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专利号: 2021101326075
申请人: 浙江理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种离心泵轴向力自平衡的联轴器装置,其特征在于:包括箱体(4),在箱体(4)的内部,从左至右竖向依次排列设有叶轮侧齿轮组、叶轮侧挡板(52)、驱动侧挡板(51)和驱动侧齿轮组;

所述叶轮侧齿轮组包括竖向依次设置的叶轮侧第一齿轮副(31)、叶轮侧主齿轮(2)和叶轮侧第二齿轮副(32),叶轮侧第一齿轮副(31)、叶轮侧主齿轮(2)与叶轮侧第二齿轮副(32)各自的工作中心在同一垂直线上,且,叶轮侧第一齿轮副(31)与叶轮侧主齿轮(2)相互齿轮咬合,叶轮侧主齿轮(2)与叶轮侧第二齿轮副(32)相互齿轮咬合;

所述驱动侧齿轮组包括竖向依次设置的驱动侧第一齿轮副(71)、驱动侧主齿轮(8)和驱动侧第二齿轮副(72),驱动侧第一齿轮副(71)、驱动侧主齿轮(8)和驱动侧第二齿轮副(72)各自的工作中心在同一垂直线上,且,驱动侧第一齿轮副(71)和驱动侧主齿轮(8)相互齿轮咬合,驱动侧主齿轮(8)和驱动侧第二齿轮副(72)相互齿轮咬合;

所述叶轮侧主齿轮(2)与驱动侧主齿轮(8)的工作中心位于同一条轴心水平直线(a)上,在箱体(4)的内部,关于轴心水平直线(a)上下对称地设有第一支撑轴(104)和第二支撑轴(103),第一支撑轴(104)水平横向设置且穿过叶轮侧第一齿轮副(31)、叶轮侧挡板(52)、驱动侧挡板(51)和驱动侧第一齿轮副(71),第二支撑轴(103)水平横向设置且穿过叶轮侧第二齿轮副(32)、叶轮侧挡板(52)、驱动侧挡板(51)和驱动侧第二齿轮副(72);叶轮侧第一齿轮副(31)、驱动侧第一齿轮副(71)均与第一支撑轴(104)固定连接,叶轮侧第二齿轮副(32)、驱动侧第二齿轮副(72)均与第二支撑轴(103)固定连接;

所述叶轮侧挡板(52)和驱动侧挡板(51)之间,在第一支撑轴(104)上设有第一弹簧(15),在第二支撑轴(103)上设有第二弹簧(16),第一弹簧(15)和第二弹簧(16)各自的自由状态长度均大于等于叶轮侧挡板(52)和驱动侧挡板(51)的间距。

2.根据权利要求1所述的一种离心泵轴向力自平衡的联轴器装置,其特征在于:所述叶轮侧主齿轮(2)和驱动侧主齿轮(8)的形状、尺寸和齿数相一致;

所述叶轮侧第一齿轮副(31)、叶轮侧第二齿轮副(32)、驱动侧第一齿轮副(71)和驱动侧第二齿轮副(72)相互之间的形状、尺寸和齿数均相一致;

所述叶轮侧主齿轮(2)或驱动侧主齿轮(8)的尺寸和齿数对应地大于叶轮侧第一齿轮副(31)或叶轮侧第二齿轮副(32)或驱动侧第一齿轮副(71)或驱动侧第二齿轮副(72)的尺寸和齿数。

3.根据权利要求2所述的一种离心泵轴向力自平衡的联轴器装置,其特征在于:所述第一支撑轴(104)上,位于箱体(4)的左侧壁和叶轮侧挡板(52)之间,从左往右依次紧密贴合设置叶轮侧第一滚珠轴承(61)、叶轮侧第一轴套(41)、叶轮侧第一齿轮副(31)、叶轮侧第二轴套(42)和叶轮侧第二滚珠轴承(62),位于驱动侧挡板(51)和箱体(4)的右侧壁之间,从左往右依次紧密贴合设置驱动侧第一滚珠轴承(63)、驱动侧第一轴套(43)、驱动侧第一齿轮副(71)、驱动侧第二轴套(44)和驱动侧第二滚珠轴承(64);所述第一支撑轴(104)的两端分别通过叶轮侧第一滚珠轴承(61)和驱动侧第二滚珠轴承(64)与箱体(4)的两侧壁固定连接;

