内置平行轴旋转热管的高速转轴的热-结构特性测试系统技术方案

一种内置平行轴旋转热管的高速转轴的热‑结构特性试验系统，包括安装在底座上的驱动电机，驱动电机和转轴前端连接，转轴内部设置有平行轴旋转热管冷却结构，转轴前端外部设有陶瓷加热圈，陶瓷加热圈由可调直流电源供电；转轴中部为绝热段，包裹保温棉进行隔热；转轴后端设置冷却腔室，利用压缩空气对冷却腔室进行强制对流冷却，转轴后端端头设置有电涡流位移传感器，采用热电偶测量转轴的表面温度，热电偶的测温信号通过无线测温模块进行传输，在计算机上存储和显示；本发明专利技术能对内置平行轴旋转热管冷却结构的转轴在不同转速、加热功率和传热流体的充液率等因素影响下的传热性能和机械性能进行测试，具有成本低廉、通用性强等优点。

A test system for the thermal structural characteristics of a high-speed rotating shaft with a built-in parallel axis rotating heat pipe

【技术实现步骤摘要】
内置平行轴旋转热管的高速转轴的热-结构特性测试系统
本专利技术涉及高速转轴冷却
，尤其涉及一种内置平行轴旋转热管的高速转轴的热-结构特性试验系统。
技术介绍
现有的高速转轴冷却方案通常关注几个关键部件，首先是针对轴承的生热问题，常用的解决方案是采用油-气(雾)润滑技术，在对轴承进行润滑的同时带走部分热量，使得轴承的发热问题得到一定程度的改善。其次是针对电主轴中静止部件产生的热量，常用的方案是在定子外侧的壳体上加工出螺旋冷却流道，利用冷却水(油)的循环流动，通过对流换热带走大约电主轴内部产生热量的2/3。而对于电机转子的发热问题，目前较好的解决方案是通过旋转密封接头将高压冷却流体通入转轴内部的冷却通道，利用冷却工质与通道壁面之间的对流换热，实现电主轴内部热量的引出。但是该方案存在以下弊端：①高转速下通入冷却流体的旋转密封成本较高；②根据相关的试验结果，在电主轴的运行过程中，前、后轴承的外圈及底座、电机的定子与转子之间的气隙等部位温升明显，而这些位置在结构上距离主轴回转轴心较远，因而采用向转轴轴心通入冷却液的方式对解决这些部位发热问题来说作用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内置平行轴旋转热管的高速转轴的热-结构特性试验系统，其特征在于：包括安装在底座(1)上的驱动电机(2)，驱动电机(2)的输出轴通过联轴器(3)和转轴(4)前端连接，转轴(4)内部设置有平行轴旋转热管冷却结构(7)，转轴(4)由前轴承(5)和后轴承(14)支撑在轴承座上，轴承座安装在底座(1)上；/n所述的转轴(4)前端外部设有陶瓷加热圈(6)，采用陶瓷加热圈(6)对转轴(4)前端进行非接触式加热，陶瓷加热圈(6)由可调直流电源(18)供电；/n所述的转轴(4)的中部为绝热段，包裹保温棉进行隔热；/n所述的转轴(4)的后端设置冷却腔室(10)，通过空气压缩机(13)利用压缩空气对冷却腔室...

【技术特征摘要】
1.一种内置平行轴旋转热管的高速转轴的热-结构特性试验系统，其特征在于：包括安装在底座(1)上的驱动电机(2)，驱动电机(2)的输出轴通过联轴器(3)和转轴(4)前端连接，转轴(4)内部设置有平行轴旋转热管冷却结构(7)，转轴(4)由前轴承(5)和后轴承(14)支撑在轴承座上，轴承座安装在底座(1)上；
所述的转轴(4)前端外部设有陶瓷加热圈(6)，采用陶瓷加热圈(6)对转轴(4)前端进行非接触式加热，陶瓷加热圈(6)由可调直流电源(18)供电；
所述的转轴(4)的中部为绝热段，包裹保温棉进行隔热；
所述的转轴(4)的后端设置冷却腔室(10)，通过空气压缩机(13)利用压缩空气对冷却腔室(10)进行强制对流冷却，转轴(4)的后端端头设置有电涡流位移传感器(16)，采用热电偶(9)测量转轴(4)的表面温度，热电偶(9)的测温信号通过无线测温模块(8)进行传输，在计算机(17)上存储和显示。


2.根据权利要求1所述的一种内置平行轴旋转热管的高速转轴的热-结构特性试验系统，其特征在于：所述的前轴承(5)的外圈完全约束，而后轴承(14)的外圈则固定在滑套(19)上，因此转轴(4)在受热后允许有沿轴向方向的自由度。


3.根据权利要求2所述的一种内置平行轴旋转热管的高速转轴的热-结构特性试验系统，其特征在于：在传热测试过程中，首先需要在Wi-Fi环境下，在计算机(17)上建立与无线测温模块(8)的通讯连接，等待信号接收稳定后，再通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：高建民，梁锋，徐亮，李云龙，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61