专利名称：泵用测定轴向力装置的制作方法
技术领域：
本实用新型主要涉及离心泵轴向力的测定装置的结构。本实用新型主要应用于离心泵中随时随地测定离心泵轴向力，也可用于转子运转时有必要定量掌握轴向力及其实际变化规律的其它机械设备中。
背景技术：
离心泵在运行过程中，轴向力是变化的。尤其在多级离心泵中，这种轴向力的变化更是量值大、变化快、随叶轮布置方式的不同各有不同。工程实践证实，因未对轴向力做到随时随地定量了解和定量控制，导致多级离心泵的故障率非常高。现有技术中，没有检索到对离心泵轴向力的测定装置。
实用新型内容本实用新型的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种泵用轴向力测定装置，用于随时随地直接测定和显示离心泵轴向力的实际大小和方向。
本实用新型的目的可以通过采用以下技术方案来实现一种泵用测定轴向力装置，包括有在离心泵轴的非驱动端(1-1)设有轴承(1-2)，其主要特点是还包括有轴承(1-2)的外圈设有轴承盒(1-3)，其外圈设有轴承体(1-16)，导向键(1-4)设于轴承体(1-16)与轴承盒(1-3)之间；轴承体端盖(1-14)与轴承体(1-16)固连，其立柱端设有在轮辐上贴有应变片的剪切式力传感器(1-12)；轴承盒压盖(1-5)将轴承(1-2)沿轴向压紧在(1-3)内，其中心固连有挺杆(1-6)，穿出轴承体端盖(1-14)与轮辐剪切式力传感器(1-12)固连。
所述的泵用测定轴向力装置，其特征是还包括有在轴承体端盖(1-14)的立柱端与在轮辐上贴有应变片的剪切式力传感器(1-12)之间设有同样在轮辐上贴有应变片的剪切式力传感器(1-15)。
所述的泵用测定轴向力装置，其特征是还包括有在两传感器(1-12、1-15)之间还设有环形固定板(1-13)；挺杆(1-6)穿出轴承体端盖(1-14)与轮辐剪切式力传感器(1-12、1-15)固连，其两传感器(1-12、1-15)之间还设有与环形固定板(1-13)厚度相等的挺杆套(1-8)。
所述的泵用测定轴向力装置，其特征是还包括有在力传感器(1-12、1-15)轮辐上粘贴有应变片，应变片桥式连接，并有引出信号线。
所述的泵用测定轴向力装置，其特征是还包括有轴承盒(1-3)在轴承体(1-16)内沿轴向滑动，行程为5～7mm。
所述的泵用测定轴向力装置，其特征是还包括有所述的轴承(1-2)可为承受双向轴向负荷的推力轴承(1-2)或为配对安装的角接触球轴承。
所述的泵用测定轴向力装置，其特征是还包括在泵体上设有油杯(1-17)；在挺杆(1-6)上设有注油孔，其外端有油杯(1-11)。
所述的泵用测定轴向力装置，其特征是还包括在在轴承体端盖(1-14)的立柱侧面上设有防水防尘罩(1-10)，其上设有通风孔及传感器引线孔。
本发明的有益效果是，结构简单，设计合理。可以随时显示泵运行过程中轴向力的真实大小及方向，当轴向力超出设计值时可立即报警，以便采取减小轴向力的其它具体措施，防止因轴向力过大而造成泵的故障。
使用两个相同的轮辐剪切式力传感器，这是一种较新型的力传感器，它通过测量轮辐上的剪应力来测量载荷，其优点是精度高、滞后小、重复性及线性度高、抗偏载能力强、高度低、尺寸小、重量轻。
该装置具有尺寸小、结构简单、安装使用方便的特点。经实际使用证实对同一台泵，该装置的测量值与能准确测定离心泵轴向力的实验台的实测值完全相同，具有使用可靠、测量准确度高、使用寿命长的优点。由于借此可以随时掌握泵运行中的真实轴向力值，尤其在轴向力超过阈值时可以立即采取减小轴向力的具体措施，从而大大提高了多级离心泵的平均检修寿命(MOL)和平均使用寿命。
以下结合附图所示之最佳实施例作进一步详述图1a为本实用新型实施例1主视图。
图1b为本实用新型实施例1应变片桥路连线图。
图2a为本实用新型实施例2主视图。
图2b为本实用新型实施例2应变片桥路连线图。