在所述第二支撑轴(103)上,位于箱体(4)的左侧壁和叶轮侧挡板(52)之间,从左往右依次紧密贴合设置叶轮侧第三滚珠轴承(65)、叶轮侧第三轴套(45)、叶轮侧第二齿轮副(32)、叶轮侧第四轴套(46)和叶轮侧第四滚珠轴承(66),位于驱动侧挡板(51)和箱体(4)的右侧壁之间,从左往右依次紧密贴合设置驱动侧第三滚珠轴承(67)、驱动侧第三轴套(47)、驱动侧第二齿轮副(72)、驱动侧第四轴套(48)和驱动侧第四滚珠轴承(68);所述第二支撑轴(103)的两端分别通过叶轮侧第三滚珠轴承(65)和驱动侧第四滚珠轴承(68)与箱体(4)的两侧壁固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种离心泵轴向力自平衡的联轴器装置,其特征在于:所述箱体(4)整体采用透明材料制作而成,箱体(4)左、右两侧的侧壁为可拆卸结构,箱体(4)底部的左右位置分别设有一个可升降支座(403),在箱体(4)左侧壁上的中心位置设有叶轮侧通孔(402),在箱体(4)右侧壁上的中心位置设有驱动侧通孔(401),叶轮侧通孔(402)和驱动侧通孔(401)的中心均在轴心水平直线(a)上;在箱体(4)正面的中间位置设置为刻度读数区域(11);

所述箱体(4)内的顶部设有一个驱动侧挡板上支座(121)和一个叶轮侧挡板上支座(122),叶轮侧挡板(52)垂直竖立于驱动侧挡板上支座(121)和叶轮侧挡板上支座(122)之间,且与叶轮侧挡板上支座(122)和叶轮侧挡板下支座(124)为滑动连接;

所述箱体(4)内的底部设有一个驱动侧挡板下支座(123)和一个叶轮侧挡板下支座(124),驱动侧挡板(51)垂直竖立于驱动侧挡板下支座(123)和叶轮侧挡板下支座(124)之间,且与驱动侧挡板上支座(121)和驱动侧挡板下支座(123)为滑动连接。

5.根据权利要求1~4任一所述的一种离心泵轴向力自平衡的联轴器装置,其特征在于:

所述叶轮侧挡板(52)的中心位置固定设置一根“u”型的叶轮侧指针(101),在驱动侧挡板(51)固定设置一根“u”型的驱动侧指针(102),叶轮侧指针(101)和驱动侧指针(102)的指示位置均位于刻度读数区域(11)范围之内。

6.利用如权利要求1~5任一所述的一种离心泵轴向力自平衡的联轴器装置进行的轴向力测量的方法,其特征在于:

1)、在箱体(4)外部,正对刻度读数区域(11)的位置固定设置一个高速照相机,高速照相机设置为每3s采集一次叶轮侧指针(101)和驱动侧指针(102)位置的图像数据,采集时长为1分钟,总共采集20次图像数据;

记录叶轮侧指针(101)的初始位置所指示的刻度读数为x1,记录驱动侧指针(102)的初始位置所指示的刻度读数为x2;

2)、启动离心泵的电机,使得离心泵轴向力自平衡的联轴器装置开始工作,待叶轮侧指针(101)和驱动侧指针(102)所指示的位置均稳定无明显移动时,启动高速照相机;

一分钟后高速照相机停止工作,关闭离心泵电机,图像数据采集完成;统计所采集的图像数据中20组叶轮侧指针(101)和驱动侧指针(102)的位置数据所指示的刻度读数,然后将

20组叶轮侧指针(101)的位置数据所指示的刻度读数求取的平均值为x3,将20组驱动侧指针(102)的位置数据所指示的刻度读数求取平均值为x4;

3)、利用胡克定律求得轴向力:

F=k1×[(x2‑x1)‑(x4‑x3)]+k2×[(x2‑x1)‑(x4‑x3)]其中:k1为第一弹簧(15)倔强系数,k2为第二弹簧(16)倔强系数。