CN103245505B - 气浮轴承抗弯能力测试装置 - Google Patents
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Abstract
一种气浮轴承抗弯能力测试装置，包括机架、气浮垫、电磁铁、力传感器和铁磁体，所述机架包括水平布置的底座和竖直布置的支架，所述支架底部安装在底座上，所述气浮轴承的气浮轴套装在气浮套内，所述气浮套套装在气浮套座内，所述气浮套座通过连接件固定在支架上，所述铁磁体套装在气浮轴的底端，所述气浮垫安装在底座上，所述气浮垫与气浮轴同心，所述铁磁体位于所述气浮垫上且两者之间气浮式连接，所述电磁铁与力传感器连接，所述力传感器与固定座连接，所述固定座安装在底座上，所述电磁铁位于所述铁磁体的侧边且与铁磁体正对相对。本发明的加载机构与气浮轴承不直接接触、动态检测、操作方便。
Description
技术领域
本发明涉及气浮轴承测试领域，尤其是一种气浮轴承抗弯能力测试装置。
背景技术
随着科技的发展，常采用气体润滑代替普通的机械润滑，气浮轴承就是将高压气体引入相对运动的物体间隙内形成气膜，避免直接接触实现无摩擦运动。
气浮轴承作为滑动轴承的一个新类型，具有速度高、精度高、功耗低、寿命长等特点。由于气浮轴与气浮套之间的气膜很薄，所以对部件加工精度要求很高，因此气浮轴承也存在承载小，刚度低、可靠性差等缺点。
为满足工业领域对气浮轴承的要求，需要对气浮轴承进行各项性能测试，以检验气浮轴承是否符合加工要求，如申请号为201010180373.3的“一种静压气浮轴承的性能检测装置”就提出了一种可以检测不同几何形状静压气浮轴承在不同供气压力和不同气膜厚度下，轴承的承载能力和刚度以及轴承内气体的压力分布；申请号为201010530570.3的“气浮轴承的刚度测试装置”可测试单个气浮轴承的刚度和组合气浮轴承的刚度。但是这两种测试装置都只能测试出静态时两气浮面间气膜的承载能力，在工作过程中气浮轴承一般处于动态状态，当气浮轴单端受力时产生弯矩发生偏转，影响气浮间隙内气膜的状态，目前行业内没有一种可行的适用于气浮轴承抗弯能力的检测装置和测试标准。
发明内容
为了克服现有技术不能实现气浮轴承的抗弯能力测试的不足，本发明提供一种力的加载机构与气浮轴承不直接接触、动态检测、操作方便的气浮轴承抗弯能力测试装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种气浮轴承抗弯能力测试装置，包括机架、气浮垫、电磁铁、力传感器和铁磁体，所述机架包括水平布置的底座和竖直布置的支架，所述支架底部安装在底座上，所述气浮轴承的气浮轴套装在气浮套内，所述气浮套套装在气浮套座内，所述气浮套座通过连接件固定在支架上，所述铁磁体套装在气浮轴的底端，所述气浮垫安装在底座上，所述气浮垫与气浮轴同心，所述铁磁体位于所述气浮垫上且两者之间气浮式连接，所述电磁铁与力传感器连接，所述力传感器与固定座连接，所述固定座安装在底座上，所述电磁铁位于所述铁磁体的侧边且与铁磁体正对相对。
进一步，所述连接件可调整位置地连接在在支架上。
再进一步，所述铁磁体为生铁头。也可以采用其他能够被磁铁所吸住的铁磁体。
本发明的技术构思为：气浮轴在自身重力和气浮垫的作用下处于稳态，气浮轴转动时候不引入其他外力，通过电磁铁产生磁场作用在生铁头上，给气浮轴末端施加了一个沿其径向方向的力，电磁铁与气浮轴之间不相互接触，不影响气浮轴的运动状态。通过调节电磁铁线圈电流的大小来慢慢增加作用在气浮轴末端力的大小，调节范围大、精度高。气浮套可通过连接件在支架上调整位置，即可调节所施加的力的力臂的大小。
本方案利用了磁力原理来实现，所述铁磁体是指在磁场作用下产生与外磁场相同的强烈的附加磁场的物质，所述铁磁体包括铁钴镍等，其能够被电磁铁产生的磁力后吸引，所述带线圈的电磁铁能够通过改变通入电流的大小来改变磁力的大小。
此测试装置仅适用于铝合金材料等不受电磁铁影响的气浮轴承。
本发明的有益效果主要表现在：力的加载机构与气浮轴承不直接接触、动态检测、操作方便。
附图说明
图1是气浮轴承抗弯能力测试装置原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参照图1，一种气浮轴承抗弯能力测试装置，包括气浮垫4、电磁铁5、力传感器6、铁磁体8、支架2、底座3、连接件1、固定座7。所述气浮轴承的气浮轴9套装在气浮套10内，所述气浮套10套装在气浮套座11内，所述气浮套座11通过连接件1固定在支架2上，所述铁磁体8套装在气浮轴9的底端，所述气浮垫4安装在底座3上，所述气浮垫4与气浮轴9同心，所述铁磁体位于所述气浮垫上且两者之间气浮式连接，所述电磁铁5后安装力传感器6并通过固定座7安装在底座3上，所述电磁铁5位于所述铁磁体8的侧边，所述电磁铁5的位置与铁磁体8相对应且通过磁场的作用给气浮轴末端施加了一个径向的载荷。
进一步，所述支架2竖直固定在底座3上，所述连接件1可在支架2上调整位置且可测量其与底座3表面间的距离，所述支架2、连接件1均采用不受磁场影响的材料。
再进一步，所述铁磁体8为生铁头。也可以采用其他能够被磁铁所吸住的铁磁体。
本实施例的工作过程：给气浮垫4供气，气浮轴9底端与气浮垫4表面通过气体润滑不存在摩擦力，旋转气浮轴9使其以一定速度转动，给电磁铁5供电并持续增加电流，则作用在气浮轴末端的力也不断的增加，当达到极限时气浮轴9卡停在气浮套10内并记录下此时力传感器6的数值，再通过气浮套10所处位置关系测量出力臂大小，从而获得气浮轴承在当前通入气压下可承受的最大弯矩。
此测试装置仅适用于铝合金材料等不受电磁铁影响的气气浮轴承。
Claims (3)
1.一种气浮轴承抗弯能力测试装置，其特征在于：包括机架、气浮垫、电磁铁、力传感器和铁磁体，所述机架包括水平布置的底座和竖直布置的支架，所述支架底部安装在底座上，所述气浮轴承的气浮轴套装在气浮套内，所述气浮套套装在气浮套座内，所述气浮套座通过连接件固定在支架上，所述铁磁体套装在气浮轴的底端，所述气浮垫安装在底座上，所述气浮垫与气浮轴同心，所述铁磁体位于所述气浮垫上且两者之间气浮式连接，所述电磁铁与力传感器连接，所述力传感器与固定座连接，所述固定座安装在底座上，所述电磁铁位于所述铁磁体的侧边且与铁磁体正对相对。
2.如权利要求1所述的气浮轴承抗弯能力测试装置，其特征在于：所述连接件可调整位置地连接在在支架上。
3.如权利要求1或2所述的气浮轴承抗弯能力测试装置，其特征在于：所述铁磁体为生铁头。
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