本發(fā)明屬于流體機(jī)械(混流泵)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及到一種混流泵葉輪瞬態(tài)徑向力測(cè)量裝置及方法。

背景技術(shù)：

混流泵是一種性能和結(jié)構(gòu)介于離心泵和軸流泵之間水力機(jī)械，作為核能發(fā)電、艦船推進(jìn)、導(dǎo)彈發(fā)射及南水北調(diào)等重大戰(zhàn)略工程中的核心動(dòng)力裝備，其大功率、高速、多工況下的工作狀況使得混流泵轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性相對(duì)降低、流場(chǎng)趨于復(fù)雜化，間隙流體激振易引發(fā)轉(zhuǎn)子渦動(dòng)、軸系振動(dòng)等不穩(wěn)定問題，因此，為了深入分析混流泵轉(zhuǎn)子不穩(wěn)定性問題，有必要發(fā)明一種針對(duì)混流泵葉輪瞬態(tài)徑向力測(cè)量裝置。

經(jīng)檢索，目前徑向力測(cè)量裝置的相關(guān)專利有：申請(qǐng)?zhí)?01010274222.4，一種徑向力測(cè)定儀及其唇形密封圈徑向力測(cè)定方法。該發(fā)明專利規(guī)范了唇形密封圈徑向力測(cè)定方法，但過大的徑向力將會(huì)影響密封圈的密封性能和工作壽命；申請(qǐng)?zhí)?012103503553.5，一種離心泵水力瞬態(tài)徑向力測(cè)量裝置及測(cè)量方法，提供了一種離心泵葉輪瞬時(shí)徑向力的測(cè)量裝置。該專利的測(cè)量過程較為復(fù)雜，且需在泵軸前端安放用于平衡的物體，容易影響泵的流動(dòng)性能、降低泵的效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在不足，本發(fā)明提供了一種混流泵葉輪瞬態(tài)徑向力測(cè)量裝置及方法，該發(fā)明提出一種測(cè)量方法簡(jiǎn)單、測(cè)量?jī)x器易于操作，針對(duì)混流泵葉輪瞬態(tài)徑向力進(jìn)行測(cè)量。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

一種混流泵葉輪瞬態(tài)徑向力測(cè)量裝置，包括壓力傳感器、后端軸承套筒、角接觸球軸承、圓柱滾子軸承、前端軸承套筒、泵軸、HSJ-2010水力機(jī)械綜合測(cè)試儀；所述泵軸依次穿過一對(duì)角接觸球軸承和一個(gè)圓柱滾子軸承；所述圓柱滾子軸承安裝在前端軸承套筒內(nèi)，前端軸承套筒安裝在導(dǎo)葉輪轂的內(nèi)壁上；所述角接觸球軸承并列安裝在后端軸承套筒內(nèi)，后端軸承套筒安裝在后端軸承座上；所述前端軸承套筒外圈和后端軸承套筒外圈上分別設(shè)有數(shù)個(gè)圓形凹槽，每個(gè)圓形凹槽內(nèi)設(shè)置有一個(gè)壓力傳感器；所述導(dǎo)葉輪轂、后端軸承座上分別設(shè)置數(shù)個(gè)螺栓孔和穿線孔；每個(gè)螺栓孔內(nèi)均安裝一個(gè)壓緊螺栓用于固定壓力傳感器；所述壓力傳感器的引線通過穿線孔引出、并通過數(shù)據(jù)線與HSJ-2010水力機(jī)械綜合測(cè)試儀相聯(lián)。

進(jìn)一步地，所述導(dǎo)葉輪轂上的穿線孔為前端穿線孔，開設(shè)在導(dǎo)葉輪轂內(nèi)；后端軸承座上的穿線孔為后端穿線孔，開設(shè)在后端軸承座內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述多個(gè)圓形凹槽均勻分布在前端軸承套筒外圈和后端軸承套筒外圈上。

進(jìn)一步地，所述圓形凹槽的數(shù)量為四個(gè)。

進(jìn)一步的，前端軸承套筒內(nèi)側(cè)與圓柱滾子軸承為過盈配合，前端軸承套筒的寬度略大于圓柱滾子軸承寬度，前端軸承套筒為內(nèi)徑為80mm，外徑為125mm，高度為27mm的圓環(huán)柱狀體，且在外環(huán)處銑出四個(gè)平面，每相鄰平面中心點(diǎn)與圓心連線的夾角為90度。

