CN206146629U - 一种高温高速油封试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高温高速油封试验装置，包括高速电主轴、高速轴承旋转轴、联轴器、高速轴承、转子、密封件试验腔、第一泄漏回收孔、第二泄漏回收孔、第一径向密封圈、第二径向密封圈、端面密封圈、轴向定位套、密封件安装套、第一被试密封件和第二被试密封件，所述高速电主轴与高速轴承旋转轴之间通过所述联轴器相连接，所述高速电主轴与高速轴承旋转轴之间设有第一特殊密封结构；本实用新型结构设计合理、轴承腔与密封件试验腔之间的密封效果好，在密封介质为高温状态下的电主轴使用寿命长、振动及噪音小。
Description
技术领域
本实用新型涉及橡塑密封件试验验证领域，具体涉及一种高温高速油封试验装置。
背景技术
如图1所示，现有的高速油封试验台，一般包括高速电主轴101、密封件试验腔102、连接件103、高速电主轴供油***、试验腔供油***、电控元件和***及相关支撑座等组合而成。密封件唇口对摩件(转子)与电主轴用螺钉连接，一次试验可以面对面安装两个高速油封密封件。所有这类结构的高速油封试验装置，存在以下问题：(1)当密封介质为高温时，会严重影响高速电主轴的精度及使用寿命；(2)由于高速电主轴悬臂过长，导致密封件唇口对摩件(转子)径向跳动偏大，无法真实模拟密封件的实际工况，且验台的振动及噪音大；(3)由于高速电主轴输出轴与连接法兰之间的径向密封采用常规橡胶油封，密封件的寿命难以保障；(4)由于试验用密封件为带骨架的PTFE油封，密封件的径向定位采取金属骨架与壳体过盈配合的方式，密封件的安装及拆卸均不方便。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种结构设计合理、密封效果好，在密封介质为高温状态下电主轴使用寿命长、振动及噪音小、安装拆卸方便的高温高速油封试验装置。
本实用新型的目的通过下述技术方案实现：
一种高温高速油封试验装置，包括高速电主轴、高速轴承旋转轴、联轴器、高速轴承、转子、密封件试验腔、第一泄漏回收孔、第二泄漏回收孔、第一径向密封圈、第二径向密封圈、端面密封圈、轴向定位套、密封件安装套、第一被试密封件和第二被试密封件，所述高速电主轴与高速轴承旋转轴之间通过所述联轴器相连接，所述高速电主轴与高速轴承旋转轴之间设有第一特殊密封结构；所述高速轴承设有两个，分别设置于所述高速轴承旋转轴的两侧；所述转子通过连接螺钉固定于所述高速轴承旋转轴的一端，所述密封件试验腔设置于所述转子的***；所述密封件试验腔与高速轴承旋转轴之间设有第二特殊密封结构；所述第一泄漏回收孔设置于靠近所述高速轴承旋转轴处，所述第二泄漏回收孔设置于远离所述高速轴承旋转轴处；所述第一径向密封圈、第二径向密封圈、端面密封圈和轴向定位套安装于所述密封件安装套上，所述密封件安装套设置于所述密封件试验腔处；所述第一被试密封件和第二被试密封件设置于所述密封件试验腔内，且位于所述转子的对摩面上，所述第一被试密封件和第二被试密封件之间设有隔套；所述密封件试验腔外安装有轴向定位法兰，所述轴向定位法兰外设有观测窗，所述观测窗通过观测窗安装用法兰安装固定。
优选地，所述转子设有两个对摩副，所述两个对摩副之间设有分界槽；转子的两个对摩副的特征用分界槽进行区分，做成不同的转子特征在相同的工况下进行比较试验，以便优选出相对优化的转子特征参数，这样设置能够优化被试密封件唇口对摩副的特征，例如转子表面粗糙度、处理方式及过盈量等特征。
优选地，所述第一特殊密封结构和第二特殊密封结构都设有密封副，所述密封副分为内密封副和外密封副，所述密封副单边间隙为0.10-0.20mm，所述密封副的长度为15mm，所述内密封副的外圆为光滑的旋转轴结构，所述外密封副的内孔为螺纹结构。
