一种可调微间隙磁力测量试验台及测试方法

本发明属于磁力测量领域，尤其是一种可调微间隙磁力测量试验台及测试方法。

背景技术：

1、机械密封指在流体压力和补偿机构的作用下，通过辅助密封的配合，在至少一对垂直于旋转轴线的端面上保持密封，防止流体泄漏的装置。这种密封可通过使用弹簧、密封圈或磁力等机制来实现。其中，磁力密封是在20世纪60年代中期由端面机械密封发展而来，并在80年代得到进一步发展和应用。磁力密封装置主要由磁性静环和动环组件组成，其工作原理是磁性静环依靠磁性材料自身的磁性引力吸引动环，使得静环端面与石墨环端面紧密贴合，形成了密封副以防止工作介质的泄漏。在实际的应用过程中，磁性静环与动环之间的通常预留有不到1mm微小间隙，此间隙会随着石墨环的磨损而增大，同时也会受到静环、动环的热变形而发生变化，导致磁性静环与动环之间的磁性引力产生相应的变化，进而影响磁力密封装置的力学状态乃至密封的泄漏和磨损性能，但动环与磁性静环之间的间隙变化对二者之间磁性引力的影响目前尚未明确。针对这一难题开展微间隙磁力测量装置的研究，以便更好掌握磁力密封系统的力学状态和密封性能。

2、目前常见的磁力测量装置多采用拉杆、螺杆、齿轮箱或伺服电机进行距离调节，公开号为cn218885234u的中国发明专利，采用拉杆进行距离调节，精度较低，调整距离无法控制且无法进行微距调节。公开号为cn113534026a的中国发明专利，采用卡簧和螺杆的方式进行距离调节，调整精度较低且无法进行微距调节，距离调节精度难以保证且无法进行微距(微米级)调节，无法实现微小间隙变化对磁力影响的准确表征。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种可调微间隙磁力测量试验台及测试方法，解决距离调整精度较低且无法进行微距调节的问题。

2、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、一种可调微间隙磁力测量试验台，包括夹持模块、定位模块、位移调节模块和测量模块；

4、所述夹持模块中的第一台虎钳固定安装在位移调节模块中的双轴微调位移台上，所述夹持模块中的第二台虎钳连接测量模块中的测力计，所述第一台虎钳和第二台虎钳相对安装，所述定位模块安装在第一台虎钳和第二台虎钳之间，所述测力计安装在位移调节模块中的测试架上。

5、进一步的，所述测试架安装在底板上，所述测试架顶部设置有螺旋摇柄。

6、进一步的，所述测试架上安装有测试架固定台，所述测力计通过测试架固定台固定在测试架上。

7、进一步的，所述第二台虎钳固定在转接板上，所述测力计通过拉压测试头连接转接板。

8、进一步的，所述测力计上设置有液晶屏。

9、进一步的，所述定位模块包括定位柱，所述定位柱设置在第一台虎钳和第二台虎钳之间。

10、进一步的，所述双轴微调位移台安装在底板上，双轴微调位移台的一侧安装有z轴锁紧螺丝和z轴千分尺，所述z轴锁紧螺丝位于z轴千分尺的一侧。

11、进一步的，所述双轴微调位移台的另一侧设置有x轴千分尺，所述x轴千分尺的对侧设置有x轴锁紧螺丝。

12、进一步的，所述第一台虎钳上安装有第一台虎钳螺纹螺柱，所述第一台虎钳螺纹螺柱上安装有第一台虎钳手轮，所述第二台虎钳上安装有第二台虎钳螺纹螺柱，所述第二台虎钳螺纹螺柱上安装有第二台虎钳手轮。

