一种车用旋转密封油膜动态刚度特性参数试验平台及方法技术

本发明专利技术公开了一种车用旋转密封油膜动态刚度特性参数试验平台及方法，属于旋转密封技术领域，它包括：横向滑块、垂向载荷传感器、扭矩传感器、旋转密封环、固定盘、旋转轴、对磨盘、垂向导轨及储油皿；所述旋转轴的一端与外部的电机连接，另一端穿过储油皿的底面后与位于储油皿内的固定盘同轴固定；旋转密封环固定在所述固定盘上端面；垂向导轨沿竖直方向安装在外部的支撑架上，横向滑块通过横向滑轨安装在垂向导轨上；扭矩传感器的一端通过垂向载荷传感器与横向滑块的底面相连,另一端固定有球铰；对磨盘与所述球铰配合；本发明专利技术能够测量旋转密封中油膜的动态刚度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于旋转密封
，具体涉及一种车用旋转密封油膜动态刚度特性参数试验平台及方法。
技术介绍
旋转密封是一种新型的非接触式密封结构，它是现代流体动压润滑理论在密封
的最新应用成果，在车用传动系统中得到了广泛应用。由于密封间隙仅为5μm左右，极易受到外界干扰、结构参数等影响，极有可能导致动静密封环间的干摩擦或泄漏量增大，因而保证液膜动态稳定性是旋转密封可靠运行的关键，而液膜动态稳定性的关键参数就是动态刚度。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种车用旋转密封油膜动态刚度特性参数试验平台及方法，能够测量旋转密封中油膜的动态刚度。本专利技术是通过下述技术方案实现的：一种车用旋转密封油膜动态刚度特性参数试验平台，包括：横向滑块、垂向载荷传感器、扭矩传感器、油泵、旋转密封环、固定盘、旋转轴、对磨盘、垂向导轨及储油皿；其连接关系如下：所述旋转轴的一端与外部的电机连接，另一端穿过储油皿的底面后与位于储油皿内的固定盘同轴固定；旋转密封环固定在所述固定盘上端面环形限位凸台的内圆周面内，且所述旋转密封环的上端面突出所述环形限位凸台；垂向导轨沿竖直方向安装在外部的支撑架上，横向滑块通过横向滑轨安装在垂向导轨上；扭矩传感器的一端通过垂向载荷传感器与横向滑块的底面相连,另一端固定有球铰；对磨盘与所述球铰配合；使用时，所述对磨盘在所述垂向导轨的带动下向下运动挤压所述旋转密封环；油泵的一端通过油管与对磨盘上的两个进油口连接，另一端通过油管与设置在储油皿底面上的回油口连接，润滑油储存在储油皿中，其中，两个所述进油口位于所述旋转密封环所围成的环形区域内。进一步的，所述垂向导轨为由步进电机控制的丝杠，位移控制精度为1μm。进一步的，所述对磨盘在横向滑块的作用下沿水平方向运动，使对磨盘与所述旋转密封环同轴布置，对磨盘在垂向导轨的作用下沿竖直方向运动，贴紧旋转密封环并向旋转密封环施加垂向压力。进一步的，还包括热电偶，热电偶位于储油皿中，并与润滑油接触。进一步的，基于所述试验平台的一种车用旋转密封油膜动态刚度测量方法，其步骤如下：首先，在无润滑油的静态工况下，测量组成所述试验平台的所有固体零部件的刚度Ks：此时，电机不工作，旋转密封环不转动，通过垂向导轨控制对磨盘向下运动挤压旋转密封环,垂向位移量为Δh’，通过垂向载荷传感器测量垂向位移变化前后对磨盘承载力的变化量ΔF’，则组成所述试验平台的所有固体零部件的刚度然后，在有润滑油的动态工况下，测量整个试验平台的刚度Kt：第一步，打开油泵，向储油皿持续提供稳定的润滑油；打开外部的电机，通过旋转轴控制旋转密封环加速到设定转速后稳定运行设定时间；第二步，通过垂向导轨控制对磨盘向下运动挤压旋转密封环，直到对旋转密封环施加的垂向压力的载荷大小达到设定值F0，持续运行设定时间；第三步，通过控制高精度步进电机驱动垂向导轨使对磨盘沿垂向导轨向上运动Δh，持续运行设定时间后系统稳定；记录垂向载荷传感器的垂向压力载荷值F1；第四步，计算得对磨盘承载力的变化量ΔF＝F0-F1,垂向位移量为Δh，则整个试验平台的刚度由于整个试验平台的刚度Kt由油膜动态刚度Ko和组成所述试验平台的所有固体零部件刚度Ks串联，因此，可得油膜动态刚度有益效果：本专利技术通过垂向导轨对对磨盘的垂向位移进行微小变化及通过垂向载荷传感器测量垂向位移变化前后承载力的变化，能够测得旋转密封动态刚度特性参数，进而得出油膜的动态刚度。