专利名称：一种用于多级直联离心泵的轴向力测量装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种测量装置，具体涉及一种用于多级直联离心泵的轴向力测量装置及方法。
背景技术：
多级直联离心泵的轴向力产生的主要原因如下:1、叶轮前后盖板压力不对称产生的力，以及受压面积不同产生的压力；2、由于液体流经叶轮后流动方向变化产生的动反力；
3、扭曲叶片工作面与背面压力不同产生的力；4、由于叶轮流道内前后盖板在同一半径处的压力不同产生的力。现有的多级直联离心泵级数多，轴向力实际值和理论值差别较大，而轴向力又很难直接测量，造成计算的理论轴承使用寿命往往不够准确，在实际生产时轴承寿命无法把握将对整个生产造成较大影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于多级直联离心泵的轴向力测量装置及方法，通过在电机上方安装测力装置，克服了现有的多级直联离心泵中轴承使用寿命无法把握的缺点，从而实现本发明的目的。本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现:一种用于多级直联离心泵的轴向力测量装置，包括一设于电机上的测力装置，电机的电机轴上、下两端分别设有第一、第二轴承，其中:测力装置包括一支架、一测量装置以及一力传导装置，其中:力传导装置与电机轴连接，第一轴承设于该力传导装置与电机轴之间，该第一轴承用于将电机轴的轴向力传至力传导装置；测量装置与力传导装置连接，用于测量力传导装置受到的轴向力；支架设于电机的外壳上，测量装置、力传导装置均设于该支架内。在本发明的一个优选实施例中，力传导装置具体包括一轴承座，该轴承座径向固定于支架上，第一轴承设于该轴承座内。特别需要说明的是，支架与轴承座的配合面的公差为H7/h6。特别需要说明的是，支架与轴承座之间设有用于防止轴承座相对支架轴向滑动的防转销。在本发明的一个优选实施例中，测量装置具体为一电子测力器，该电子测力器上端通过一螺栓与支架连接，下端通过一螺栓与该力传导装置固定连接。在本发明的一个优选实施例中，第一轴承采用深沟球轴承，第二轴承采用圆柱滚子轴承。在本发明的一个优选实施例中，支架与电机外壳的配合面的公差为H7/h6。一种用于多级直联离心泵的轴向力测量方法，包括如下步骤:
I)在多级直联离心泵的电机轴的顶端设置一支架以及设于该支架上、用于传递轴向力的力传导装置，电机轴顶端与该力传导装置连接，力传导装置与支架间配合面的公差为 H7/h6 ；2)在支架与力传导机构之间设置一防转销，用于防止支架与力传导装置相对滑动；3)在电机轴与力传导机构之间设置一用于承受、传导轴向力的深沟球轴承；4)在电机轴上方悬挂固定一测力装置，测力装置下端与力传导机构固定连接，测力装置上端通过一螺栓与支架连接，用于测量力传导机构的轴向力。本发明的有益效果在于:本发明直接在多级直联离心泵的电机结构基础上改造得到，不仅能够准确测得轴向力实际值，且不会增加占用额外的空间，使用构件也从改造电机得到，有效的节约了成本且效果良好，结构简单且使用寿命长，具有很强的实用性。
图1为本发明所述的一种用于多级直联离心泵的轴向力测量装置在具体实施时的总体结构示意图。图2为本发明所述的一种用于多级直联离心泵的轴向力测量装置在具体实施时的结构图。
具体实施例方式为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式
，进一步阐述本发明。如图1所示，本发明所述的一种用于多级直联离心泵的轴向力测量装置400设于多级直联离心泵顶端，该多级直联离心泵从下往上依次为泵体100、电机座200、电机300，本发明设于电机300上方。如图2所示，电机300中心处为电机轴310，电机轴下方设有用于承受径向力的圆柱滚子轴承312 ;电机300上方设有支架320，该支架320固定于电机外壳301上，在本实施例中，支架320与电机外壳301的配合面为精加工配合，其配合公差为H7/h6 ;支架320中心开设有孔，轴承座340从该孔中穿过。轴承座340呈一倒置的中空杯状结构，其上端封闭，下端开放并设有法兰341 ;轴承座340通过该法兰341径向固定于支架320的孔内，电机轴310伸入该轴承座340内；法兰341通过一螺栓342与轴承端盖332相固定，法兰341与支架320之间还设有防转销331。在本实施例中，支架320与轴承座340均采用普通碳钢制成，轴承座340与支架320的孔的配合面为精加工配合，其配合公差为H7/h6 ;深沟球轴承311设于电机轴310与轴承座340之间,用于承受轴向力和径向力。轴承座340上端开设有螺栓孔，电子测力器410设于该轴承座340上方，该电子测力器410上端通过一螺栓411悬挂固定于支架320内部的顶壁，电子测力器410下端通过设于螺栓孔内的螺栓412与轴承座340固定连接。