一种大型屏蔽泵的轴向力检测系统及方法与流程

本发明涉及屏蔽泵轴向力检测技术领域，特别涉及一种大型屏蔽泵的轴向力检测系统及方法。

背景技术：

屏蔽泵的轴向力检测是屏蔽泵出厂实验的一项重要实验。轴向力的数值直接影响了滑动轴承性能，不合适的轴向力大小急剧缩短了轴承的使用寿命，甚至在初始运行阶段使轴承破损。大型屏蔽泵的轴向力数值往往很大，普通的检测装置不能有效测量。未得到平衡的轴向力会造成泵内动静零部件的相互磨损，轴向的窜量增加，一方面造成定转子铁芯偏心增加耗损率，另一方面会使泵体温度升高，严重时会影响操作人员安全。因此，屏蔽泵轴向力的准确测量是提高屏蔽泵水力性能、保证操作安全性的关键。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种大型屏蔽泵的轴向力检测系统及方法已解决背景技术中提及问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种大型屏蔽泵的轴向力检测系统，包括定子、后轴承座、支撑座、氮气弹簧、转轴和检测组件；所述后轴承座放置在定子右侧；所述后轴承座通过螺栓固定在定子右侧；所述转轴通过轴承转动连接在后轴承座内；所述检测组件包括滑环、至少一个加速度传感器、至少一个位移传感器和数据收集系统；所述滑环包括头部以及与头部转动连接的尾部；所述滑环的头部设置在后轴承座右端，尾部穿设过后轴承座与转轴螺纹连接；所述加速度传感器与位移传感器分别固定在滑环的头部右端面上；所述数据收集系统分别与加速度传感器、位移传感器电信号连接；所述氮气弹簧设置在支撑座与滑环的头部之间且处于压缩状态。

对本发明的进一步描述，所述滑环的头部为圆盘状。

对本发明的进一步描述，所述加速度传感器设置两个，两个所述加速度传感器固定在滑环头部的不同半径方向。

对本发明的进一步描述，所述位移传感器设置两个，两个所述位移传感器对称设置且固定在滑环头部的相同半径方向。

对本发明的进一步描述，所述后轴承座与滑环的头部之间设置有弹性密封垫。

对本发明的进一步描述，所述支撑座上设有与氮气弹簧配合的半圆弧形放置部。

一种采用大型屏蔽泵的轴向力检测系统测试大型屏蔽泵的轴向力的方法，方法步骤如下：

1)启动屏蔽泵前，先对屏蔽泵电机内的转子组件进行质量测量，转子组件质量为a1，对氮气弹簧进行充压，初始压力为a2，终止压力为a3，最大行程为a4；

2)启动屏蔽泵，屏蔽泵稳定运转，加速度通过加速度传感器得到数据为b1，位移变换值通过位移传感器得到数据为b2；

3)关闭屏蔽泵，屏蔽泵停止运转，通过加速度传感器获得的轴向力c1为转子组件质量a1与通过加速度传感器得到的加速度值b1计算得到，计算公式为：c1＝a1×b1；通过位移传感器获得的轴向力c2为氮气弹簧计算得到的弹压力，计算公式为：

本发明的有益效果为：

(1)该测试系统及方法可靠、安全，不破坏屏蔽泵零件结构采用静密封零泄露。

(2)该测试系统及方法能够便捷、有效的测量大型屏蔽泵的轴向力，为屏蔽泵平衡孔与平衡台的设置提供可靠依据。

(3)该测试系统及方法通过测量、分析比较由加速度与弹压力分别获得的轴向力数值，减少参数误差，提高测量准确度。

附图说明

图1是本发明的整体结构图；

图2是本发明加速度传感器与位移传感器装配在滑环头部的右视图；

图3是本发明支撑座的左视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行进一步说明：

如图1-3所示，一种大型屏蔽泵的轴向力检测系统，包括定子1、后轴承座2、支撑座3、氮气弹簧4、转轴5和检测组件；所述后轴承座2放置在定子1右侧；所述后轴承座2通过螺栓固定在定子1右侧；所述转轴5通过轴承6转动连接在后轴承座2内；所述检测组件包括滑环7、至少一个加速度传感器8、至少一个位移传感器9和数据收集系统10；所述滑环7包括头部71以及与头部71转动连接的尾部72；所述滑环7的头部71设置在后轴承座2右端，尾部72穿设过后轴承座2与转轴5螺纹连接；所述加速度传感器8与位移传感器9分别固定在滑环7的头部71右端面上；所述数据收集系统10分别与加速度传感器8、位移传感器9电信号连接，数据收集系统10通过加速度传感器数据线11连接加速度传感器8，通过位移传感器数据线12连接位移传感器9；所述氮气弹簧4设置在支撑座3与滑环7的头部71之间且处于压缩状态；滑环7的尾部72转动安装在头部71内，且尾部72与转轴5通过螺纹固定连接，可以消除由于普通滚动轴承引起的轴向、径向误差，支撑装置固定于地面，氮气弹簧4处于压缩状态与支撑装置以及滑环7头部71相接触，使氮气弹簧4有预紧力能够测量不同方向的轴向力，测试通过加速度传感器8与位移传感器9两种方式得出的数值分别计算轴向力，测试精度更高。

所述滑环7的头部71为圆盘状。

所述加速度传感器8设置两个，两个所述加速度传感器8固定在滑环7头部71的不同半径方向；由于加工工艺限制，半径数值大的位置误差更大，所以在不同半径处设置加速度传感器8减小测量误差，两个加速度传感器8得出两个数值，计算出两组轴向力c1数值求平均值以减少误差。

所述位移传感器9设置两个，两个所述位移传感器9对称设置且固定在滑环7头部71的相同半径方向；此种布置方法能够减小由于滑环7加工误差以及氮气弹簧4行程杆偏心引起的误差，两个位移传感器9得出两个值，计算出两组轴向力c2数值求平均值以减少误差。

所述后轴承座2与滑环7的头部71之间设置有弹性密封垫13，弹性密封垫13为静密封，优于普通填料密封，能够保证零泄露，符合屏蔽泵无泄漏的特点。

所述支撑座3上设有与氮气弹簧4配合的半圆弧形放置部31，氮气弹簧4的右端放置在放置部31上且右端面顶压在支撑座3一侧面，提高稳定性。

一种采用大型屏蔽泵的轴向力检测系统测试大型屏蔽泵的轴向力的方法，方法步骤如下：

1)启动屏蔽泵前，先对屏蔽泵电机内的转子组件进行质量测量，转子组件质量为a1，对氮气弹簧4进行充压，初始压力为a2，终止压力为a3，最大行程为a4；其中转子组件包括转轴5、屏蔽泵电机内用于支撑转轴5的轴承以及转子。

2)启动屏蔽泵，屏蔽泵稳定运转，加速度通过加速度传感器8得到数据为b1，位移变换值通过位移传感器9得到数据为b2；

3)关闭屏蔽泵，屏蔽泵停止运转，通过加速度传感器8获得的轴向力c1为转子组件质量a1与通过加速度传感器8得到的加速度值b1计算得到，计算公式为：c1＝a1×b1；通过位移传感器9获得的轴向力c2为氮气弹簧4计算得到的弹压力，计算公式为：

本设计中具有两个位移传感器9与两个加速度传感器8，得出两组轴向力c1与两组轴向力c2，分别求平均值后再作对比参考，等到的结果更加精确。

以上所述并非对本发明的技术范围作任何限制，凡依据本发明技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。