【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种推力轴承，具体涉及一种水润滑推力轴承及性能测试方法。
技术介绍
1、聚晶金刚石具有高硬度、高耐磨性和高导热率等特点，适用于开发具有高承载能力的水润滑推力轴承；但由于聚晶金刚石复合片生产过程中涉及到的工艺和技术较为复杂，因此其成本较高。
2、目前，已经授权、公开的采用聚晶金刚石材料研制的滑动推力轴承相关中国专利包括《金刚石滑动推力轴承》(公告号：cn203835953u)；《一种超重载水润滑滑动推力轴承及其制造方法》(公开号：cn112727919a)；《一种重载点支撑弹性可倾瓦水润滑滑动推力轴承》(公告号：cn113494523b)。然而以上推力轴承的瓦块弹性协调能力不足，在瓦块高度差较大时，也可能产生局部接触应力过大的情形，且其轴承减振吸振功能弱，高转速工况下可能诱发结构产生较大的摩擦振动现象，造成推力轴承的性能较差。中国专利《一种重载点支撑弹性可倾瓦水润滑滑动推力轴承》(公告号：cn113494523b)公布了一种重载点支撑弹性可倾瓦水润滑滑动推力轴承，但其可倾瓦块上弹性层采用合成橡胶制作或金属橡胶制作，橡胶作为弹性材料具有耐热性和耐候性差、极性材料粘接强度不高、耐油性和耐溶剂性等缺点，长时间使用后，推力轴承的性能下降，严重时会影响实际生产。
3、此外，现有的推力轴承使用环境恶劣且不具备实时检测的设备，长时间使用后容易由于磨损振动等原因造成失能，严重影响实际生产。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种水润
2、本专利技术采用的技术方案为：一种水润滑推力轴承，包括推力盘、若干固定瓦、支撑环、若干可倾瓦和光栅光纤测力设备；
3、所述推力盘与旋转轴相连，固定瓦周向间隔安装在推力盘上，构成推力轴承的旋转部分；
4、所述支撑环与推力盘同轴配置，可倾瓦周向间隔安装在支撑环上，构成推力轴承的非旋转部分；安装在支撑环上的可倾瓦与安装在推力盘上的固定瓦相对布置；
5、在可倾瓦底部的支撑环上环向设置光栅光纤测力设备；
6、所述可倾瓦包括自下而上依次设置的支撑层、镂空弹性层、瓦座、衬底层a和瓦面耐磨层a；所述支撑层的底部安装有刚性球头，刚性球头与光栅光纤测力设备接触；所述镂空弹性层包括多个径向贯通且依次相连的空心管状结构，空心管状结构的轴线方向与支撑环的径向方向平行或重合；所述瓦面耐磨层a与固定瓦的表面正对。
7、按上述方案，所述镂空弹性层包括至少两层空心管状结构，上下两层管状结构的轴线平行且外壁相连；同一层空心管状结构的轴线平行，且外壁相连。
8、按上述方案，所述空心管状结构的截面为半圆形，上下两个空心管状结构背向连接。
9、按上述方案，位于两侧的空心管状结构沿轴线方向开设有镂空。
10、按上述方案，所述瓦面耐磨层a的四周安装有电涡流传感器，电涡流传感器的探头正对推力盘。
11、按上述方案，包括底板、多个设于底板下表面的下凸台、多个设于内侧和外侧光纤段，以及多个设于底板上表面的上凸台；所述底呈环形，设于支撑环内底部；所述下凸台沿底板的下表面周向均匀间隔布置，相邻两个下凸台之间通过内外侧的光纤段相连；每个光纤段上布置有多个光栅；光纤段位于相邻两个下凸台的间隙中，下凸台与支撑环连接；所述光纤段与外部的光栅光纤解调仪相连；所述上凸台周向均匀间隔设于底板的上表面，上凸台与所述可倾瓦的刚性球头相连。
