水泵泵轴径向力模拟试验及检测研究

发布时间：2020-03-22 22:27

【摘要】：在水泵的工作过程中,泵轴是否能平稳运行是评判水泵整体性能的关键,而泵轴径向力是决定泵轴平稳运行的主要因素之一。泵轴径向力是指泵轴在旋转过程中所受半径方向的力,主要是由安装误差及泵轴在加工过程中几何中心与泵轴重心不重合所引起的。泵轴径向力过大,会导致泵轴划膛甚至断裂等严重后果。因此,泵轴径向力的测量对水泵的设计制造十分必要。对于传感器的标定,通常是在实验室中完成的。而在实验室标定时,标准拉力机无法模拟水泵实际运行过程中呈旋转周期变化的径向力,以及其所需的复杂工作环境,因此设计一个合理的模拟试验装置至关重要。本文针对水泵泵轴径向力产生原因及筒形径向力传感器测量原理进行了分析;对筒形径向力传感器设计结构与其在水泵中的安装位置进行阐述;对筒形传感器径向力模拟试验方案及平台搭建做了详细的分析。径向力模拟试验平台由轴流风机径向力加载装置、传感器单元、转速测量单元和数据回收平台组成。利用轴流风机转子偏心产生的离心力,模拟水泵实际运行时所受径向力。通过传感器单元将径向力信号转变为数字信号,并存储至Flash存储器中。利用数据回收平台读取Flash中的试验数据。经傅里叶变换得到信号的幅频特性曲线,读取出与轴流风机旋转频率相同的数据幅值。通过更换不同质量块,测得不同径向力作用下筒形传感器的输出。径向力模拟试验得出:测试量程为0~200N的筒形径向力传感器,径向力与AD输出值呈线性关系,利用最小二乘法拟合得出筒形径向力传感器灵敏度为53.3LSB/N,非线性误差为2.25%。本文在0°、60°、120°、180°、240°和300°的角度下,对筒形传感器直接加载标准力,得出在各个角度时筒形传感器的灵敏度。与径向力模拟试验的结果进行对比,得出灵敏度相对误差为1.88%。本文通过径向力模拟试验模拟了传感器的实际应用过程,为水泵和筒形径向力传感器的分析、设计、改进和制造提供了有效的手段。
【图文】：

测力传感器,环形,径向力

沈阳工业大学硕士学位论文泵轴在静态条件下不会产生径向力，因此充分得出传感器的真实特性。另外，，在水频、水泵转速及机械振动等外界干扰。为情况的径向力标定传感器，本文设计了筒轴性能分析与设计的工具。究现状之径向力相对容易些。在我国各研究机构阳水泵研究所的卢凤芝、倪蕾于 1995 年5]。环形测力传感器如图 1.1 所示。

传感器标定,径向力

同时产生应变。通过计算，在薄壁环内侧最大弯矩截面处粘贴应变片，能够达到最好的测量效果。标定装置如图1.2 所示。加载架测力轴轴承测力传感器加载螺栓图 1.2 径向力测试传感器标定装置Fig. 1.2 Calibration device for radial force test sensor
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH38

【参考文献】