一种涡轮增压器止推轴承承载性能测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种涡轮增压器止推轴承承载性能测试装置，包括被测止推轴承，被测止推轴承内部套接涡轮驱动，卡盘内部安装被测止推轴承，一侧固定连接至悬架，悬架安装在滑动架中心孔的滚珠轴承上，滑动架、加载气缸均与导向轴滑动连接，滑动架一侧安装第一力传感器，给被测止推轴承加载，卡盘设有测量目标盘的位移的位移传感器，第二力传感器一端固定在滑动架上，另一端压在扭矩传递拨叉上，扭矩传递拨叉安装在悬架上，被测止推轴承采用独立供油方式。本发明专利技术所述的涡轮增压器止推轴承承载性能测试装置，能够实现止推轴承油膜厚度、功耗及承载力等参数的测量，解决了止推轴承的承载性能无法通过试验验证的问题。

A test device for bearing capacity of turbocharger thrust bearing

【技术实现步骤摘要】
一种涡轮增压器止推轴承承载性能测试装置
本专利技术属于涡轮增压器
，尤其是涉及一种涡轮增压器止推轴承承载性能测试装置。
技术介绍
汽车工业的蓬勃发展造成的能源紧张、环境污染等问题日益严重。涡轮增压器因其能有效地提高发动机的动力性、经济性和减少废气排放而越来越多被应用到汽车发动机上。绝大多数车用涡轮增压器上采用止推轴承来承受增压器转子轴的轴向力。而止推轴承摩擦功率损失占总机械摩擦功率损失的(30-50)％。同时，止推轴承失效也是涡轮增压器的主要失效形式之一。因此，止推轴承的结构设计是车用涡轮增压器设计中的重要一环。然而，由于车用涡轮增压器几何尺寸小，转速高，工作温度较高，其轴向空间被机械密封占据，使得止推轴承的承载性能测试比较困难，至今无法突破止推轴承的承载性能测试，严重制约了止推轴承设计技术进步。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种涡轮增压器止推轴承承载性能测试装置，以解决涡轮增压器止推轴承的承载性能无法通过试验验证的问题。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种涡轮增压器止推轴承承载性能测试装置，包括驱动单元、滑动支撑单元、加载单元、功耗测试单元、油膜厚度测试单元和固定支撑单元，驱动单元包括涡轮驱动，涡轮驱动外部连接涡轮机；滑动支撑单元包括悬架、滑动架、滚珠轴承、直线轴承和第一力传感器，所述功耗测试单元包括第二力传感器和扭矩传递拨叉，所述加载单元包括加载气缸，所述油膜厚度测试单元包括卡盘、止推轴承和止推片,所述固定支撑单元包括导向轴，被测止推轴承内部套接涡轮驱动，卡盘内部安装被测止推轴承，一侧固定连接至悬架，悬架安装在滑动架中心孔的滚珠轴承上，使得被测止推轴承能够随卡盘及悬架一起自由转动，滑动架、加载气缸均与导向轴滑动连接，滑动架一侧安装第一力传感器，给被测止推轴承加载，从而测得被测止推轴承载荷，卡盘设有测量目标盘的位移的位移传感器，从而实现被测止推轴承油膜厚度的测量，第二力传感器一端固定在滑动架上，另一端压在扭矩传递拨叉上，扭矩传递拨叉安装在悬架上，从而实现被测止推轴承的功耗测量，被测止推轴承采用独立供油方式，润滑油从旋转接头进入，沿布置在悬架和卡盘上的油路供给被测止推轴承。进一步的，所述固定支撑单元还包括工作台、前端支架和后端支架，工作台中央设置有回油口，工作台两侧对称设有前端支撑梁和后端支撑梁，前端支撑梁上安装前端支架，后端支撑梁上安装后端支架，前端支架和后端支架之间安装若干导向轴。进一步的，工作台的四边呈漏斗状。进一步的，驱动单元还包括涡轮箱、轴承系统和压气机背盘，涡轮驱动穿过轴承系统的浮环轴承中心，涡轮驱动轴向通过轴承系统c的止推轴承限位，涡轮箱通过法兰固定在轴承系统上，驱动单元通过压气机背盘固定到前端支架上。进一步的，所述加载单元还包括加载支架、固定环和加载头，加载支架两侧分别设有一个通孔，每个通孔套接一条导向轴，使得加载支架沿导向轴自由移动，加载支架两侧分别安装一个固定环，固定环能将加载单元固定在沿导向轴的任意位置，加载支架中间设有安装加载气缸的安装孔，加载气缸的中部安装加载头。