12、按上述方案，所述支撑环为环形槽状结构，包括内环、外环和连接内外环的环形支撑板，所述支撑环的环形支撑板上周向间隔开设有螺栓孔；所述支撑环的外环上设置多个限位螺栓孔，限位螺栓孔与限位螺栓适配，限位螺栓与可倾瓦相连；所述内环顶部径向向外延伸形成凸块，所述可倾瓦的内沿径向向内延伸形成搭接台，支撑环的内环凸块设于可倾瓦的搭接台上；在外环上间隔开设有多个与外环轴线平行的通孔；所述内环和外环的顶部分别周向间隔开设有槽口。
13、按上述方案，所述固定瓦为双层复合结构，包括上到下依次设置的瓦面耐磨层b和衬底层b；瓦面耐磨层b与瓦面耐磨层a正对构成摩擦副；衬底层b与推力盘连接固定。
14、按上述方案，在可倾瓦与固定瓦周围的间隙通入流动的冷却水。
15、本专利技术还公开了一种推力轴承性能测试方法，该方法为：
16、步骤一、提供如上所述推力轴承，并将推力轴承的推力盘安装在试验旋转轴，支撑环安装在试验固定基座上；使推力轴承正常工作；并获得相关试验参数，如推力轴承与轴颈接触面积a；
17、步骤二、启动试验旋转轴，并在推力轴承内通入冷却水进行润滑冷却，通过光栅光纤测力设备测量推力轴承所受的轴向载荷p1；
18、步骤三、计算获得推力轴承的最大承载比压、工况负荷和使用寿命；
19、最大承载比压=p1/a，工况载荷=p2×v：使用寿命lh=（106/60n）×(ftc/p)ɛ；
20、其中，p1表示推力轴承所受的轴向载荷,单位为n；p2为推力轴承工作面承受的压力，单位为mpa；v为推力轴承摩擦面的平均滑移速度，单位为m/s； lh为使用寿命，单位为h；n为轴承的转速，单位为r/min；ft为温度系数；c为基本额定动载荷，单位为n；p为轴承的当量动载荷，因为推力轴承只能承受纯轴向载荷，因此p=np1，n为可倾瓦的数量；ɛ为寿命系数；
21、步骤四、通过计算结果对推力轴承的整体性能进行评价：
22、评估推力轴承的性能，评价方法为：若推力轴承的最大承载比压p1/a大于20 mpa，推力轴承的承载性能优秀；若推力轴承的最大承载比压p1/a不小于16 mpa且不大于20mpa，推力轴承的承载性能合格；若推力轴承的最大承载比压p1/a小于16 mpa，推力轴承的承载性能不合格；
23、若工况载荷p2v值大于100 mpa·m·s-1，推力轴承的工作能力优秀；若工况载荷p2v值不小于80 mpa·m·s-1且不大于100 mpa·m·s-1，推力轴承的工作能力合格；若工况载荷p2v值小于80 mpa·m·s-1，推力轴承的工作能力不合格；
24、若使用寿命lh大于3万小时，推力轴承的寿命性能优秀；若使用寿命lh不小于2.2万小时且不大于3万小时，推力轴承的寿命性能合格；若使用寿命lh小于2.2万小时，推力轴承的寿命性能不合格；
25、当推力轴承的承载性能、工作能力和寿命性能均为优秀时，说明推力轴承的整体性能优秀；当推力轴承的承载性能、工作能力和寿命性能均达到合格以上，但不满足同时为优秀时，说明推力轴承的整体性能合格；当推力轴承的承载性能、工作能力和寿命性能这三项中至少有一项不合格时，说明推力轴承的整体性能不合格。
26、本专利技术的有益效果为：
27、1、本专利技术通过合理的材料去除，加工了两层半圆形镂空结构作为镂空弹性层，该镂空弹性层在径向方向贯穿整个本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水润滑推力轴承，其特征在于，包括推力盘、若干固定瓦、支撑环、若干可倾瓦和光栅光纤测力设备；