优选地，所述密封件安装套上设有轴向定位的垫片，所述垫片为两瓣可拆卸式结构。
优选地，所述第一被试密封件和第二被试密封件的外圆与所述密封件安装套的内孔采取小间隙配合，径向采取密封圈定位方式。
本实用新型的工作原理：
工作前，将转子套入高速轴承旋转轴的配合面，用连接螺钉紧固，然后依次将被试密封件外圆上的第一径向密封圈及第二径向密封圈、密封件安装套的端面密封圈、靠近电主轴端的被试密封件轴向定位套安装在密封件安装套上；用事先准备好的工装依次将第一被试密封件、隔套及第二被试密封件压入转子的对摩面上；最后安装被试密封件的轴向定位法兰、密封泄漏观测窗安装用法兰及观测窗，整个试验台安装完成，可以进行密封件的泄漏测试试验。通过高速电主轴带动联轴器及高速轴承旋转轴高速旋转，同时向密封件试验腔喷入高温润滑油，在运行期间，如果两个被试密封件发生泄漏，靠近电主轴端的第一被试密封件泄漏的润滑油通过第一泄漏回收孔接入量杯，远离电主轴端的第二被试密封件泄漏的润滑油通过第二泄漏回收孔接入量杯，相互之间的泄漏回收不受任何影响。当被试密封件出现泄漏或其它原因需要更换被试密封件时，依次取下观测窗、被试密封件轴向定位法兰，用转子取出螺钉利用转子上的台阶将整个转子连同密封件安装套及端面密封圈、轴向定位套、第一被试密封件、隔套及第二被试密封件从密封件试验腔体内取出。此时，第一被试密封件、隔套及第二被试密封件仍然留在密封件安装套内孔上，第一被试密封件及第二被试密封件的内孔与转子保持接触，沿转子台阶方向移动转子，由于轴向定位套为两瓣式结构，因此可以直接从密封件安装套上取出，之后用转子取出用螺钉利用转子上的台阶将第一被试密封件、隔套及第二被试密封件从密封件安装套内孔中取出，由于第一被试密封件、第二被试密封件的外圆与密封件安装套上的内孔为小间隙配合，径向定位主要依靠第一径向密封圈及第二径向密封圈，因此第一被试密封件、第二被试密封件取出方便。当被试密封件的规格在一定范围内发生变化时，只需要更换密封件安装套、转子及隔套即可。当需要优化密封件唇口对摩副(转子)的特征(转子表面粗糙度、处理方式及过盈量等)时，可以将转子的两个对摩副的特征用分界槽进行区分，做成不同的转子特征在相同的工况下进行比较试验，以便优选出相对优化的转子特征参数。
本实用新型与现有技术相比具有以下的有益效果：
(1)本实用新型结构设计合理、轴承腔与密封件试验腔之间的密封效果好；
(2)本实用新型在密封介质为高温状态下的电主轴使用寿命长、振动及噪音小；
(3)本实用新型一次试验可以面对面安装两个高速油封密封件，密封件唇口对摩副的特征可以相同或不同，被试密封件安装及拆卸方便，被试验密封件对比效果好，两被试密封件唇口对摩副的特征可变化等优点。
附图说明
图1为现有技术中高速油封试验台的结构示意图；
图2为本实用新型的结构示意图。
图中附图标记为：1、高速电主轴；2、联轴器；3、第一特殊密封结构；4、高速轴承；5、高速轴承旋转轴；6、第二特殊密封结构；7、第一泄漏回收孔；8、密封件安装套；9、第二泄漏回收孔；10、第一被试密封件；11、隔套；12、第二被试密封件；13、分节槽；14、观测窗；15、转子取出用螺钉；16、连接螺钉；17、转子；18、观测窗安装用法兰；19、轴向定位法兰；20、第一径向密封圈；21、第二径向密封圈；22、端面密封圈；23、轴向定位套；24、隔热垫；25、密封件试验腔；26、外壳。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