13、一种所述可调微间隙磁力测量试验台的测试方法，包括：

14、采用第一台虎钳和第二台虎钳分别夹持第一试件和第二试件；

15、在第一试件和第二试件之间设置定位柱，调整试件使第一试件和第二试件同轴心；

16、通过测试架调整试件之间垂直距离至相互接触，再通过双轴微调位移台逐渐调整试件之间的间隙并锁紧；

17、通过测力计实时测量试件之间的磁力大小并显示在液晶屏上。

18、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

19、本发明提供一种可调微间隙磁力测量试验台，采用测试架和双轴微调位移台作为位移调节模块，通过测试架粗调及双轴微调位移台精调的方式对试件进行垂直方向和水平方向距离调节，其中测试架粗调时最小可调节距离为1mm，双轴微调位移台精调时最小可调节距离为0.01mm。双轴精调位移台可在水平方向上进行距离调节，保证在试验开始前两个试件同轴心，减少因试验装置安装误差导致磁力测量不准确。测量模块采用测力计测量两个试件之间的磁性引力，测力计内部安装有拉压力传感器，测量精度可达0.5％，且具有峰值保持功能，减少因人为读数误差导致磁力测量不准确。本发明调节精度高，实现了微小间隙变化对磁力影响的准确表征，探究了磁力密封系统中间隙变化对磁力密封系统密封性能的影响，进一步获取了磁力密封系统中间隙微调时磁性静环与动环之间磁性引力的变化。

技术特征：

1.一种可调微间隙磁力测量试验台，其特征在于，包括夹持模块、定位模块、位移调节模块和测量模块；

2.根据权利要求1所述的一种可调微间隙磁力测量试验台，其特征在于，所述测试架(2)安装在底板(12)上，所述测试架(2)顶部设置有螺旋摇柄(1)。

3.根据权利要求1所述的一种可调微间隙磁力测量试验台，其特征在于，所述测试架(2)上安装有测试架固定台(3)，所述测力计(4)通过测试架固定台(3)固定在测试架(2)上。

4.根据权利要求1所述的一种可调微间隙磁力测量试验台，其特征在于，所述第二台虎钳(15)固定在转接板(5)上，所述测力计(4)通过拉压测试头(21)连接转接板(5)。

5.根据权利要求1所述的一种可调微间隙磁力测量试验台，其特征在于，所述测力计(4)上设置有液晶屏(22)。

6.根据权利要求1所述的一种可调微间隙磁力测量试验台，其特征在于，所述定位模块包括定位柱(6)，所述定位柱(6)设置在第一台虎钳(13)和第二台虎钳(15)之间。

7.根据权利要求1所述的一种可调微间隙磁力测量试验台，其特征在于，所述双轴微调位移台(10)安装在底板(12)上，双轴微调位移台(10)的一侧安装有z轴锁紧螺丝(8)和z轴千分尺(9)，所述z轴锁紧螺丝(8)位于z轴千分尺(9)的一侧。

8.根据权利要求1所述的一种可调微间隙磁力测量试验台，其特征在于，所述双轴微调位移台(10)的另一侧设置有x轴千分尺(11)，所述x轴千分尺(11)的对侧设置有x轴锁紧螺丝(16)。

9.根据权利要求1所述的一种可调微间隙磁力测量试验台，其特征在于，所述第一台虎钳(13)上安装有第一台虎钳螺纹螺柱(18)，所述第一台虎钳螺纹螺柱(18)上安装有第一台虎钳手轮(17)，所述第二台虎钳(15)上安装有第二台虎钳螺纹螺柱(19)，所述第二台虎钳螺纹螺柱(19)上安装有第二台虎钳手轮(20)。

10.一种权利要求1～9任一项所述可调微间隙磁力测量试验台的测试方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开了一种可调微间隙磁力测量试验台及测试方法包括夹持模块、定位模块、位移调节模块和测量模块；所述夹持模块中的第一台虎钳固定安装在位移调节模块中的双轴微调位移台上，所述夹持模块中的第二台虎钳连接测量模块中的测力计，所述第一台虎钳和第二台虎钳相对安装，所述定位模块安装在第一台虎钳和第二台虎钳之间，所述测力计安装在位移调节模块中的测试架上。本发明调节精度高，实现了微小间隙变化对磁力影响的准确表征，探究了磁力密封系统中间隙变化对磁力密封系统密封性能的影响，进一步获取了磁力密封系统中间隙微调时磁性静环与动环之间磁性引力的变化。

技术研发人员：苏华,范万里,李柯,郝威威
受保护的技术使用者：西北工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15