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专利摘要

本发明提供一种模拟泥沙工况的水润滑轴承摩擦磨损试验平台及方法，包括与尾轴连接输出动力的主传动系统，尾轴与待测试的水润滑轴承连接，径向加载系统由双头螺母两端反向内螺纹实现加载支架另一端的升高和降低，从而利用杠杆原理给水润滑轴承加载；多工况拟合系统，包括润滑介质箱、调温装置、搅拌器和润滑介质泵；三维力传感器测量水润滑轴承径向、周向和轴向的力；数据处理控制器根据三维力传感器采集的力，计算水润滑轴承与尾轴之间的初始加载力、水润滑轴承与尾轴摩擦过程中的摩擦系数。本发明能够实现不同浓度、不同温度、不同泥沙粒径的泥沙水作为润滑介质，并通过改变载荷和转速研究不同工况下的水润滑轴承摩擦磨损性能。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202011077408.0
申请日期:
2020-10-10
专利申请人:
武汉理工大学
分类号:
G01M13/04 ; G01N19/02
发明/设计人:
周新聪，杨超振，黄健，钱康伟
权利要求: 1.一种模拟泥沙工况的水润滑轴承摩擦磨损试验平台，包括与尾轴连接输出动力的主传动系统，尾轴与待测试的水润滑轴承连接，其特征在于：本试验平台还包括：径向加载系统，包括加载支架，所述的水润滑轴承可拆卸式固定在加载支架中段，加载支架一端铰接，加载支架另一端通过双头螺母与试验平台连接，由双头螺母两端反向内螺纹实现所述的加载支架另一端的升高和降低，从而利用杠杆原理给所述的水润滑轴承加载；多工况拟合系统，包括润滑介质箱、调温装置、搅拌器和润滑介质泵；润滑介质箱用于根据试验需要存放不同浓度、温度和粒径的泥沙水；调温装置用于调节所述润滑介质的温度；搅拌器用于搅拌润滑介质箱中的润滑介质；润滑介质泵用于将润滑介质箱中的润滑介质泵入水润滑轴承和尾轴摩擦副；信号采集及测试系统，包括设置在加载支架与所述的水润滑轴承连接处的三维力传感器，以及数据处理控制器；三维力传感器用于测量水润滑轴承径向、周向和轴向的力；数据处理控制器用于控制主传动系统输出动力的转速、搅拌器的搅拌速度、调温装置的温度调节程度、润滑介质泵的泵速，根据三维力传感器采集的力，计算水润滑轴承与尾轴之间的初始加载力、水润滑轴承与尾轴摩擦过程中的摩擦系数。2.根据权利要求1所述的试验平台，其特征在于：所述的主传动系统包括变频电机，变频电机连接有推力轴，推力轴通过联轴器连接有中间轴，所述的尾轴固定在中间轴的延伸轴上。3.根据权利要求2所述的试验平台，其特征在于：所述的推力轴与中间轴之间、中间轴与尾轴之间，均布置有轴支座。4.根据权利要求1所述的试验平台，其特征在于：所述的加载支架包括竖向支架和支架横梁，竖向支架与试验平台的底座固定连接，支架横梁的一端与竖向支架连接，支架横梁的另一端连接所述的双头螺母；支架横梁的中段连接有微调导轨，微调导轨通过导轨与轴承固定支架连接，轴承固定支架连接有所述三维力传感器和轴承夹持装置，轴承夹持装置用于固定所述的水润滑轴承。5.根据权利要求4所述的试验平台，其特征在于：所述的轴承固定支架上还设有用于通过改变自身厚度来粗调水润滑轴承初始位置、以适应不同直径的尾轴和不同厚度的水润滑轴承的调位块。6.根据权利要求2所述的试验平台，其特征在于：所述的信号采集及测试系统还包括能够调节采样频率的采集卡，三维力传感器和变频电机的信号分别通过信号变送器输送到采集卡，再传输到所述的数据处理控制器。7.根据权利要求1或6所述的试验平台，其特征在于：所述的数据处理控制器为计算机。8.根据权利要求1所述的试验平台，其特征在于：所述的调温装置包括恒温水箱和水管，恒温水箱在数据处理控制器的控制下将恒温的水通过水管流入润滑介质箱。9.根据权利要求1所述的试验平台，其特征在于：所述的搅拌器通过搅拌器支架固定在试验平台的底座上。10.一种利用权利要求1-9中任意一项所述的试验平台实现的试验方法，其特征在于：本方法包括以下步骤：S1、准备工作：水润滑轴承和尾轴表面经打磨，径向加载系统设定水润滑轴承加载力，根据试验需要配比泥沙水作为润滑介质；设定润滑介质箱中润滑介质的温度；获取在设定工况下的摩擦系数；S2、开始测试：开启搅拌器，打开主传动系统，调控尾轴转速；测量水润滑轴承径向、周向和轴向的力；S3、数据处理：计算水润滑轴承与尾轴之间的初始加载力、水润滑轴承与尾轴摩擦过程中的摩擦系数；得到水润滑轴承的表面形貌参数、磨损体积以及微观形貌图片，综合分析这些特征参数得出研究结论。