CN104897342B - 车用增压器涡轮轴部件动平衡测量用的空气轴承装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车用增压器涡轮轴部件动平衡测量用的空气轴承装置，其包括压板、气动上支架、气动下支架和通气体，气动下支架紧装配在通气体的中心孔内，所述气动上支架设置在气动下支架上方，气动上支架放置在通气架顶部并通过压板压紧固定，气动上支架和气动下支架的中心设有用于涡轮轴部件插入的安装孔。本发明结构设计合理，采用气体作为润滑剂，通过气膜形式的空气软支撑将涡轮轴部件托起，保证涡轮轴部件在测试时不产生振动，运行平稳，能在涡轮轴部件动平衡测量中满足试验测试高转速要求，正确模拟实际运行状态，减少外部环境对检测结果的干扰，准确反映部件动平衡状态，方便下一步去重工序进行，保证增压器总成质量稳定。

Description

车用增压器涡轮轴部件动平衡测量用的空气轴承装置

技术领域

本发明涉及属于机械零部件动平衡测量装置，具体地说是一种车用增压器涡轮轴部件动平衡测量用的空气轴承装置。

背景技术

本发明涉及一种气动支架，具体说就是一种新型用于车用增压器涡轮轴部件动平衡测量用的气动支架。

涡轮轴部件是车用涡轮增压器中的关键零件，涡轮轴部件单件的动平衡量值大小直接影响到涡轮增压器核心体的动平衡，因此涡轮轴部件动平衡量值的测量是增压器各零件加工中最重要最关键的工序之一。

目前主要是采用动平衡测量机来测量涡轮轴部件的动平衡，其采用空气软支撑+外部驱动的方式，步骤包括：1、将涡轮轴部件两端放置于V型块支架上，V型块支架下端伸入基座的孔穴中，孔穴内部有多个细小出气孔，测量机内部气源向孔穴内提供高压气体，气体持续从出气孔吹出，将V型块支架下端悬浮在基座的孔穴中，这样安装在V型块支架上的涡轮轴部件在测量动平衡时就可以最大程度减少外部干扰；2、涡轮轴部件测试动平衡时需要外部给予动力来保证其高速旋转，动平衡测量机是使用驱动皮带来带动涡轮轴部件高速旋转。上述的动平衡测量方式主要存在以下几点不足： 1、放置于V型块支架上的涡轮轴部件与地面平行，但在实际使用中，涡轮轴部件多是与地面垂直的竖直状态，测量条件与实际使用条件存在较大差异，影响测量数据的精确度。2、由于采用驱动皮带来带动涡轮轴部件高速旋转，会导致涡轮轴部件产生外部单面受力，影响测量数据的精确度。3、由于采用驱动皮带驱动，最高转速偏低，与实际运行状态不符。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种车用增压器涡轮轴部件动平衡测量用的空气轴承装置，其结构设计合理，能在涡轮轴部件动平衡测量中满足试验测试高转速要求，正确模拟实际运行状态，减少外部环境对检测结果的干扰，准确反映部件动平衡状态，方便下一步去重工序进行，保证增压器总成质量稳定。

