[发明专利]一种挠性轴试验平台及检测方法

说明书

本申请涉及机械传动部件的检测设备，尤其涉及一种挠性轴试验平台及检测方法。一种挠性轴试验平台，该平台包括机架、第一驱动机构、第二驱动机构、偏摆机构、加载机构、电气控制回收系统和数据采集系统；该试验平台真实模拟挠性轴受力运动工况，采集试验数据，进一步可以分析并优化挠性轴设计，提升电动潜油螺杆泵系统的可靠性。

技术领域

本申请涉及机械传动部件的检测设备，尤其涉及一种挠性轴试验平台及检测方法。

背景技术

随着我国油气资源的深入开发，传统的地面驱动采油系统已经不能适应高含沙量、高含气量、低渗透、粘稠等油层的开采。系统将动力源—潜油电机置于井下，又结合了螺杆泵的优点，能满足上述井况开采条件，为老油田、低效益油田二次开发提供技术支持。

目前行业内系统由控制柜、线缆、螺杆泵、减速器、保护器、异步潜油电机六大部分组成，其中减速器寿命未得到有效提升致使当前方案未广泛应用。针对现行方案的不足之处，我公司采用低速永磁电机直驱螺杆泵方案，增加了井下驱动器，并以挠性轴取代减速器。此方案实现了井下信息检测、动液面控制功能还有效提高了输电效率和整套系统的可靠性。其中挠性轴是联接保护器和螺杆泵的关键部分，特点是在两者之间传递转矩和轴向推力的同时模拟螺杆泵转子旋转时的偏心摆动。为保证产品性能，需要设计一套试验系统进行试验验证。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本申请的一个目的是提供一种挠性轴试验平台，该试验平台真实模拟挠性轴受力运动工况，采集试验数据，进一步可以分析并优化挠性轴设计，提升系统的可靠性。

为了实现上述的目的，本申请采用了以下的技术方案：

一种挠性轴试验平台，该平台包括机架、驱动机构、转矩加载机构、偏摆机构、压力加载机构、电气控制回收系统和数据采集系统；所述的机架包括第一机架和第二机架，第一机架和第二机架对向设置，驱动机构设置在第一机架上，转矩加载机构与压力加载机构设置在第二机架上；

所述的驱动机构包括第一电机、第一减速器和联轴器，第一电机通过第一减速器与联轴器传动联接，联轴器连接设置有挠性轴保护器，挠性轴保护器架设在第一机架上，挠性轴保护器的端部设置有用于固定挠性轴一端的第一连接头；

所述的压力加载机构包括推力油缸和推力轴，转矩加载机构包括第二电机和第二减速器，所述的推力轴穿设在第二减速器上，推力轴在第二减速器能实现轴向传递压力并与第二减速器传动联接，所述的第二电机与第二减速器传动联接将扭矩传递给推力轴；所述的推力油缸设置在推力轴的一端，推力油缸能将轴向压力传递给推力轴；

所述的偏摆机构设置在机座上，机座设置在第二机架上，偏摆机构的一端设置有用于固定挠性轴另一端的第二连接头；偏摆机构的另一端与所述的推力轴传动联接，实现偏摆机构的轴向运动和偏心转动运动；

所述的数据采集系统包括扭矩转速仪、压力传感器、红外测温仪和磁感计数器；所述的扭矩转速仪设置在驱动机构上采集当前的转矩转速，压力传感器设置在推力油缸与推力轴之间采集当前推力轴的轴向推力，所述的红外测温仪监测挠性轴在试验过程中因变形导致的温升，所述的磁感计数器记录当前试验的转动圈数；

所述的电气控制回收系统控制第一电机、第二电机和推力油缸工作，数据采集系统将采集的数据传输至所述的电气控制回收系统。

作为一种优选方式，所述的偏摆机构包括凸轮与十字滑块，十字滑块的一端连接所述的推力轴；凸轮设置在十字滑块的另一端，所述的第二连接头设置在凸轮上，并在机座的上下两侧分别设置有能与凸轮的凸面相接触的滚动轴承。

作为进一步改进，十字滑块包括十字圆盘滑块、第一十字滑块和第二十字滑块，第一十字滑块和第二十字滑块分别位于十字圆盘滑块的两侧，第二十字滑块通过右半联轴器与推力轴相传动联接，第一十字滑块与凸轮相传动联接。

作为进一步改进，凸轮采用间隔120°的三极凸起结构。