进一步的，所述滑动支撑单元还包括旋转接头、传感器支撑架和螺母，滑动架两侧的轴承孔内分别安装一个直线轴承，直线轴承安装到固定支撑单元的导向轴上，每个直线轴承的两端分别安装一个挡圈，滑动架上设有两个中心孔，每个中心孔内安装一个滚珠轴承，悬架插入所述中心孔并套接在两个滚珠轴承的内部，悬架的大端位于中心孔外部，小端通过螺母固定连接至旋转接头，旋转接头外部安装传感器支撑架，传感器支撑架的一端固定连接至滑动架，另一端安装第一力传感器，用于测量加载单元被测止推轴承的载荷。进一步的，滑动支撑单元中悬架设置有悬架进油孔，旋转接头一端通过固定螺栓安装在悬架一端的悬架进油孔处，另一端接润滑油油泵，卡盘在与悬架进油孔对应位置设置有卡盘进油孔，卡盘进油孔与被测止推轴承的被测止推轴承进油孔相通，在卡盘下端设置有卡盘回油孔。进一步的，所述油膜厚度测试单元还包括间隔套、位移测盘和目标测盘,卡盘、间隔套、止推片和目标测盘依次套接在驱动单元的涡轮转轴上，端部通过轴端螺母压紧固定，间隔套、止推片和目标测盘均位于卡盘内部，卡盘通过螺栓安装在悬架上，间隔套与止推片之间设有被测止推轴承，被测止推轴承一侧固定安装在卡盘上，另一侧螺纹连接至位移测盘，位移测盘上设有测距传感器。进一步的，所述功耗测试单元还包括扭矩测量支架和扭矩导杆，扭矩传递拨叉用螺钉固定在悬架轴上，扭矩测量支架安装在滑动架上，第二力传感器一端固定在扭矩测量支架上，另一端与扭矩导杆连接，扭矩导杆的另一端压在扭矩传递拨叉上。相对于现有技术，本专利技术所述的涡轮增压器止推轴承承载性能测试装置具有以下优势：(1)本专利技术所述的涡轮增压器止推轴承承载性能测试装置，能够实现止推轴承油膜厚度、功耗及承载力等参数的测量，解决了止推轴承的承载性能无法通过试验验证的问题。(2)本专利技术所述的涡轮增压器止推轴承承载性能测试装置，能够精确测量止推轴承的承载能力，对提高止推轴承设计水平具有很好的指导意义。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例所述的涡轮增压器止推轴承承载性能测试装置的总体结构示意图；图2为图1的A-A面剖视图。图3为本专利技术实施例的驱动单元结构示意图。图4为本专利技术实施例的滑动支撑单元结构示意图。图5为本专利技术实施例的功耗测试单元结构示意图。图6为本专利技术实施例的加载单元结构示意图。图7为本专利技术实施例的油膜厚度测试单元结构示意图。图8为本专利技术实施例的固定支撑单元的结构示意图。附图标记说明：1-驱动单元；1a-涡轮驱动；1b-涡轮箱；1c-轴承系统；1d-压气机背盘；1e-轴端螺母；2-滑动支撑单元；2a-括悬架；2b-滑动架；2c-滚珠轴承；2d-挡圈；2e-直线轴承；2f-固定螺栓；2g-旋转接头；2h-传感器支撑架；2i-力传感器；2j-螺母；3-功耗测试单元；3a-螺栓；3b-扭矩测量支架；3c-第二力传感器；3d-扭矩导杆；3e-扭矩传递拨叉；3f-螺钉；4-加载单元；4a-加载支架；4b-固定环；4c-加载气缸；4d-加载头；5-油膜厚度测试单元；5a-卡盘；5b-间隔套；5c-止推轴承；5d-位移测盘；5e-目标测盘；5f-止推片；6-固定支撑单元，6a-工作台；6b-前端支架；6c-导向轴；6d-后端支架。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涡轮增压器止推轴承承载性能测试装置，其特征在于：包括驱动单元、滑动支撑单元、加载单元、功耗测试单元、油膜厚度测试单元和固定支撑单元，驱动单元包括涡轮驱动，涡轮驱动外部连接涡轮机；滑动支撑单元包括悬架、滑动架、滚珠轴承、直线轴承和第一力传感器，所述功耗测试单元包括第二力传感器和扭矩传递拨叉，所述加载单元包括加载气缸，所述油膜厚度测试单元包括卡盘、止推轴承和止推片,所述固定支撑单元包括导向轴，被测止推轴承内部套接涡轮驱动，卡盘内部安装被测止推轴承，一侧固定连接至悬架，悬架安装在滑动架中心孔的滚珠轴承上，使得被测止推轴承能够随卡盘及悬架一起自由转动，滑动架、加载气缸均与导向轴滑动连接，滑动架一侧安装第一力传感器，给被测止推轴承加载，卡盘设有测量目标盘的位移的位移传感器，第二力传感器一端固定在滑动架上，另一端压在扭矩传递拨叉上，扭矩传递拨叉安装在悬架上，被测止推轴承采用独立供油方式，润滑油从旋转接头进入，沿布置在悬架和卡盘上的油路供给被测止推轴承。/n

