CN102590292A

CN102590292A - 基于双测头的动压马达气膜刚度测量方法与装置

Info

Publication number: CN102590292A
Application number: CN2012100209906A
Authority: CN
Inventors: 单明广; 钟志; 马洪文
Original assignee: Harbin Engineering University
Current assignee: Harbin Engineering University
Priority date: 2012-01-10
Filing date: 2012-01-10
Publication date: 2012-07-18

Abstract

基于双测头的动压马达气膜刚度测量方法与装置属光电检测技术；该方法将电容传感器的探头相对待测动压马达径向测量面保持一定距离垂直固定，将激光三角光传感器的探头相对待测动压马达轴向测量面保持一定距离垂直固定；转动旋转测量台，由计算机分别记录在90°和270°位置上电容传感器的测量值以及激光三角光传感器的测量值，分别计算待测动压马达径向气膜刚度和轴向气膜刚度；其装置由隔振基座、

型支架、旋转测量台总成及马达支架、轴向和径向调节滑块、电容传感器、激光三角光传感器装配构成；本方法与装置具有测量精度和测量效率高的特点。

Description

基于双测头的动压马达气膜刚度测量方法与装置

技术领域

本发明属于光电检测技术，特别涉及一种基于双测头的动压马达气膜刚度测量方法与装置。

背景技术

气膜刚度是动压马达的重要特性指标，直接决定了马达的承载能力，其测量是动压马达质量评定中的重要环节。气膜刚度的测量方法包括加载法、动态测量法和自重法等。加载法和动态测量法虽然可以获得更多的气膜刚度信息，并能对气膜刚度的影响规律作更深入的分析，但是该方法对测量装置要求较高，而且试验过程实现起来相对复杂。自重法通过位移传感器直接测量与动压马达气膜刚度变化相对应的位移变化，然后经过计算获得气膜刚度，其特点是测量装置结构简单，测量过程中操作简便，从而广泛应用于动压马达的气膜刚度测量。

目前，国内外用于动压马达气膜刚度测量的位移传感器主要是电容传感器(专利CN201242426“外转子动压气浮轴承马达姿态角及轴承刚度测试装置”)，其特点是抗干扰能力强，能有效抑制动压马达表面缺陷以及粗糙度引起的测量误差，但因为动压马达轴向测量端面小，导致电容传感器安装困难，同时引起边缘效应，进而影响测量精度；为了克服电容法气膜刚度测量的不足，刘俭等提出采用激光三角光法测量动压马达的气膜刚度(刘俭，谭久彬，赵晨光.基于特征谱信号抑制的气膜刚度测量技术.光电子.激光.2008，19(7)：938-941)，但因为动压马达径向表面的加工缺陷以及表面粗糙度的影响，径向测量精度较低；同时，目前的测量方法多采用一个测头，需要重新装卡才能完成径向和轴向气膜刚度的测量，测量效率较低。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足之处，研究提供一种基于双测头的动压马达气膜刚度测量方法，通过在马达一次装卡下，利用电容传感器完成径向气膜刚度测量同时用激光三角光传感器完成轴向气膜刚度测量，达到提高系统测量精度以及测量效率的目的，且还提供了一种满足和适用于上述方法的基于双测头的动压马达气膜刚度测量装置，使该方法得以实施。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

一种基于双测头的动压马达气膜刚度测量方法，该方法包括以下步骤：

(1)依据自重法，将电容传感器的探头相对待测动压马达径向测量面保持一定距离垂直固定，将激光三角光传感器的探头相对待测动压马达轴向测量面保持一定距离垂直固定；

(2)转动旋转测量台，由计算机分别记录在90°和270°位置上电容传感器的测量值d_1c和d_2c以及激光三角光传感器的测量值d_1t和d_2t；

(3)由以下公式：

K = \frac{2 W}{d_{1} - d_{2}}

分别计算获得待测动压马达径向气膜刚度和轴向气膜刚度，式中，W表示动压马达的重量。

一种基于双测头的动压马达气膜刚度测量装置，包括隔振基座及安装在隔振基座上的

型支架，在型支架上安装旋转测量台总成；在旋转测量台总成上安装马达支架、径向调节滑块和轴向调节滑块，待测动压马达固定在马达支架上；电容传感器固定在径向调节滑块上，且与待测动压马达径向测量面垂直并设有间距；激光三角光传感器固定在轴向调节滑块上，且与待测动压马达轴向测量面垂直并设有间距；电容传感器和激光三角光传感器分别与计算机相互连通。

