[发明专利]一种采用自动调心轴承的轴系实验台架

说明书

技术领域

本发明属于船舶轴系实验台架，具体涉及一种采用自动调心轴承的轴系实验台架。

背景技术

船舶轴系试验台架是研究轴系静动态特性的重要的实验室装置，通常由变频器、电机、齿轮箱、联轴器、中间轴承、艉轴承和变频器等部分组成，实验时，待实验轴系的轴端与联轴器连接，待实验轴系的轴段穿过并由中间轴承、艉轴承支撑，待实验轴系穿过艉轴承后的轴段悬空；根据实验需求和实际条件不同，其设计参数有所不同。在电机不输入能量时，可以通过相应实验方法和传感器等测量手段，得到轴系的静态性能参数；当电机输入能量，实现机轴联动，可以通过传感器等测量手段，获得轴系的动态性能参数，从而实现在某一转速范围内，某一工况下，轴系的静动态特性实验研究。

有一类船舶轴系试验台架，在艉轴承处采用自动调心轴承，利用自动调心轴承对位移和角度的补偿，进而改善整个轴系的性能。

如图1所示，传统自动调心球轴承，由轴套41、轴瓦42、嵌有钢球的保持架44几个部分构成，轴套球面滚道中心点与轴承中心点一致，轴瓦具有双列滚道。旋转时钢球、保持架、轴瓦对于轴套心轴可作一定程度的自由倾斜，即具有自动调心功能，因此，可自动调整轴和轴承箱因加工、安装不当所产生的轴心偏移，能够给予一定的角度补偿和较小的位移补偿。但是，这种自动调心球轴承轴向负荷能力有限，不适用于轴向负荷大的场合；同时，其水密性不佳，对于水密性要求比较高的场合，比如船舶轴系艉轴承处，通常不太适用。

在此基础上，出现了一种新型自动调心轴承，其结构如图2所示，该种新型自动调心轴承在轴套41和轴瓦42之间设置橡胶层45代替原来嵌有钢球的保持架，由于橡胶层的刚度较小，当心轴由于加工、安装不当或在载荷作用下发生轴心偏移时，橡胶层能够给予一定的角度补偿。此外，由于橡胶与轴瓦轴套之间具有较大的摩擦阻力，能够承受一定的轴向负荷，给予一定的位移补偿。同时，橡胶层具有较佳的水密性，适用于水密性要求较高的场合。

但是，无论是传统的自动调心球轴承，还是新型自动调心轴承，应用到轴系实验台架上后，都具有装卸困难，操作不便的缺点，尤其是当实验中需要进行对比实验时，这种缺陷便显得更加明显。

发明内容

本发明提供一种采用自动调心轴承的轴系实验台架，解决现有船舶轴系试验台架艉轴承装卸困难，操作不便的问题。

本发明所提供的一种采用自动调心轴承的轴系实验台架，包括电机、齿轮箱、中间轴承、艉轴承和变频器，电机、齿轮箱、中间轴承和艉轴承依次分别通过基座和螺栓固定在地基上，电源通过变频器为电机供电，电机轴通过第一联轴器与齿轮箱的输入轴连接，齿轮箱的输出轴与第二联轴器连接，实验时，待实验轴系的轴端连接所述第二联轴器，待实验轴系的轴段穿过并由中间轴承、艉轴承支撑，待实验轴系穿过艉轴承后的轴段悬空；其特征在于：

所述艉轴承由轴套、轴瓦和多根键条构成，所述轴套由形状相同的上半轴套和下半轴套组成，上半轴套的内壁和下半轴套的内壁各自均为半圆弧面，上半轴套半圆弧面上具有N条轴向上通槽，下半轴套的半圆弧面上具有M条轴向下通槽，N≥M＞1；

所述轴瓦由一体的筒体和法兰盘构成，所述筒体为圆筒形，所述法兰盘位于筒体左端部；所述筒体内壁具有三道环形凹腔：左端环形凹腔和右端环形凹腔分别用于嵌入油封毡圈，中间环形凹腔用于容纳润滑油；所述筒体的筒壁开有连通法兰盘端面和所述中间环形凹腔的润滑油孔；所述筒体外壁开有N+M条轴向键槽，其位置和N条轴向上通槽及M条轴向下通槽位置对应，用于容纳所述键条；所述筒体的外径小于上半轴套和下半轴套半圆弧面之圆弧半径，以便轴瓦与轴套间隙配合；

所述键条包括N+M根刚性键条和N+M根弹性键条，分别用以模拟刚性支撑工况和弹性支撑工况；

装配时，N+M根刚性键条或N+M根弹性键条均置入轴向键槽后，轴瓦的筒体置于下半轴套的半圆弧面上，将上半轴套和下半轴套通过螺栓与基座相连，构成整体的轴套，两个半圆弧面形成圆形通孔，筒体位于圆形通孔内，N根刚性键条或弹性键条的上、下表面分别与N条所述轴向上通槽及轴向键槽底面紧密接触，M根刚性键条或弹性键条的上、下表面分别与M条所述轴向下通槽及轴向键槽底面紧密接触。

所述轴向上通槽、轴向下通槽及轴向键槽的横截面可以为等腰梯形；

所述刚性键条和弹性键条的横截面相同，均与所述轴向上通槽和轴向键槽组合后的等腰梯形横截面以及所述轴向下通槽和轴向键槽组合后的等腰梯形横截面相匹配。