图3为本实用新型实施例3主视图。
具体实施方式
实施例1见图1，泵用测定轴向力装置，包括有在离心泵轴的非驱动端1-1设有可承受一定双向轴向负荷的深沟球轴承1-2，有利于提高轴承的极限转速。轴承1-2的外圈设有轴承盒1-3，其外圈设有轴承体1-16，导向键1-4设于轴承体1-16与轴承盒1-3之间，防止轴承盒转动而限定轴承盒1-3只能在轴承体1-16内沿轴向滑动，滑动的自由行程与工程实践中要求多级泵装配后所允许泵转子的总轴向窜动量相同，为6±1mm。两个O型密封圈1-18装在轴承盒1-3、轴承体1-16的配合间隙两端。轴承体端盖1-14与轴承体1-16固连，其立柱端设有在轮辐上贴有应变片的剪切式力传感器1-12。轴承盒压盖1-5将轴承1-2通过细牙螺纹沿轴向压紧在轴承盒1-3内，其中心固连有挺杆1-6，穿出轴承体端盖1-14，在挺杆1-6上的传感器1-12由两侧的紧定园螺母1-7、1-9予以调整紧定。每个力传感器上均具有四个相同且相对位置以轮轴为对称的四个轮辐作为四个传感臂，每条轮辐的两侧各贴有一个拉伸应变片和承压应变片，在力传感器1-12轮辐两侧粘贴应变片，共八个完全相同的应变片，要求每个应变片在拉伸形变和压缩形变时具有相同的线性度。贴在一条轮辐两侧的两个应变片要求粘贴恰当，使得轮辐在发生某一方向的变形时，一个应变片产生拉伸形变，另一个产生压缩形变。然后将这八只应变片接成如图1(b)的四等臂电桥形式，其中每两个同时处于拉伸形变状态的应变片串联后作为电桥的一个臂，每两个同时处于压缩形变状态的应变片串联后作为电桥的另一个臂，然后将所有拉伸形变的臂和压缩形变的臂作为相邻臂连成桥路，即在图1(b)中，使得当R1、R4处于拉伸形变时R2、R3处于压缩形变状态，当R1、R4处于压缩形变时R2、R3处于拉伸形变状态。静态(或轴向力为零)时，如图1(a)将套在挺杆1-6上的传感器1-12两侧的紧定园螺母1-7、1-9予以调整紧定，使得泵转子处于轴向自由行程的正中位置，这时传感臂不变形，应变片的R1、R2、R3、R4阻值相等，电桥输出电压U2＝UA-UB＝0；当泵的轴向力方向为由驱动端指向非驱动端时，R1、R4被拉伸，R2、R3被压缩，桥路输出电压U2＝UA-UB＜0，表示轴向力为负；当泵的轴向力方向为由非驱动端指向驱动端时，R1、R4被压缩，R2、R3被拉伸，桥路输出电压U2＝UA-UB＞0，表示轴向力为正。有引出信号线引出信号。在泵体上设有油杯1-17；在挺杆1-6上设有注油孔，其外端有油杯1-11。在轴承体端盖1-14的立柱侧面上设有防水防尘罩1-10，其上设有通风孔及传感器引线孔。
实施例2见图2，泵用测定轴向力装置，在轴承体端盖1-14的立柱端与在轮辐上贴有应变片的剪切式力传感器1-12之间设有同样在轮辐上贴有应变片的剪切式力传感器1-15。两个完全相同的轮辐剪切式力传感器反方向安装，每个传感器上的8个应变片以差动电桥补偿法桥路连接，具有两个输出信号，轴向力对应于两个信号的差值，并设有引出信号线。每个力传感器上均具有四个相同且相对位置以轮轴为对称的四个轮辐作为四个传感臂，每条轮辐的两侧各贴有一个拉伸应变片和承压应变片，所有应变片粘贴位置力求完全相同。每个力传感器上共粘贴8个应变片(四个拉伸应变片，四个承压应变片)，每两个拉伸应变片串联后做为电桥的一臂，每两个承压应变片串联后做为电桥的另一臂，拉伸应变片臂和承压应变片臂彼此相间，按图2(b)用差动电桥补偿法接成桥路，并使两个传感器有预紧变形量，当轮辐不发生弹性形变时，桥路输出电压为零。当轮辐发生弹性形变时，桥路输出电压为两端的电压差值。轴承1-2可为配对安装的角接触球轴承。其它结构与实施例1相同。