按照本发明提供的技术方案：车用增压器涡轮轴部件动平衡测量用的空气轴承装置，其特征在于：包括压板、气动上支架、气动下支架和通气体，所述气动下支架紧装配在通气体的中心孔内，所述气动上支架设置在气动下支架上方，气动上支架放置在通气架顶部并通过压板压紧固定，气动上支架和气动下支架的中心设有用于涡轮轴部件插入的安装孔；所述通气体上设有径向贯穿通气体壁的上通气孔、中通气孔和下通气孔，所述气动下支架外壁与通气体内壁之间设有上环形气道、中环形气道和下环形气道；所述上环形气道与上通气孔对应连通，气动下支架上对应上环形气道的部位设有若干个周向均布的上径向气孔；所述中环形气道与中通气孔对应连通，气动下支架上对应中环形气道的部位设有若干个周向均布的中径向气孔；所述下环形气道与下通气孔对应连通，气动下支架上对应下环形气道的部位设有若干个周向均布的下径向气孔；所述气动上支架底部周边设有环形凸边，底部中心设有中心凸台，环形凸边与中心凸台之间形成环形凹腔；所述环形凸边的底面紧压贴合在通气体顶面，中心凸台底面与通气体顶面和气动下支架顶端面之间留有间隙；所述气动上支架上设有若干个周向均布的第一气孔和若干个周向均布的第二气孔，所述的若干个第一气孔和若干个第二气孔间隔交错布置；所述第一气孔在气动上支架内斜向设置，第一气孔下端延伸连通至环形凹腔，第一气孔上端轴向延伸连通至气动上支架顶面；所述第二气孔在气动上支架内水平径向设置，第二气孔内端延伸连通至气动上支架安装孔的上口斜面部，第二气孔外端延伸连通至气动上支架与压板之间形成的环形空间。

作为本发明的进一步改进，所述气动下支架的上部外壁上设有上环形凹槽，上环形凹槽与通气体内壁之间构成上环形气道；所述通气体的中部内壁上设有中环形凹槽，中环形凹槽与气动下支架外壁之间构成中环形气道；所述气动下支架的下部外壁上设有下环形凹槽，下环形凹槽与通气体内壁之间构成下环形气道。

作为本发明的进一步改进，所述通气体的顶部中心设有定位凹槽，所述气动上支架底部的中心凸台对应嵌装在该定位凹槽内。

作为本发明的进一步改进，所述气动下支架的内壁中部设有环形储气槽，所述环形储气槽的位置与涡轮轴部件上的缩细段对应。

作为本发明的进一步改进，所述上径向气孔和下径向气孔的最小孔径为φ0.38mm，所述中径向孔径的最小孔径为φ1mm。

作为本发明的进一步改进，所述第一气孔的最小孔径为φ0.3mm，所述第二气孔的最小孔径为φ0.38mm。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

本发明结构设计合理，能在涡轮轴部件动平衡测量中满足试验测试高转速要求，试验测试转速可达3500rpm以上，正确模拟实际运行状态，减少外部环境对检测结果的干扰，准确反映部件动平衡状态，方便下一步去重工序进行，保证增压器总成质量稳定；另外，气动上支架和气动下支架均是采用高速钢材料制成，加工成本低，工艺性能好；结构上采用分体结构，工艺结构合理，生产成本低。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

图2为图1中气动上支架的结构示意图。

图3为图1中气动下支架的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1~图3所示，实施例中的车用增压器涡轮轴部件动平衡测量用的空气轴承装置主要由压板1、气动上支架2、气动下支架3和通气体4等组成。

如图1所示，本发明实施例中，所述气动下支架3紧装配在通气体4的中心孔内，所述气动上支架2设置在气动下支架3上方，气动上支架2放置在通气架顶部并通过压板1压紧固定，气动上支架2和气动下支架3的中心设有用于涡轮轴部件A插入的安装孔。

如图1、图3所示，本发明实施例中，所述通气体4上设有径向贯穿通气体4壁的上通气孔4a、中通气孔4b和下通气孔4c，所述气动下支架3外壁与通气体4内壁之间设有上环形气道5、中环形气道6和下环形气道7；所述上环形气道5与上通气孔4a对应连通，气动下支架3上对应上环形气道5的部位设有若干个周向均布的上径向气孔3a；所述中环形气道6与中通气孔4b对应连通，气动下支架3上对应中环形气道6的部位设有若干个周向均布的中径向气孔3b；所述下环形气道7与下通气孔4c对应连通，气动下支架3上对应下环形气道7的部位设有若干个周向均布的下径向气孔3c。