如图2所示，一种高温高速油封试验装置，包括高速电主轴1、高速电主轴1与高速轴承旋转轴联轴器2、高速电主轴与高速轴承旋转轴腔之间的第一特殊密封结构3、高速轴承4(两件)、高速轴承旋转轴5、被试密封件试验腔与高速轴承旋转轴腔之间的第二特殊密封结构6、密封件安装套8、第一被试密封件10及第二被试密封件12、两被试密封件之间的隔套11、观测窗14、转子17、观测窗安装用法兰18、远离电主轴端的被试密封件轴向定位法兰19、被试密封件外圆上的第一径向密封圈20及第二径向密封圈21、密封件安装套8的端面密封圈22、靠近电主轴端的被试密封件轴向定位套23及相关连接件和支撑座等组合而成。其中，高速轴承4(两件)安装在高速轴承旋转轴5上，高速电主轴1与高速轴承旋转轴5通过联轴器2连接，转子17通过螺钉16与高速轴承旋转轴5连接，整套轴系(含轴、轴承、转子等)整体安装在固定支撑座上，轴承腔的润滑油与密封件试验腔的润滑油均有独立的供油***来提供。
高温高速油封试验装置开始工作前，将转子17套入高速轴承旋转轴5的配合面，用连接螺钉16紧固，然后依次将被试密封件外圆上的第一径向密封圈20及第二径向密封圈21、密封件安装套的端面密封圈22、靠近电主轴端的被试密封件轴向定位套23安装在密封件安装套8上；用事先准备好的工装依次将第一被试密封件10、隔套11及第二被试密封件12压入转子17的对摩面上；最后安装被试密封件的轴向定位法兰19、密封泄漏观测窗安装用法兰18及观测窗14，整个试验台安装完成，可以进行密封件的泄漏测试试验。通过高速电主轴1带动联轴器2及高速轴承旋转轴5高速旋转，同时向密封件试验腔25喷入高温润滑油，在运行期间，如果两个被试密封件发生泄漏，靠近电主轴端的第一被试密封件10泄漏的润滑油通过第一泄漏回收孔7接入量杯，远离电主轴端的第二被试密封件12泄漏的润滑油通过第二泄漏回收孔9接入量杯，相互之间的泄漏回收不受任何影响。
当被试密封件出现泄漏或其它原因需要更换被试密封件时，依次取下观测窗14、被试密封件轴向定位法兰19，用转子取出螺钉15利用转子17上的台阶将整个转子17连同密封件安装套8及端面密封圈22、轴向定位套23、第一被试密封件10、隔套11及第二被试密封件12从密封件试验腔25体内取出。此时，第一被试密封件10、隔套11及第二被试密封件12仍然留在密封件安装套8内孔上，第一被试密封件10及第二被试密封件12的内孔与转子17保持接触，沿转子17台阶方向移动转子17，由于轴向定位套23为两瓣式结构，因此可以直接从密封件安装套8上取出，之后用转子取出用螺钉15利用转子17上的台阶将第一被试密封件10、隔套11及第二被试密封件12从密封件安装套8内孔中取出，由于第一被试密封件10、第二被试密封件12的外圆与密封件安装套8上的内孔为小间隙配合，径向定位主要依靠第一径向密封圈20及第二径向密封圈21，因此第一被试密封件10、第二被试密封件12取出方便。
当被试密封件的规格在一定范围内发生变化时，只需要更换密封件安装套8、转子17及隔套11即可。
当需要优化密封件唇口对摩副(转子)的特征(转子表面粗糙度、处理方式及过盈量等)时，可以将转子17的两个对摩副的特征用分界槽13进行区分，做成不同的转子特征在相同的工况下进行比较试验，以便优选出相对优化的转子特征参数。
由于本高温高速油封试验装置在高速电主轴1与密封件试验腔25之间增加了一个高速轴承旋转轴腔，密封件试验腔25与高速轴承旋转轴腔之间的法兰连接部位设有隔热垫24，因此，密封件试验腔25润滑油的高温对电主轴的影响可以忽略，提高了高速电主轴的使用寿命。