实施例3见图3，泵用测定轴向力装置，在两传感器1-12、1-15之间还设有环形固定板1-13。挺杆1-6穿出轴承体端盖1-14，另一端依次固连有轮辐剪切式力传感器1-15，与环形固定板1-13厚度相等的挺杆套1-8，轮辐剪切式力传感器1-12。两个力传感器1-12、1-15的轮毂分别用紧定园螺母1-7和1-9从两侧压紧在挺杆1-6上，借助于传感器轮辐的弹性变形力将其轮圈从两侧压紧在环形固定板1-13上。紧定园螺母1-7和1-9从两侧紧定力传感器1-12和力传感器1-15的轮毂时，正好使轴承盒处于自由行程的正中位置，同时使两个传感器轮圈从两侧压紧环形固定板的弹性力均为该泵轴向力最大允许绝对值的1.5倍左右。传感器的结构与连线和实施例2相同，由于此时两个力传感器变形量相同，输出电压相同，输出信号电压的差值为零，即尽管U2A＝U2B≠0，但U2B-U2A＝0。其它结构与实施例1相同。
权利要求1.一种泵用测定轴向力装置，包括有在离心泵轴的非驱动端(1-1)设有轴承(1-2)，其特征是还包括有轴承(1-2)的外圈设有轴承盒(1-3)，其外圈设有轴承体(1-16)，导向键(1-4)设于轴承体(1-16)与轴承盒(1-3)之间；轴承体端盖(1-14)与轴承体(1-16)固连，其立柱端设有在轮辐上贴有应变片的剪切式力传感器(1-12)；轴承盒压盖(1-5)将轴承(1-2)沿轴向压紧在(1-3)内，其中心固连有挺杆(1-6)，穿出轴承体端盖(1-14)与轮辐剪切式力传感器(1-12)固连。
2.如权利要求1所述的泵用测定轴向力装置，其特征是还包括有在轴承体端盖(1-14)的立柱端与在轮辐上贴有应变片的剪切式力传感器(1-12)之间设有同样在轮辐上贴有应变片的剪切式力传感器(1-15)。
3.如权利要求2所述的泵用测定轴向力装置，其特征是还包括有在两传感器(1-12、1-15)之间还设有环形固定板(1-13)；挺杆(1-6)穿出轴承体端盖(1-14)与轮辐剪切式力传感器(1-12、1-15)固连，其两传感器(1-12、1-15)之间还设有与环形固定板(1-13)厚度相等的挺杆套(1-8)。
4.如权利要求1或2或3所述的泵用测定轴向力装置，其特征是还包括有在力传感器(1-12、1-15)轮辐上粘贴有应变片，应变片桥式连接，并有引出信号线。
5.如权利要求4所述的泵用测定轴向力装置，其特征是还包括有轴承盒(1-3)在轴承体(1-16)内沿轴向滑动，行程为5～7mm。
6.如权利要求1所述的泵用测定轴向力装置，其特征是还包括有所述的轴承(1-2)可为承受双向轴向负荷的推力轴承(1-2)或为配对安装的角接触球轴承。
7.如权利要求1所述的泵用测定轴向力装置，其特征是还包括在泵体上设有油杯(1-17)；在挺杆(1-6)上设有注油孔，其外端有油杯(1-11)。
8.如权利要求1所述的泵用测定轴向力装置，其特征是还包括在在轴承体端盖(1-14)的立柱侧面上设有防水防尘罩(1-10)，其上设有通风孔及传感器引线孔。
专利摘要本实用新型主要涉及离心泵轴向力的测定装置的结构。本实用新型主要应用于离心泵中随时随地测定离心泵轴向力，也可用于转子运转时有必要定量掌握轴向力及其实际变化规律的其它机械设备中。一种泵用测定轴向力装置，包括有在离心泵轴的非驱动端(1－1)设有轴承(1－2)，其主要特点是还包括有轴承(1－2)的外圈设有轴承盒(1－3)，其外圈设有轴承体(1－16)，导向键(1－4)设于轴承体(1－16)与轴承盒(1－3)之间；轴承体端盖(1－14)与轴承体(1－16)固连，其立柱端设有在轮辐上贴有应变片的剪切式力传感器(1－12)；轴承盒压盖(1－5)将轴承(1－2)沿轴向压紧在(1－3)内，其中心固连有挺杆(1－6)，穿出轴承体端盖(1－14)与轮辐剪切式力传感器(1－12)固连。其优点是精度高、滞后小、重复性及线性度高、抗偏载能力强、高度低、尺寸小、重量轻。
文档编号G01L1/04GK2802482SQ20052007834
公开日2006年8月2日 申请日期2005年1月30日 优先权日2005年1月30日
发明者陆雄 申请人:陆雄