如图1、图2所示，本发明实施例中，所述气动上支架2底部周边设有环形凸边2a，底部中心设有中心凸台2b，环形凸边2a与中心凸台2b之间形成环形凹腔8；所述环形凸边2a的底面紧压贴合在通气体4顶面，中心凸台2b底面与通气体4顶面和气动下支架3顶端面之间留有间隙；所述气动上支架2上设有若干个周向均布的第一气孔2c和若干个周向均布的第二气孔2d，所述的若干个第一气孔2c和若干个第二气孔2d间隔交错布置；所述第一气孔2c在气动上支架2内斜向设置，第一气孔2c下端延伸连通至环形凹腔8，第一气孔2c上端轴向延伸连通至气动上支架2顶面；所述第二气孔2d在气动上支架2内水平径向设置，第二气孔2d内端延伸连通至气动上支架2安装孔的上口斜面部，第二气孔2d外端延伸连通至气动上支架2与压板1之间形成的环形空间9。

如图1所示，本发明实施例中，所述气动下支架3的上部外壁上设有上环形凹槽，上环形凹槽与通气体4内壁之间构成上环形气道5；所述通气体4的中部内壁上设有中环形凹槽，中环形凹槽与气动下支架3外壁之间构成中环形气道6；所述气动下支架3的下部外壁上设有下环形凹槽，下环形凹槽与通气体4内壁之间构成下环形气道7。所述通气体4的顶部中心设有定位凹槽，所述气动上支架2底部的中心凸台2b对应嵌装在该定位凹槽内。

如图1所示，本发明实施例中，所述气动下支架3的内壁中部设有环形储气槽3d，所述环形储气槽3d的位置与涡轮轴部件A上的缩细段对应。这样可以确保有足够的空气持续供应，形成稳定的气膜。

如图1所示，本发明实施例中，述上径向气孔3a和下径向气孔3c的最小孔径为φ0.38mm，所述中径向孔径的最小孔径为φ1mm。所述第一气孔2c的最小孔径为φ0.3mm，所述第二气孔2d的最小孔径为φ0.38mm。

本发明的工作原理及工作过程如下：

测量时，涡轮轴部件A的柄部插装在气动上支架2和气动下支架3的安装孔内并构成间隙配合，涡轮轴部件A的端部台阶支撑在气动上支架2的顶面上。

压缩空气由外部气源分别进入通气体4的上通气孔4a、中通气孔4b和下通气孔4c，上通气孔4a中的压缩空气经上环形气道5和上径向气孔3a排出至气动下支架3与涡轮轴部件A柄部之间的间隙内，中通气孔4b中的压缩空气经中环形气道6和中径向气孔3b排出至气动下支架3与涡轮轴部件A柄部之间的间隙内，下通气孔4c中的压缩空气经下环形气道7和下径向气孔3c排出至气动下支架3与涡轮轴部件A柄部之间的间隙内，从而使涡轮轴部件A与气动下支架3之间形成一层均匀的气膜，涡轮轴部件A与气动下支架3处于非接触状态。

同时，进入气动下支架3与涡轮轴部件A柄部之间的间隙内的压缩空气沿着间隙向上流通，一部分经中心凸台2b底面与通气体4顶面和气动下支架3顶端面之间的间隙进入环形凹腔8，然后从第一气孔2c排出至涡轮轴部件A的端部台阶下表面，将涡轮轴部件A托起；另一部分经气动上支架2与涡轮轴部件A柄部之间的间隙进入到气动上支架2安装孔上口斜面部与涡轮轴部件A之间形成的环形腔室10内，然后经第二气孔2d流通至气动上支架2与压板1之间形成的环形空间9内；从而使涡轮轴部件A与气动上支架2之间也形成一层均匀的气膜，涡轮轴部件A与气动上支架2处于非接触状态。

这样的空气轴承装置采用气体作为润滑剂，通过气膜形式的空气软支撑将涡轮轴部件A托起，保证涡轮轴部件A在测试时不产生振动，运行平稳；空气压力的大小决定于涡轮轴的测试转速的高低，用来反馈涡轮轴部件A动平衡试验数据，涡轮轴转速可以高达3200-3500转/分。

Claims (6)

