航空润滑油沉积性能试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及润滑油测试技术领域，具体公开了航空润滑油沉积性能试验装置，包括箱体、主轴、支撑轴承、试验轴承、加载轴承和密封组件，箱体底部设有至少两个出油孔，出油孔位于密封组件两侧，主轴通过支撑轴承和试验轴承转动连接在箱体内，加载轴承套在主轴上，密封组件包括安装在箱体上的至少两个挡板一和固定在主轴上的至少两个挡板二，挡板一和挡板二沿主轴轴向交替设置，挡板一和挡板二在主轴横截面的投影存在连续交叠区域，挡板一和相邻的挡板二在主轴轴向存在3

【技术实现步骤摘要】
航空润滑油沉积性能试验装置


[0001]本专利技术涉及润滑油测试
，具体涉及航空润滑油沉积性能试验装置。

技术介绍

[0002]航空润滑油是航空油料的一部分，主要为滚珠轴承、滚柱轴承和齿轮等关键活动零部件提供润滑、冷却与清洁作用，是航空器和涡扇发动机各系统不可缺少的功能材料。
[0003]以航空涡轮发动机使用的润滑油为例，润滑油通过润滑系统对涡轮发动机中存在相互运动的高温部件进行有效润滑的同时，带走高温部件的大量热量，使发动机的高温部件得以相对冷却而保持在适当的工作温度下稳定运行；此外，润滑系统中，润滑油在回收时，将发动机内存在的杂质带走，相当于对涡轮发动机实现了清洁功能。但在润滑系统中，润滑油是不断循环使用的，在整个循环过程中，润滑油经历了吸热、升温、氧化、冷却不断往复的过程，因此就产生了蒸发、结焦、腐蚀等反应倾向。那么有必要对润滑油的高温氧化安定性和抗磨性能进行研究和评定。
[0004]现有技术中针对航空润滑油需要采用满足FED
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STD
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791E Method3410标准方法或等效替代方法来对航空润滑油进行试验(该方法进行的试验在下文统称“沉积性能试验”)，该方法需要用到相应的试验装置，该试验装置包括箱体、主轴、支撑轴承、试验轴承和加载轴承，主轴一端穿出箱体以与动力源连接，主轴另一端深入箱体内，主轴通过支撑轴承和试验轴承支撑在箱体内，加载轴承位于支撑轴承和试验轴承之间，加载轴承外接径向加载机构，以通过加载轴承给主轴施加径向载荷，试验轴承安装在主轴上，同时箱体上安装将试验轴承环绕的加热元件(如加热器)；主轴在支撑轴承和试验轴承之间的位置设置有螺旋密封结构，螺旋密封结构包括内套和外套，内套转动连接在主轴上，外套固定连接在箱体上，内套带有外螺纹而外套带有与外螺纹啮合的内螺纹，螺旋密封结构通过内外螺纹配合将箱体分为支撑油腔和试验油腔，试验轴承位于试验油腔内，支撑轴承和加载轴承均位于支撑油腔内，试验时，通过不同的喷油嘴分别向三种不同的轴承喷出润滑油，位于支撑油腔的加载轴承和支撑轴承使用的是支撑润滑油(以下均简称支撑油)，试验轴承使用的是被试验的航空润滑油(以下均简称试验油)，喷向对应轴承的支撑油油温为71～82℃，喷向试验轴承的试验油油温为177℃左右，试验时主轴的转速约10000r/min，试验过程中，加热元件温度控制在约260℃，试验若干小时后，检查分析试验油的理化性能、油耗、油滤和轴承沉积等情况，以评判润滑油的高温氧化安定性和抗磨性能。
[0005]但是通过大量重复性试验发现，现有螺旋密封结构在高速旋转的条件下，难以有效密封试验油腔与支撑油腔，导致试验油腔中的试验油不断泄露至支撑油腔中，一方面试验油向支撑油腔泄露会使得试验油消耗的测试不准确而影响对试验油油耗的评判准确性；另一方面，试验油和支撑油所使用的润滑油并不相同，支撑油的粘度和抗磨性能均高于试验油，试验油混入后将降低支撑油粘度和抗磨性，加速支撑轴承和加载轴承磨损。
[0006]此外，现有试验装置的径向加载机构存在瑕疵，由于标准方法中使用的径向加载机构为气缸，试验时要求气缸采用高压压缩空气以通过气缸的活塞杆产生对加载轴承的垂
直向下作用力(在润滑油沉积性能试验中，气缸需要给主轴施加约2763N的力，而气缸的活塞杆直径只有约10cm)，使加载轴承产生向下的力矩，从而使试验轴承加载。但由于润滑油沉积性能试验属于耐久性试验，试验时间长(润滑油试验时长在每次100小时至200小时不等)，随着试验推进，气缸密封性随着密封环老化而逐渐失效，试验轴承加载压力逐渐降低，严重影响试验准确性。同时，由于气缸加载系统长时间承受高压高载荷，加之加载轴承随主轴的高速转动产生的温度会传递到气缸上，而加热元件距离气缸也不远，导致试验过程中气缸温度高而需要用循环冷却水对气缸的加载系统进行冷却，但随着长时间试验推进，气缸加载系统中的冷却水密封垫也会存在逐渐老化而出现渗水的情况，严重影响试验操作和台架使用寿命。