【技术特征摘要】
1.一种涡轮增压器止推轴承承载性能测试装置，其特征在于：包括驱动单元、滑动支撑单元、加载单元、功耗测试单元、油膜厚度测试单元和固定支撑单元，驱动单元包括涡轮驱动，涡轮驱动外部连接涡轮机；滑动支撑单元包括悬架、滑动架、滚珠轴承、直线轴承和第一力传感器，所述功耗测试单元包括第二力传感器和扭矩传递拨叉，所述加载单元包括加载气缸，所述油膜厚度测试单元包括卡盘、止推轴承和止推片,所述固定支撑单元包括导向轴，被测止推轴承内部套接涡轮驱动，卡盘内部安装被测止推轴承，一侧固定连接至悬架，悬架安装在滑动架中心孔的滚珠轴承上，使得被测止推轴承能够随卡盘及悬架一起自由转动，滑动架、加载气缸均与导向轴滑动连接，滑动架一侧安装第一力传感器，给被测止推轴承加载，卡盘设有测量目标盘的位移的位移传感器，第二力传感器一端固定在滑动架上，另一端压在扭矩传递拨叉上，扭矩传递拨叉安装在悬架上，被测止推轴承采用独立供油方式，润滑油从旋转接头进入，沿布置在悬架和卡盘上的油路供给被测止推轴承。


2.根据权利要求1所述的一种涡轮增压器止推轴承承载性能测试装置，其特征在于：所述固定支撑单元还包括工作台、前端支架和后端支架，工作台中央设置有回油口，工作台两侧对称设有前端支撑梁和后端支撑梁，前端支撑梁上安装前端支架，后端支撑梁上安装后端支架，前端支架和后端支架之间安装若干导向轴。


3.根据权利要求2所述的一种涡轮增压器止推轴承承载性能测试装置，其特征在于：工作台的四边呈漏斗状。


4.根据权利要求2所述的一种涡轮增压器止推轴承承载性能测试装置，其特征在于：驱动单元还包括涡轮箱、轴承系统和压气机背盘，涡轮驱动穿过轴承系统的浮环轴承中心，涡轮驱动轴向通过轴承系统c的止推轴承限位，涡轮箱通过法兰固定在轴承系统上，驱动单元通过压气机背盘固定到前端支架上。


5.根据权利要求2所述的一种涡轮增压器止推轴承承载性能测试装置，其特征在于：所述加载单元还包括加载支架、固定环和加载头，加载支架两侧分别设有一个通孔，每个通孔套接一条导向轴，使得...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴新涛，高鹏浩，王琴琴，霍学敏，邢雪，赵力明，葛炜，
申请(专利权)人：中国北方发动机研究所天津，
类型：发明
国别省市：天津;12