附图说明图1为本专利技术的结构组成图。其中，1-横向滑块，2-垂向载荷传感器，4-扭矩传感器，5-油泵，6-旋转密封环，7-固定盘，8-回油口，9-进油口，10-旋转轴，11-润滑油，12-对磨盘，13-热电偶，15-垂向导轨，16-储油皿。具体实施方式下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。本专利技术提供了一种车用旋转密封油膜动态刚度特性参数试验平台及方法，参见附图1，包括：横向滑块1、垂向载荷传感器2、扭矩传感器4、油泵5、旋转密封环6、固定盘7、旋转轴10、对磨盘12、热电偶13、垂向导轨15及储油皿16；所述对磨盘12上加工有沿其盘心中心对称的两个进油口9；所述储油皿16的底面上加工有回油口8；所述垂向导轨15为由高精度步进电机控制的丝杠，位移控制精度为1μm；其连接关系如下：所述旋转轴10的一端与外部的电机连接，另一端穿过储油皿16的底面后与位于储油皿16内的固定盘7的下端面同轴固定；旋转密封环6通过螺钉固定在固定盘7上端面的环形限位凸台的内圆周面内，且所述旋转密封环6的上端面突出所述环形限位凸台；垂向导轨15沿竖直方向安装在外部的支撑架上，横向滑块1通过横向滑轨安装在垂向导轨15上，横向滑块1可沿横向滑轨做水平方向的运动，同时横向滑块1在垂向导轨15的带动下可沿竖直方向运动；扭矩传感器4的一端通过垂向载荷传感器2与横向滑块1的底面相连,另一端固定有球铰；对磨盘12与所述球铰配合，并在横向滑块1的作用下沿水平方向运动，使对磨盘12与所述旋转密封环6同轴布置，在垂向导轨15的作用下沿竖直方向运动，从而贴紧旋转密封环6并向旋转密封环6施加垂向压力，垂向载荷传感器2用于测量对磨盘12对旋转密封环6施加的垂向压力的载荷大小，扭矩传感器4用于测量对磨盘12与旋转密封环6之间的摩擦转矩；油泵5的一端通过油管与对磨盘12上的两个进油口9连接，另一端通过油管与设置在储油皿16底面上的回油口8连接，用于向对磨盘12与旋转密封环6之间的接触面输送润滑油11，润滑油11储存在储油皿16中，热电偶13位于储油皿16中，并与润滑油11接触，用于测量润滑油11的温度；其中，两个所述进油口位于所述旋转密封环6所围成的环形区域内；基于所述车用旋转密封油膜动态刚度特性参数试验平台的测试方法，其具体步骤如下：首先，在无润滑油的静态工况下，测量组成所述试验平台的所有固体零部件的刚度Ks：此时，电机不工作，旋转密封环不转动，在无润滑油11的静态工况下，通过垂向导轨15控制对磨盘12向下运动挤压旋转密封环6,垂向位移进行微小变化Δh’，通过垂向载荷传感器2测量垂向位移变化前后对磨盘12承载力的变化ΔF’，则试验测得组成所述试验平台的所有固体零部件刚度然后，在有润滑油11的动态工况下，测量整个试验平台的刚度Kt：第一步，打开油泵5，向储油皿16持续提供稳定的润滑油11；打开外部的电机，通过旋转轴10控制旋转密封环6加速到设定转速后稳定运行一分钟；第二步，通过垂向导轨15控制对磨盘12向下运动挤压旋转密封环6，直到对旋转密封环6施加的垂向压力的载荷大小达到设定值F0，持续运行五分钟后系统稳定，然后连续采集扭矩传感器4的摩擦扭矩和热电偶13的温度参数，持续一分钟；第三步，通过控制高精度步进电机驱动垂向导轨15使对磨盘12沿垂向导轨15向上运动Δh＝5μm，之后保持