技术实现思路

[0007]本专利技术意在提供航空润滑油沉积性能试验装置，以缓解现有技术中的试验装置存在密封结构密封不严实而带来试验准确性受影响的问题。
[0008]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]航空润滑油沉积性能试验装置，包括箱体、主轴、支撑轴承、试验轴承、加载轴承和密封组件，箱体底部设有至少两个出油孔，出油孔位于密封组件两侧，主轴通过支撑轴承和试验轴承转动连接在箱体内，加载轴承套在主轴上，密封组件包括安装在箱体上的至少两个挡板一和固定在主轴上的至少两个挡板二，挡板一和挡板二沿主轴轴向交替设置，挡板一和挡板二在主轴横截面的投影存在连续交叠区域，挡板一和相邻的挡板二在主轴轴向存在3
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5mm的间隙。
[0010]本方案的原理及优点是：本方案通过密封组件将箱体分隔为两个腔室，每个腔室均有出油孔，试验装置按照现有方法进行试验，试验过程中喷向轴承的润滑油能够在下落后从箱体底部的出油孔排出。
[0011]本方案在密封性能上，首先因密封组件的挡板二固定在主轴上而随主轴同步进行高速运转，挡板二在封闭箱体内的高速转动会带来较强的风压，风压的存在会阻挡呈雾状或滴状的润滑油(雾状润滑油以下简称油雾，滴状润滑油以下简称油滴)向密封组件靠近，形成对密封组件两侧润滑油的一级阻挡；而密封组件中交替排布且在主轴的横截面有连续交叠区域的挡板一和挡板二形成对箱体两个腔室的层层阻碍，形成了二级阻挡，使得油雾或油滴即便越过一级阻挡，也将在二级阻挡下大大降低窜移的速度，进一步降低油雾或油滴窜移到另一侧腔室中的概率；此外，位于密封组件中间区域的挡板因远离支撑油腔和试验油腔而温度较底，油雾在减速后触碰到更低温的挡板时更容易形成油滴而下落，进一步阻碍油雾的窜移(可视为三级阻挡)；可见本方案的密封组件以简单的结构形成了对油雾或油滴的重重阻碍，使得本方案的密封性能优越。
[0012]经研究，现有技术中的螺旋密封结构其内套因安装在主轴上，而主轴会承受来自加载轴承的径向载荷，导致主轴长时间的高速转动中存在弯曲变形，加之试验时箱体内温度较高(温度会带来热胀冷缩而产生形变)，使得螺旋密封结构受主轴和温度的影响，而导致螺旋密封结构的内外套的啮合间隙产生变化，局部区域的啮合间隙增大，导致润滑油的窜移，局部区域啮合间隙减小，导致密封结构的内套与外套之间产生剐蹭，造成螺旋密封结构的损坏。
[0013]而本方案中，挡板一和挡板二是交替排布的，且挡板一和挡板二之间具有轴向3
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5mm的间隙，保证了即便主轴因承受径向载荷而产生弯曲的情况完全不会影响密封组件的密封性能；箱体内两个腔室温度的不同使得热胀冷缩带给密封组件两侧结构的形变不同，也会因为间隙的存在而完全不影响密封组件的密封性能，保证了本装置在具有优异的密封性能的基础上还不会因为试验时长的增加而降低密封组件的使用寿命。
[0014]总之，本装置密封性能的提升既有利于航空润滑油油耗测试的准确性，又能大大降低甚至避免润滑油窜移到箱体另一腔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.航空润滑油沉积性能试验装置，包括箱体、主轴、支撑轴承、试验轴承、加载轴承和密封组件，箱体底部设有至少两个出油孔，出油孔位于密封组件两侧，主轴通过支撑轴承和试验轴承转动连接在箱体内，加载轴承套在主轴上，其特征在于：密封组件包括安装在箱体上的至少两个挡板一和固定在主轴上的至少两个挡板二，挡板一和挡板二沿主轴轴向交替设置，挡板一和挡板二在主轴横截面的投影存在连续交叠区域，挡板一和相邻的挡板二在主轴轴向存在3
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5mm的间隙。2.根据权利要求1所述的航空润滑油沉积性能试验装置，其特征在于：所述挡板一与主轴的外表面之间存在3
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5mm的间隙，挡板二与箱体内壁之间存在3
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5mm的间隙。3.根据权利要求2所述的航空润滑油沉积性能试验装置，其特征在于：所述挡板二的两侧均有挡板一。4.根据权利要求1所述的航空润滑油沉积性能试验装置，其特征在于：所述箱体底部还设有排油孔，排油孔位于相邻挡板一之间。5.根据权利要求1所述的航空润滑油沉积性能试验装置，其特征在于：所述箱体上安装径向加载机构，径向加载机构包括加载杆和承压杆，加载杆位于箱体外，承压杆竖向滑动连接在箱...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪必耀，刘建刚，杨智渊，曾萍，王海保，杜澜，黄致尧，宋巍，刘斌，肖洪飞，
申请(专利权)人：中国民用航空总局第二研究所，
类型：发明
国别省市：