另外，电子测力器410的电线413从支架320侧壁开设的开口 321引出至外部，与一显示装置相连接，操作人员可直接从显示装置读取轴向力数值。在本实施例中，本发明在多级直联离心泵的原电机的基础上进行改造，去掉原电机的上端风扇和顶盖，并更换电机内的上、下轴承为深沟球轴承311和圆柱滚子轴承312 ；在支架320内增加安装轴承座340和防转销331，并将电子测力器410安装于轴承座340上方；除了电子测力器410上下两端的螺栓411、412以外，增加部件均可采用原电机内的部件。在多级直联离心泵工作时，电机轴310的轴向力通过深沟球轴承311传递给轴承座340，由于电子测力器410上端与支架320相固定且下端与电机座340相固定，轴承座340所受到的轴向力可直接传递给电子测力器410，电子测力器410受力产生一定的伸长量从而测得多级直联离心泵的轴向力。在本实施例中，所测量的多级直联离心泵的配套功率不大于电机300的功率，且多级直联离心泵的最大理论轴向力Fl小于电子测力器410的最大测量值F2，通常F2=l.5F1 ;同时Fl小于深沟球轴承311、圆柱滚子轴承312的最大承受力。由于本发明直接在多级直联离心泵的电机结构基础上改造得到，不仅能够准确测得轴向力实际值，且不会增加占用额外的空间，使用构件也从改造电机得到，有效的节约了成本且效果良好，结构简单且使用寿命长，具有很强的实用性。以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求
1.一种用于多级直联离心泵的轴向力测量装置，包括一设于电机上的测力装置，所述电机的电机轴上、下两端分别设有第一、第二轴承，其特征在于: 所述测力装置包括一支架、一测量装置以及一力传导装置，其中: 所述力传导装置与所述电机轴连接，所述第一轴承设于该力传导装置与电机轴之间，该第一轴承用于将电机轴的轴向力传至力传导装置； 所述测量装置与力传导装置连接，用于测量力传导装置受到的轴向力； 所述支架设于电机的外壳上，所述测量装置、力传导装置均设于该支架内。
2.如权利要求1所述的一种用于多级直联离心泵的轴向力测量装置，其特征在于，所述力传导装置具体包括一轴承座，该轴承座径向固定于所述支架上，所述第一轴承设于该轴承座内。
3.如权利要求2所述的一种用于多级直联离心泵的轴向力测量装置，其特征在于，所述支架与轴承座的配合面的公差为H7/h6。
4.如权利要求2所述的一种用于多级直联离心泵的轴向力测量装置，其特征在于，所述支架与轴承座之间设有用于防止轴承座相对所述支架轴向滑动的防转销。
5.如权利要求1所述的一种用于多级直联离心泵的轴向力测量装置，其特征在于，所述测量装置具体为一电子测力器，该电子测力器上端通过一螺栓与所述支架连接，下端通过一螺栓与该力传导装置固定连接。
6.如权利要求1所述的一种用于多级直联离心泵的轴向力测量装置，其特征在于，所述第一轴承采用深沟球轴承，所述第二轴承采用圆柱滚子轴承。
7.如权利要求1所述的一种用于多级直联离心泵的轴向力测量装置，其特征在于，所述支架与电机外壳的配合面的公差为H7/h6。
8.一种用于多级直联离心泵的轴向力测量方法，其特征在于，该方法包括如下步骤: 1)在多级直联离心泵的电机轴的顶端设置一支架以及设于该支架上、用于传递轴向力的力传导装置，电机轴顶端与该力传导装置连接，力传导装置与支架间配合面的公差为H7/h6 ； 2)在所述支架与力传导机构之间设置一防转销，用于防止所述支架与力传导装置相对滑动； 3)在所述电机轴与力传导机构之间设置一用于承受、传导轴向力的深沟球轴承； 4)在电机轴上方悬挂固定一测力装置，所述测力装置下端与所述力传导机构固定连接，测力装置上端通过一螺栓与所述支架连接，用于测量力传导机构的轴向力。
全文摘要
本发明公开了一种用于多级直联离心泵的轴向力测量装置及方法，包括一设于电机上的测力装置，该测力装置包括一支架、一测量装置以及一力传导装置，其中力传导装置与电机轴连接，第一轴承设于该力传导装置与电机轴之间，该第一轴承用于将电机轴的轴向力传至力传导装置；测量装置与力传导装置连接，用于测量力传导装置受到的轴向力；支架设于电机的外壳上，测量装置、力传导装置均设于该支架内；本发明的有益效果在于本发明直接在多级直联离心泵的电机结构基础上改造得到，不仅能够准确测得轴向力实际值，且不会增加占用额外的空间，使用构件也从改造电机得到，有效的节约了成本且效果良好，结构简单且使用寿命长，具有很强的实用性。
文档编号F04D15/00GK103147999SQ20131006799
公开日2013年6月12日 申请日期2013年3月4日 优先权日2013年3月4日
发明者施亮, 卢熙宁, 陈灿 申请人:上海凯泉泵业(集团)有限公司