1.一种螺杆与星轮啮合的润滑性能的测试方法,将润滑流体注入测试装置进行测试,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1、将实际星轮齿面每个几何形态特征点s1(x1,y1,z1)转换为试验星轮齿面几何形态特征点s2(x2,y2,z2),且转换前后星轮与螺杆啮合间隙几何形态相同;
步骤2、根据所述试验星轮齿面几何形态特征点s2(x2,y2,z2)加工得到星轮;
步骤3、将步骤2得到的所述星轮安装在测试装置上进行润滑性能测试,在测试过程中,使所述星轮与螺杆啮合间隙内润滑流体的雷诺数与实际星轮与螺杆啮合间隙内润滑流体的雷诺数相同,同时通过调节液体流量、气体流量得到与实际星轮与螺杆啮合间隙内气体体积含气率一致的润滑流体。
2.根据权利要求1所述的一种螺杆与星轮啮合的润滑性能的测试方法,其特征在于,步骤1中所述将实际星轮齿面每个几何形态特征点s1(x1,y1,z1)转换为试验星轮齿面几何形态特征点s2(x2,y2,z2)的方式如下:
上式中,
3.根据权利要求1所述的一种螺杆与星轮啮合的润滑性能的测试方法,其特征在于,所述测试装置包括电机(1),所述电机(1)通过联轴器(2)连接有用于固定螺杆(4)的转子轴(3),所述转子轴(3)上套接有第一密封盖体、第二密封盖体,所述螺杆(4)位于第一密封盖体、第二密封盖体之间,所述螺杆(4)外套接有密封壳(5),所述密封壳(5)两端分别与第一密封盖体、第二密封盖体连接,所述密封壳(5)内壁设有密封板(6),所述密封板(6)伸入螺杆(4)螺槽内将其分隔;所述密封壳(5)开设有安装孔(7),所述螺杆(4)上设置有压力传感器(8);所述星轮(11)通过星轮轴(9)活动连接在星轮支架(10)上,所述星轮轴(9)上套接用于锁紧星轮(11)的锁紧机构,所述星轮轴(9)上方还设置有角位移传感器(12),所述星轮(11)齿伸入安装孔(7)与螺杆(4)啮合,所述星轮(11)上表面与密封板(6)之间的密封壳(5)上设置有进液孔(13),所述星轮(11)下表面与密封板(6)之间设置有回液孔(15)。
4.根据权利要求3所述的一种螺杆与星轮啮合的润滑性能的测试方法,其特征在于,所述供液回液系统包括供液箱(33)、低压气罐(34)、液气分离器(35),所述供液箱(33)出口依次连接有液泵(36)、第一调节阀(37)、第一流量计(38)、混合器(39),所述低压气罐(34)出口依次连接有压缩机(40)、减压阀(41)、第二调节阀(42)、第二流量计(43)、单向阀(44),所述单向阀(44)出口与混合器(39)连通,所述混合器(39)出口与进液孔(13)连通;所述回液孔(15)与液气分离器(35)进口连通,所述液气分离器(35)出口分别与供液箱(33)、低压气罐(34)进口连通。
5.根据权利要求3所述的一种螺杆与星轮啮合的润滑性能的测试方法,其特征在于,所述第一密封盖体包括依次套接在转子轴(3)上的前密封盖(17)、轴承座(18),所述前密封盖(17)与转子轴(3)之间设置有第一骨架密封(19),所述轴承座(18)与转子轴(3)之间设置有第一深沟球轴承(20),所述第一深沟球轴承(20)靠近第一骨架密封(19)一侧设置有第一轴承锁紧件;所述第二密封盖体包括依次套接在转子轴(3)上的定位轴承座(21)、后密封盖(22),所述定位轴承座(21)与转子轴(3)之间设置有双列角接触轴承(23),所述双列角接触轴承(23)靠近后密封盖(22)一侧设置有第二轴承锁紧件,所述后密封盖(22)与转子轴(3)之间设置有第二骨架密封(24);所述密封壳(5)两端分别与轴承座(18)、定位轴承座(21)连接。
6.根据权利要求3所述的一种螺杆与星轮啮合的润滑性能的测试方法,其特征在于,所述锁紧机构包括自下而上依次套接在星轮轴(9)上的压盖(25)、锁紧螺母(26),所述压盖(25)与星轮(11)紧密接触。
7.根据权利要求3所述的一种螺杆与星轮啮合的润滑性能的测试方法,其特征在于,所述星轮支架(10)包括支撑架(101),所述支撑架(101)上连接有第一挂环(102)、第二挂环(103),所述星轮轴(9)两端分别活动连接在第一挂环(102)、第二挂环(103)内。
8.根据权利要求7所述的一种螺杆与星轮啮合的润滑性能的测试方法,其特征在于,所述星轮轴(9)下端与第二挂环(103)之间自上而下依次设置有四点角接触轴承(27)、第二深沟球轴承(28),所述第二深沟球轴承(28)通过下轴承端盖(29)与第二挂环(103)固定;所述星轮轴(9)上端与第一挂环(102)之间设置有第三深沟球轴承(30),所述第三深沟球轴承(30)通过上轴承端盖(31)与第一挂环(102)固定。
9.根据权利要求3所述的一种螺杆与星轮啮合的润滑性能的测试方法,其特征在于,步骤3具体包括以下步骤:
步骤3.1、启动所述液泵(36)、压缩机(40)、电机(1),增压后的润滑液和气体在所述混合器(39)内混合,通过所述第一调节阀(37)、第二调节阀(42)分别调节液体流量、气体流量形成与实际星轮与螺杆啮合间隙内气体体积含气率一致的高压气液混合物;
步骤3.2、高压气液混合物通过所述进液孔(13)进入高压密封腔,控制电机(1)转速使星轮与螺杆啮合间隙内流体的雷诺数与实际星轮与螺杆啮合间隙内流体的雷诺数相同;
步骤3.3、所述压力传感器(8)测量高压气液混合物从星轮(11)齿上表面泄入星轮(11)齿下表面的压力分布值;同时通过所述角位移传感器(35)测量星轮(11)的偏转角度,得到星轮(11)与螺杆(4)啮合的润滑性能;然后低压密封腔内的气液混合物通过回液孔(15)进入液气分离器(35),分离后的液体、气体分别返回供液箱(33)、低压气罐(34)。
10.根据权利要求9所述的一种螺杆与星轮啮合的润滑性能的测试方法,其特征在于,步骤3.1中液体流量、气体流量与混合器(39)与进液孔(13)之间管路中气体体积含气率λ的关系如下:
上式中,pm为混合器(39)出口管路压力,tm为混合器(39)出口管路温度,rg为气体常数,β为混合器(39)与进液孔(13)之间管路中质量含气率,ρl为液相密度;
上式中,mg为气体质量流量,ml为液体质量流量;
ml=ρlql(5);
上式中,ql为液体体积流量;
上式中,qg为气体体积流量,pg为气体压力,tg为气体温度。