磊,李岩,潘强受保护的技术使用者：江苏大学技术研发日：技术公布日：2024/9/9