泵轴向力测量组件、轴承体及泵

本发明涉及泵，尤其是涉及一种泵轴向力测量组件、轴承体及泵。

背景技术：

1、离心泵在泵工作时会产生沿着泵进口方向的轴向力。轴向力会引起泵转子产生轴向位移，导致轴承与轴承体摩擦加重，从而降低泵寿命。在设计泵的过程中，虽然可以根据泵型和工况，通过经验公式计算轴向力，但是经验公式所得轴向力精度有限，且无法使用于泵加装轴向力平衡等装置。对于泵的轴向力测量，主要通过检测泵轴向位移或弹性组件承力产生的应变，根据标定数据得到轴向力大小。

2、传统的轴向力测量装置一般位于泵外，需要通过传动组件与泵后轴承体或壳体相连，这使得整个测量装置的轴向尺寸较大，增大了定心和动平衡难度，不易在泵高速工作时使用。并且在测量前需要安装较多的分立器件和辅助结构测量装置，装配复杂，传统的轴向力测量装置的尺寸大，装配复杂，不适合在工业使用中进行实时监测。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种泵轴向力测量组件、轴承体及泵，以在一定程度上解决现有技术中存在的传统的轴向力测量装置一般位于泵外，需要通过传动组件与泵后轴承体或壳体相连，这使得整个测量装置的轴向尺寸较大，增大了定心和动平衡难度，不易在泵高速工作时使用。并且在测量前需要安装较多的分立器件和辅助结构测量装置，装配复杂，传统的轴向力测量装置的尺寸大，装配复杂，不适合在工业使用中进行实时监测的技术问题。

2、本发明提供了一种泵轴向力测量组件，包括：支撑体，所述支撑体用于固定在轴承体的中心孔内；支撑块，多个所述支撑块沿圆周方向间隔的固定在所述支撑体上；测量体，所述测量体固定在所述支撑块的远离所述支撑体的一侧；受力凸台，所述受力凸台固定在所述测量体的远离所述支撑块的一侧，所述受力凸台用于与安装在所述中心孔内的轴承抵接；所述支撑块、所述测量体和所述受力凸台均用于与所述中心孔的内壁间隔设置；应变测量元件，所述应变测量元件固定在所述测量体上，用于至少测量所述测量体的正应变。

3、将连接有本发明提供的泵轴向力测量组件的轴承体与泵轴、轴承等部件装配形成泵，该泵轴向力测量组件位于轴承体的中心孔内，在泵完成装配后，该泵轴向力测量组件置于泵内，轴承与泵轴的轴肩抵接，受力凸台与轴承的远离轴肩的一侧抵接。泵运转时受到流体给与的轴向力，从而泵轴出现同向位移，泵轴带动轴承挤压受力凸台，受力凸台固定在测量体上，因此，测量体受到受力凸台传递的压力，支撑体固定在中心孔的内壁上，支撑块对测量体进行支撑，避免测量体失稳，测量体在弯矩作用下产生正应变，尤其测量体与受力凸台接触的位置应变较大，应变测量元件可以对该处应变进行测量，在测量体发生屈服变形前，应变测量元件测得的应变与泵轴向力测量组件所受轴向力呈近似线性关系，根据泵轴向力测量组件的静定试验数据，可以拟合得到所测应变对应轴向力，从而实现对泵轴向力的测量(拟合计算过程采用常规手段可以得到)。

4、本发明中的泵轴向力测量组件，多个支撑块间隔设置，则支撑体与测量体之间形成镂空结构，一方面能够避免测量体失稳，一方面又可以使得测量体在受到力的作用下易发生变形，有利于应变测量元件准确测量测量体的正应变，从而有利于准确得到泵的轴向力。另外，所述支撑块、所述测量体和所述受力凸台均用于与所述中心孔的内壁间隔设置，这样测量体的应力和形变比较大，且是随载荷线性增大的，便于测量。

5、相较于传统的设置在泵外的轴向力测量装置，本发明提供的泵轴向力测量组件可以集成在泵内，可以避免安装额外传动组件，泵轴向力测量组件的整体的轴向尺寸小，占地面积小，可以降低定心和动平衡难度，可以在对泵的轴向力进行实时测量；本发明提供的泵轴向力测量组件也可以避免在测量前需要安装较多的分立器件和辅助结构测量装置，结构简单，方便装配，更适合在工业生产中实时测量。测量体受弯产生的正应变，相比使用弹性元件，应变测量元件拉伸应变的方式，使得应变测量元件的轴向变形更小，进而避免加剧摩擦和碰撞。