1.车用增压器涡轮轴部件动平衡测量用的空气轴承装置，其特征在于：包括压板（1）、气动上支架（2）、气动下支架（3）和通气体（4），所述气动下支架（3）紧装配在通气体（4）的中心孔内，所述气动上支架（2）设置在气动下支架（3）上方，气动上支架（2）放置在通气架顶部并通过压板（1）压紧固定，气动上支架（2）和气动下支架（3）的中心设有用于涡轮轴部件（A）插入的安装孔；所述通气体（4）上设有径向贯穿通气体（4）壁的上通气孔（4a）、中通气孔（4b）和下通气孔（4c），所述气动下支架（3）外壁与通气体（4）内壁之间设有上环形气道（5）、中环形气道（6）和下环形气道（7）；所述上环形气道（5）与上通气孔（4a）对应连通，气动下支架（3）上对应上环形气道（5）的部位设有若干个周向均布的上径向气孔（3a）；所述中环形气道（6）与中通气孔（4b）对应连通，气动下支架（3）上对应中环形气道（6）的部位设有若干个周向均布的中径向气孔（3b）；所述下环形气道（7）与下通气孔（4c）对应连通，气动下支架（3）上对应下环形气道（7）的部位设有若干个周向均布的下径向气孔（3c）；所述气动上支架（2）底部周边设有环形凸边（2a），底部中心设有中心凸台（2b），环形凸边（2a）与中心凸台（2b）之间形成环形凹腔（8）；所述环形凸边（2a）的底面紧压贴合在通气体（4）顶面，中心凸台（2b）底面与通气体（4）顶面和气动下支架（3）顶端面之间留有间隙；所述气动上支架（2）上设有若干个周向均布的第一气孔（2c）和若干个周向均布的第二气孔（2d），所述的若干个第一气孔（2c）和若干个第二气孔（2d）间隔交错布置；所述第一气孔（2c）在气动上支架（2）内斜向设置，第一气孔（2c）下端延伸连通至环形凹腔（8），第一气孔（2c）上端轴向延伸连通至气动上支架（2）顶面；所述第二气孔（2d）在气动上支架（2）内水平径向设置，第二气孔（2d）内端延伸连通至气动上支架（2）安装孔的上口斜面部，第二气孔（2d）外端延伸连通至气动上支架（2）与压板（1）之间形成的环形空间（9）。

2.如权利要求1所述的车用增压器涡轮轴部件动平衡测量用的空气轴承装置，其特征在于：所述气动下支架（3）的上部外壁上设有上环形凹槽，上环形凹槽与通气体（4）内壁之间构成上环形气道（5）；所述通气体（4）的中部内壁上设有中环形凹槽，中环形凹槽与气动下支架（3）外壁之间构成中环形气道（6）；所述气动下支架（3）的下部外壁上设有下环形凹槽，下环形凹槽与通气体（4）内壁之间构成下环形气道（7）。

3.如权利要求1所述的车用增压器涡轮轴部件动平衡测量用的空气轴承装置，其特征在于：所述通气体（4）的顶部中心设有定位凹槽，所述气动上支架（2）底部的中心凸台（2b）对应嵌装在该定位凹槽内。

4.如权利要求1所述的车用增压器涡轮轴部件动平衡测量用的空气轴承装置，其特征在于：所述气动下支架（3）的内壁中部设有环形储气槽（3d），所述环形储气槽（3d）的位置与涡轮轴部件（A）上的缩细段对应。

5.如权利要求1所述的车用增压器涡轮轴部件动平衡测量用的空气轴承装置，其特征在于：所述上径向气孔（3a）和下径向气孔（3c）的最小孔径为φ0.38mm，所述中径向孔径的最小孔径为φ1mm。

6.如权利要求1所述的车用增压器涡轮轴部件动平衡测量用的空气轴承装置，其特征在于：所述第一气孔（2c）的最小孔径为φ0.3mm，所述第二气孔（2d）的最小孔径为φ0.38mm。