2.如权利要求1所述的水润滑推力轴承，其特征在于，所述镂空弹性层包括至少两层空心管状结构，上下两层管状结构的轴线平行且外壁相连；同一层空心管状结构的轴线平行，且外壁相连。
3.如权利要求2所述的水润滑推力轴承，其特征在于，所述空心管状结构的截面为半圆形，上下两个空心管状结构背向连接。
4.如权利要求2所述的水润滑推力轴承，其特征在于，位于两侧的空心管状结构沿轴线方向开设有镂空。
5.如权利要求2所述的水润滑推力轴承，其特征在于，所述瓦面耐磨层A的四周安装有电涡流传感器，电涡流传感器的探头正对推力盘。
6.如权利要求2所述的水润滑推力轴承，其特征在于，所述光栅光纤测力设备整体呈环状结构，包括底板、多个设于底板下表面的下凸台、多个设于内侧和外侧光纤段，以及多个设于底板上表面的上凸台；所述底呈环形，设于支撑环内底部；所述下凸台沿底板的下表面周向均匀间隔布置，相邻两个下凸台之间通过内外侧的光纤段相连；每个光纤段上布置有多个光栅；光
7.如权利要求6所述的水润滑推力轴承，其特征在于，所述支撑环为环形槽状结构，包括内环、外环和连接内外环的环形支撑板，所述支撑环的环形支撑板上周向间隔开设有螺栓孔；所述支撑环的外环上设置多个限位螺栓孔，限位螺栓孔与限位螺栓适配，限位螺栓与可倾瓦相连；所述内环顶部径向向外延伸形成凸块，所述可倾瓦的内沿径向向内延伸形成搭接台，支撑环的内环凸块设于可倾瓦的搭接台上；在外环上间隔开设有多个与外环轴线平行的通孔；所述内环和外环的顶部分别周向间隔开设有槽口。
8.如权利要求1所述的水润滑推力轴承，其特征在于，所述固定瓦为双层复合结构，包括上到下依次设置的瓦面耐磨层B和衬底层B；瓦面耐磨层B与瓦面耐磨层A正对构成摩擦副；衬底层B与推力盘连接固定。
9.如权利要求1所述的水润滑推力轴承，其特征在于，在可倾瓦与固定瓦周围的间隙内，以及所述支撑环的缝隙内及镂空弹性层的镂空内通入冷却水。
10.一种推力轴承性能测试方法，其特征在于，该方法为：
...【技术特征摘要】
1.一种水润滑推力轴承，其特征在于，包括推力盘、若干固定瓦、支撑环、若干可倾瓦和光栅光纤测力设备；
2.如权利要求1所述的水润滑推力轴承，其特征在于，所述镂空弹性层包括至少两层空心管状结构，上下两层管状结构的轴线平行且外壁相连；同一层空心管状结构的轴线平行，且外壁相连。
3.如权利要求2所述的水润滑推力轴承，其特征在于，所述空心管状结构的截面为半圆形，上下两个空心管状结构背向连接。
4.如权利要求2所述的水润滑推力轴承，其特征在于，位于两侧的空心管状结构沿轴线方向开设有镂空。
5.如权利要求2所述的水润滑推力轴承，其特征在于，所述瓦面耐磨层a的四周安装有电涡流传感器，电涡流传感器的探头正对推力盘。
6.如权利要求2所述的水润滑推力轴承，其特征在于，所述光栅光纤测力设备整体呈环状结构，包括底板、多个设于底板下表面的下凸台、多个设于内侧和外侧光纤段，以及多个设于底板上表面的上凸台；所述底呈环形，设于支撑环内底部；所述下凸台沿底板的下表面周向均匀间隔布置，相邻两个下凸台之间通过内外侧的光纤段相连；每个光纤段上布置有多个光栅；光纤段位于相邻两个下凸台的间...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁兴鑫，杜怿楠，徐子昂，王如意，刘昊展，韩牧雨，安格正，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。