6、进一步地，所述支撑体呈环形设置，且所述支撑体用于与所述中心孔同轴设置；所述测量体呈环形设置，所述测量体与所述支撑体同轴设置。

7、进一步地，所述应变测量元件位于所述测量体面向所述支撑体的表面上，且与所述受力凸台正对。

8、进一步地，多个所述支撑块沿所述支撑体的圆周方向均匀间隔设置；所述受力凸台的数量为多个，多个所述受力凸台沿所述测量体的圆周方向均匀间隔设置；所述支撑块与所述受力凸台交错设置；所述应变测量元件为多个，多个所述应变测量元件沿所述支撑体的圆周方向均匀间隔设置。

9、本发明还提供一种轴承体，包括主体和上述泵轴向力测量组件，所述主体上设有中心孔，所述支撑体固定在所述中心孔的内壁上，所述支撑块、所述测量体和所述受力凸台均与所述中心孔之间设有间隔。

10、进一步地，所述泵轴向力测量组件与所述主体一体成型。

11、进一步地，所述测量体上设有穿线孔，所述主体的侧壁上设有引线孔，所述穿线孔与所述引线孔连通；所述应变测量元件的引线穿过所述穿线孔和引线孔。

12、进一步地，所述主体上位于所述引线孔的两侧均设有密封槽，所述密封槽内设有密封圈。

13、本发明还提供一种泵，包括泵轴、轴承和上述轴承体，所述泵轴穿过所述泵轴向力测量组件，轴承设置在所述中心孔的内壁和所述泵轴之间，所述受力凸台与所述轴承抵接。

14、进一步地，所述泵还包括蜗壳，所述蜗壳的前端套设在所述主体的后端外，所述主体的后端设有引线孔，所述蜗壳的前端设有安装孔，所述安装孔内固定有引线管，所述引线管与所述引线孔连通，所述引线管内填充有密封胶。

15、应当理解，前述的一般描述和接下来的具体实施方式两者均是为了举例和说明的目的并且未必限制本公开。并入并构成说明书的一部分的附图示出本公开的主题。同时，说明书和附图用来解释本公开的原理。

技术特征：

1.一种泵轴向力测量组件，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的泵轴向力测量组件，其特征在于，

3.根据权利要求1或2所述的泵轴向力测量组件，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的泵轴向力测量组件，其特征在于，

5.一种轴承体，其特征在于，包括主体和如权利要求1-4中任一项所述的泵轴向力测量组件，所述主体上设有中心孔，所述支撑体固定在所述中心孔的内壁上，所述支撑块、所述测量体和所述受力凸台均与所述中心孔之间设有间隔。

6.根据权利要求5所述的轴承体，其特征在于，所述泵轴向力测量组件与所述主体一体成型。

7.根据权利要求5所述的轴承体，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的轴承体，其特征在于，

9.一种泵，其特征在于，包括泵轴、轴承和如权利要求5-8中任一项所述的轴承体，所述泵轴穿过所述泵轴向力测量组件，所述轴承设置在所述中心孔的内壁和所述泵轴之间，所述受力凸台与所述轴承抵接。

10.根据权利要求9所述的泵，其特征在于，所述泵还包括蜗壳，所述蜗壳的前端套设在所述主体的后端外，所述主体的后端设有引线孔，所述蜗壳的前端设有安装孔，所述安装孔内固定有引线管，所述引线管与所述引线孔连通，所述引线管内填充有密封胶。

技术总结
本发明涉及泵技术领域，尤其是涉及一种泵轴向力测量组件、轴承体及泵。所述泵轴向力测量组件，包括：支撑体，所述支撑体用于固定在轴承体的中心孔内；支撑块，多个所述支撑块沿圆周方向间隔的固定在所述支撑体上；测量体，所述测量体固定在所述支撑块的远离所述支撑体的一侧；受力凸台，所述受力凸台固定在所述测量体的远离所述支撑块的一侧，所述受力凸台用于与安装在所述中心孔内的轴承抵接；所述支撑块、所述测量体和所述受力凸台均用于与所述中心孔的内壁间隔设置；应变测量元件，所述应变测量元件固定在所述测量体上，用于至少测量所述测量体的正应变。本发明提供的泵轴向力测量组件可以集成在泵内，更适合在工业生产中实时测量。

技术研发人员：朱浩,王锦成,张源俊,王江宁,孙俊杰,田辉,蔡国飙
受保护的技术使用者：北京航空航天大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29