進(jìn)一步的，后端軸承套筒內(nèi)側(cè)與角接觸球軸承為過盈配合，后端軸承套筒3的寬度略大于角接觸球軸承寬度，后端軸承套筒為內(nèi)經(jīng)為80mm，外徑為120mm，高度為48mm的柱狀體，且在外環(huán)處銑出四個(gè)平面，每相鄰平面中心點(diǎn)與圓心連線的夾角為90度。

進(jìn)一步的，前端軸承套筒外圈和后端軸承套筒外圈的圓形凹槽位于所銑的四個(gè)平面內(nèi)，每個(gè)平面內(nèi)有一個(gè)圓形凹槽，每個(gè)圓形凹槽的圓心與所在平面中心點(diǎn)重合，凹槽的深度比傳感器高度小1mm～2mm。

混流泵葉輪瞬態(tài)徑向力測(cè)量方法，其特征在于，在用于承載混流泵泵軸的角接觸球軸承、圓柱滾子軸承與后端軸承座、導(dǎo)葉輪轂之間分別設(shè)置后端軸承套筒、前段軸承套筒，并在后端軸承套筒、前段軸承套筒外圈上分別設(shè)有數(shù)個(gè)圓形凹槽，用于安置壓力傳感器，并采用裝在后端軸承座、導(dǎo)葉輪轂上的壓緊螺母限制所述壓力傳感器的移動(dòng)，通過壓力傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)泵軸對(duì)角接觸球軸承、圓柱滾子軸承在不同徑向上的徑向力，來獲取混流泵葉輪瞬態(tài)徑向力。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明所述的混流泵葉輪瞬態(tài)徑向力測(cè)量裝置，針對(duì)混流泵結(jié)構(gòu)，對(duì)混流泵軸承座結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，提供了一種混流泵葉輪瞬態(tài)徑向力測(cè)量裝置，在不影響混流泵的流動(dòng)性能和效率的前提下，實(shí)現(xiàn)混流泵葉輪瞬態(tài)徑向力實(shí)驗(yàn)測(cè)量，該混流泵葉輪瞬態(tài)徑向力測(cè)量方法簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，校核方便，利用傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)捕捉徑向力，達(dá)到能夠測(cè)量瞬態(tài)徑向力的目的。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述混流泵葉輪瞬態(tài)徑向力測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為混流泵葉輪瞬態(tài)徑向力后端測(cè)量裝置裝配示意圖；

圖3為混流泵葉輪瞬態(tài)徑向力前端測(cè)量裝置裝配示意圖。

附圖標(biāo)記說明如下：

1-后端壓緊螺栓；2-壓力傳感器；；3-后端軸承套筒；4-角接觸球軸承；5-螺栓孔A；6-后端穿線孔；7-前端壓緊螺栓；8-圓柱滾子軸承；9-前端軸承套筒；10-螺栓孔B；11-前端穿線孔；12-泵軸。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。

如圖1、2、3所示，本發(fā)明所述的混流泵葉輪瞬態(tài)徑向力測(cè)量裝置，包括四個(gè)后端壓緊螺栓1，壓力傳感器2，后端軸承套筒3，角接觸球軸承4，螺栓孔A5，后端穿線孔6，四個(gè)前端壓緊螺栓7，圓柱滾子軸承8，前端軸承套筒9，螺栓孔B 10，前端穿線孔11，泵軸12，HSJ-2010水力機(jī)械綜合測(cè)試儀。所述泵軸12依次穿過一對(duì)角接觸球軸承4和一個(gè)圓柱滾子軸承8；所述圓柱滾子軸承8安裝在前端軸承套筒9內(nèi)，前端軸承套筒9安裝在導(dǎo)葉輪轂的內(nèi)壁上；所述一對(duì)角接觸球軸承4并列安裝在后端軸承套筒3內(nèi)，后端軸承套筒3安裝在后端軸承座上；所述前端軸承套筒9外圈和后端軸承套筒3外圈上分別設(shè)有四個(gè)圓形凹槽，每個(gè)圓形凹槽內(nèi)設(shè)置有一個(gè)壓力傳感器2；所述導(dǎo)葉輪轂上設(shè)有安裝壓緊螺栓的四個(gè)螺栓孔B10；每個(gè)螺栓孔B10內(nèi)安裝一個(gè)前端壓緊螺栓7；所述后端軸承座上設(shè)有安裝壓緊螺栓的四個(gè)螺栓孔A5，每個(gè)螺栓孔A5內(nèi)安裝一個(gè)后端壓緊螺栓1；所述每個(gè)壓緊螺栓1,7將壓力傳感器2固定在圓形凹槽內(nèi)；所述壓力傳感器2的引線通過穿線孔6,11引出；所述前端穿線孔11開設(shè)在導(dǎo)葉輪轂內(nèi)；所述后端穿線孔6開設(shè)在后端軸承座內(nèi)；所述前端壓力傳感器、后端壓力傳感器通過數(shù)據(jù)線與外機(jī)相聯(lián)，外機(jī)采用HSJ-2010水力機(jī)械綜合測(cè)試儀；所述HSJ-2010水力機(jī)械綜合測(cè)試儀采用美國國家儀器公司高速采集模塊為硬件基礎(chǔ)，利用NI USB-6218采集卡采集信息。