系统稳定五分钟，然后再持续一分钟来记录垂向载荷传感器2的垂向压力载荷值F1、扭矩传感器4的摩擦扭矩和热电偶13的温度参数；第四步，计算得对磨盘12承载力的变化量ΔF＝F0-F1,垂向位移量为Δh，则整个试验平台的刚度在相同条件下至少重复两次第二步至第四步，以保证结果的可重复性；由于整个系统的刚度Kt是由油膜刚度Ko和组成所述试验平台的所有固体零部件刚度Ks串联表现出来的，因此，可得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车用旋转密封油膜动态刚度特性参数试验平台，其特征在于，包括：横向滑块(1)、垂向载荷传感器(2)、扭矩传感器(4)、油泵(5)、旋转密封环(6)、固定盘(7)、旋转轴(10)、对磨盘(12)、垂向导轨(15)及储油皿(16)；其连接关系如下：所述旋转轴(10)的一端与外部的电机连接，另一端穿过储油皿(16)的底面后与位于储油皿(16)内的固定盘(7)同轴固定；旋转密封环(6)固定在所述固定盘(7)上端面环形限位凸台的内圆周面内，且所述旋转密封环(6)的上端面突出所述环形限位凸台；垂向导轨(15)沿竖直方向安装在外部的支撑架上，横向滑块(1)通过横向滑轨安装在垂向导轨(15)上；扭矩传感器(4)的一端通过垂向载荷传感器(2)与横向滑块(1)的底面相连,另一端固定有球铰；对磨盘(12)与所述球铰配合；使用时，所述对磨盘(12)在所述垂向导轨(15)的带动下向下运动挤压所述旋转密封环(6)；油泵(5)的一端通过油管与对磨盘(12)上的两个进油口(9)连接，另一端通过油管与设置在储油皿(16)底面上的回油口(8)连接，润滑油(11)储存在储油皿(16)中，其中，两个所述进油口(9)位于所述旋转密封环(6)所围成的环形区域内。...

【技术特征摘要】
1.一种车用旋转密封油膜动态刚度特性参数试验平台，其特征在于，包括：横向滑块(1)、垂向载荷传感器(2)、扭矩传感器(4)、油泵(5)、旋转密封环(6)、固定盘(7)、旋转轴(10)、对磨盘(12)、垂向导轨(15)及储油皿(16)；其连接关系如下：所述旋转轴(10)的一端与外部的电机连接，另一端穿过储油皿(16)的底面后与位于储油皿(16)内的固定盘(7)同轴固定；旋转密封环(6)固定在所述固定盘(7)上端面环形限位凸台的内圆周面内，且所述旋转密封环(6)的上端面突出所述环形限位凸台；垂向导轨(15)沿竖直方向安装在外部的支撑架上，横向滑块(1)通过横向滑轨安装在垂向导轨(15)上；扭矩传感器(4)的一端通过垂向载荷传感器(2)与横向滑块(1)的底面相连,另一端固定有球铰；对磨盘(12)与所述球铰配合；使用时，所述对磨盘(12)在所述垂向导轨(15)的带动下向下运动挤压所述旋转密封环(6)；油泵(5)的一端通过油管与对磨盘(12)上的两个进油口(9)连接，另一端通过油管与设置在储油皿(16)底面上的回油口(8)连接，润滑油(11)储存在储油皿(16)中，其中，两个所述进油口(9)位于所述旋转密封环(6)所围成的环形区域内。2.如权利要求1所述的一种车用旋转密封油膜动态刚度特性参数试验平台，其特征在于，所述垂向导轨(15)为由步进电机控制的丝杠，位移控制精度为1μm。3.如权利要求1所述的一种车用旋转密封油膜动态刚度特性参数试验平台，其特征在于，所述对磨盘(12)在横向滑块(1)的作用下沿水平方向运动，使对磨盘(12)与所述旋转密封环(6)同轴布置，对磨盘(12)在垂向导轨(15)的作用下沿竖直方...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏超，薛冰，赵一民，胡纪滨，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11