高速电主轴1与高速轴承旋转轴腔之间的第一特殊密封结构3与密封件试验腔25与高速轴承旋转轴腔之间的第二特殊密封结构6的密封原理相同，该特殊密封结构的密封副单边间隙控制在0.10～0.20mm之间，密封副的长度一般控制在15mm以上，内密封副的外圆为光滑的旋转轴结构，外密封副26的内孔为螺纹结构，其螺纹的旋向取决于电主轴的旋转方向，即从任何一侧看，如果电主轴为顺时针旋转时，则螺纹的旋向为逆时针，反之亦然。
本实用新型结构设计合理、轴承腔与密封件试验腔之间的密封效果好；在密封介质为高温状态下的电主轴使用寿命长、振动及噪音小；一次试验可以面对面安装两个高速油封密封件，密封件唇口对摩副的特征可以相同或不同，被试密封件安装及拆卸方便，被试验密封件对比效果好，两被试密封件唇口对摩副的特征可变化等优点。
上述为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种高温高速油封试验装置，其特征在于，包括高速电主轴、高速轴承旋转轴、联轴器、高速轴承、转子、密封件试验腔、第一泄漏回收孔、第二泄漏回收孔、第一径向密封圈、第二径向密封圈、端面密封圈、轴向定位套、密封件安装套、第一被试密封件和第二被试密封件，所述高速电主轴与高速轴承旋转轴之间通过所述联轴器相连接，所述高速电主轴与高速轴承旋转轴之间设有第一特殊密封结构；所述高速轴承设有两个，分别设置于所述高速轴承旋转轴的两侧；所述转子通过连接螺钉固定于所述高速轴承旋转轴的一端，所述密封件试验腔设置于所述转子的***；所述密封件试验腔与高速轴承旋转轴之间设有第二特殊密封结构；所述第一泄漏回收孔设置于靠近所述高速轴承旋转轴处，所述第二泄漏回收孔设置于远离所述高速轴承旋转轴处；所述第一径向密封圈、第二径向密封圈、端面密封圈和轴向定位套安装于所述密封件安装套上，所述密封件安装套设置于所述密封件试验腔处；所述第一被试密封件和第二被试密封件设置于所述密封件试验腔内，且位于所述转子的对摩面上，所述第一被试密封件和第二被试密封件之间设有隔套；所述密封件试验腔外安装有轴向定位法兰，所述轴向定位法兰外设有观测窗，所述观测窗通过观测窗安装用法兰安装固定。
2.根据权利要求1所述的高温高速油封试验装置，其特征在于，所述转子设有两个对摩副，所述两个对摩副之间设有分界槽。
3.根据权利要求1所述的高温高速油封试验装置，其特征在于，所述第一特殊密封结构和第二特殊密封结构都设有密封副，所述密封副分为内密封副和外密封副，所述密封副单边间隙为0.10-0.20mm，所述密封副的长度为15mm，所述内密封副的外圆为光滑的旋转轴结构，所述外密封副的内孔为螺纹结构。
4.根据权利要求1所述的高温高速油封试验装置，其特征在于，所述密封件安装套上设有轴向定位的垫片，所述垫片为两瓣可拆卸式结构。
5.根据权利要求1所述的高温高速油封试验装置，其特征在于，所述第一被试密封件和第二被试密封件的外圆与所述密封件安装套的内孔采取小间隙配合，径向采取密封圈定位方式。
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| CN107677423A (zh) * | 2017-10-24 | 2018-02-09 | 中国地质大学（北京） | 用于多种介质的多用途密封实验台 |
| CN111157188A (zh) * | 2020-01-10 | 2020-05-15 | 中国航发长江动力有限公司 | 一种浮环密封通用试验器及检测*** |
| CN111678545A (zh) * | 2020-07-07 | 2020-09-18 | 托菲传感技术(上海)股份有限公司 | 严苛环境中编码器主轴尺寸的确定方法 |
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