本发明具有以下显著特点和有益效果：

1.针对径向测量面光洁度低的特点，采用电容传感法测量动压马达的径向刚度，能有效抑制动压马达表面缺陷以及粗糙度引起的能量集中等对激光三角法测量结果引起的扰动；同时，针对轴向测量空间小的特点，采用激光三角法测量，有效解决了电容传感法测头安装困难的缺点，同时避免了电容传感测量法中边缘效应的问题。

2.在马达一次装卡下，同时完成马达径向和轴向刚度的测量，在保证测量精度的基础上，可避免因多次装卡引入的测量误差，使用更加方便，大大提高工作效率。

附图说明

附图为基于双测头的动压马达气膜刚度测量装置结构示意图。

图中件号说明：1隔振基座，2

型支架、3旋转测量台总成、4马达支架，5径向调节滑块、6轴向调节滑块，7待测动压马达，8电容传感器，9激光三角光传感器，10计算机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施实例作详细说明。

基于双测头的动压马达气膜刚度测量装置包括：隔振基座1及安装在隔振基座1上的

型支架2，在

型支架2上安装旋转测量台总成3，在旋转测量台总成3上安装马达支架4、径向调节滑块5和轴向调节滑块6，待测动压马达7固定在马达支架4上；电容传感器8固定在径向调节滑块5上，且与待测动压马达7径向测量面垂直并设有间距；激光三角光传感器9固定在轴向调节滑块6上，且与待测动压马达7轴向测量面垂直并设有间距；电容传感器8和激光三角光传感器9分别与计算机10相互连通。

利用上述的基于双测头的动压马达气膜刚度测量装置，本发明测量方法的具体实施方式包括以下步骤：

首先，安装整个测量系统，并调整径向调节滑块5使待测动压马达7径向测量面位于电容传感器8有效测量区，调整轴向调节滑块6使待测动压马达7径向测量面位于激光三角光传感器9有效测量区；

然后，转动旋转测量台，由计算机分别记录在90°和270°位置上电容传感器的测量值d_1c和d_2c以及激光三角光传感器的测量值d_1t和d_2t；

最后，由以下公式：

K = \frac{2 W}{d_{1} - d_{2}}

分别计算获得待测动压马达径向气膜刚度和轴向气膜刚度，其中，W表示动压马达的重量。

此实施实例在马达一次装卡下，可同时完成马达径向和轴向刚度的测量，测量效率高；同时避免了待测马达径向测量面光洁度低对激光三角光传感器的影响以及轴向测量面狭小对电容传感器的影响，测量精度高。

Claims

1.一种基于双测头的动压马达气膜刚度测量方法，其特征在于：

(3)由以下公式：

K = \frac{2 W}{d_{1} - d_{2}}

2.一种基于双测头的动压马达气膜刚度测量装置，包括隔振基座(1)及安装在隔振基座(1)上的

型支架(2)，在

型支架(2)上安装旋转测量台总成(3)，其特征在于：在旋转测量台总成(3)上安装马达支架(4)、径向调节滑块(5)和轴向调节滑块(6)，待测动压马达(7)固定在马达支架(4)上；电容传感器(8)固定在径向调节滑块(5)上，且与待测动压马达(7)径向测量面垂直并设有间距；激光三角光传感器(9)固定在轴向调节滑块(6)上，且与待测动压马达(7)轴向测量面垂直并设有间距；电容传感器(8)和激光三角光传感器(9)分别与计算机(10)相互连通。