本發(fā)明所述的混流泵葉輪瞬態(tài)徑向力測(cè)量方法，在用于承載混流泵泵軸的角接觸球軸承4、圓柱滾子軸承8與后端軸承座、導(dǎo)葉輪轂之間分別設(shè)置后端軸承套筒3、前段軸承套筒9，并在后端軸承套筒3、前段軸承套筒9外圈上分別設(shè)有數(shù)個(gè)圓形凹槽，用于安置壓力傳感器2，并采用裝在后端軸承座、導(dǎo)葉輪轂上的壓緊螺母限制所述壓力傳感器2的移動(dòng)，通過壓力傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)泵軸對(duì)角接觸球軸承4、圓柱滾子軸承8在不同徑向上的徑向力，來獲取混流泵葉輪瞬態(tài)徑向力。

前端軸承套筒9內(nèi)側(cè)與圓柱滾子軸承8為過盈配合，前端軸承套筒9的寬度略大于圓柱滾子軸承8寬度，前端軸承套筒9為內(nèi)徑為80mm，外徑為125mm，高度為27mm的圓環(huán)柱狀體，且在外環(huán)處銑出四個(gè)平面，每相鄰平面中心點(diǎn)與圓心連線的夾角為90度。后端軸承套筒3內(nèi)側(cè)與角接觸球軸承4為過盈配合，后端軸承套筒3的寬度略大于角接觸球軸承4寬度，后端軸承套筒3為內(nèi)經(jīng)為80mm，外徑為120mm，高度為48mm的柱狀體，且在外環(huán)處銑出四個(gè)平面，每相鄰平面中心點(diǎn)與圓心連線的夾角為90度。前端軸承套筒9外圈和后端軸承套筒3外圈均開設(shè)有四個(gè)圓形凹槽，圓形凹槽位于所銑的四個(gè)平面內(nèi)，每個(gè)平面內(nèi)有一個(gè)圓形凹槽，每個(gè)圓形凹槽的圓心與所在平面中心點(diǎn)重合，凹槽的深度比傳感器高度小1mm～2mm。

進(jìn)一步的，每個(gè)圓形凹槽內(nèi)放置一個(gè)壓力傳感器2，每個(gè)螺栓孔5,10裝有一個(gè)壓緊螺栓1,7，凹槽孔徑與螺栓孔5,10孔徑相等，安裝時(shí)，螺栓孔5,10與凹槽對(duì)齊，通過壓緊螺栓1,7將壓力傳感器2固定在凹槽內(nèi)，傳感器的引線通過穿線孔6,11引出，并將數(shù)據(jù)輸出到外機(jī)內(nèi)。

多個(gè)前端壓力傳感器、后端壓力傳感器通過數(shù)據(jù)線與外機(jī)相聯(lián)，外機(jī)采用HSJ-2010水力機(jī)械綜合測(cè)試儀，利用NI USB-6218采集卡采集信息，將采集箱USB插口與電腦連接，NI USB-6218采集卡將被識(shí)別，并記錄在Measurement&Automation中，在Measurement&Automation的“NI-DAQmx設(shè)備”中顯示。

所述實(shí)施例為本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式，但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出的任何顯而易見的改進(jìn)、替換或變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。