CN108426712A - 全圆周向滑动径向测试及加载装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及全圆周向滑动径向测试及加载装置，包括支撑基座，在支撑基座上端面设置一个截面为圆形的支撑架，在支撑架的圆周方向上开设一个圆环长槽，圆环长槽内设置一个方向加载测试器，方向加载测试器可沿着所述圆环长槽360度转动并锁定位置，空气轴承的外端面上环形设置多组连接螺纹销孔，方向加载测试器的前端可通过螺纹销孔与空气轴承的不同位置连接，空气轴承内穿设被测试加载主轴，支撑架底面上固定设置V形块，空气轴承通过所述V形块设置在支撑架内，空气轴承的中心轴与所述支撑架的中心轴重合。本发明可以实现在圆形支撑架圆周方向的不同位置和不同拉力加载，最终完成气被测试加载主轴的静、动态全圆周任意方向的载荷加载。

Description

全圆周向滑动径向测试及加载装置

技术领域

本发明属于机械技术领域，具体涉及一种全圆周向滑动径向测试及加载装置。

背景技术

随着科学技术的发展，以气体为润滑剂的轴承以其极小的摩擦系数，极高的回转精度和无污染等优点在精密机械与仪器中获得了越来越广泛的应用。气浮静压主轴集中体现了高速、高效和高精密加工性能，是精密机床主轴的主要发展方向之一。对气浮静压主轴的静态性以及动态性的承载力测试需要一种能够连续加载、在静态和动态的情况下都能进行施力，所加载载荷的位移和振动对气浮静压主轴没有影响，并且能够在圆周任意方向进行加载并能够对所加载荷进行测试和记录。

国内有一些气浮静压主轴测试实验平台，这些平台有些只能对气浮主轴静态进行精确加载，在动态时会把加载的位移和振动传递给加载主轴；有些采用砝码加载，加载载荷非常准确，但是不能够实现连续加载而且有时砝码加载会显得非常笨重和找不到合适的砝码；有些采用气动加载能够实现连续加载，由于气体的压缩性和供气压力的不稳定性，会使加载载荷不稳定以及一致性不好。

发明内容

本发明的目的是提供一种全圆周向滑动径向测试及加载装置，解决现有技术中气浮静压主轴测试实验平台的问题。

本发明的技术方案为：

全圆周向滑动径向测试及加载装置，包括支撑基座，在所述支撑基座上端面设置一个截面为圆形的支撑架，在所述支撑架的圆周方向上开设一个圆环长槽，所述圆环长槽内设置一个方向加载测试器，方向加载测试器可沿着所述圆环长槽360度转动并锁定位置，所述空气轴承的外端面上环形设置多组连接螺纹销孔，所述方向加载测试器的前端可通过螺纹销孔与空气轴承的不同位置连接，空气轴承内穿设被测试加载主轴，所述方向加载测试器可对空气轴承持续力的加载并进行加载力的监测，所述支撑架底面上固定设置V形块，空气轴承通过所述V形块设置在支撑架内，所述空气轴承的中心轴与所述支撑架的中心轴重合。

进一步的，所述方向加载测试器包括调力螺杆、滑动调力螺杆座、推力轴承、拉力杆、拉力传感器和拉力弹簧；所述滑动调力螺杆座活动的设置在所述圆环长槽内，调力螺杆通过螺纹连接穿设在滑动调力螺杆座内，所述调力螺杆的下端通过定位销连接所述推力轴承，所述推力轴承的下端连接所述拉力杆，所述拉力杆的下端连接所述拉力传感器，所述拉力传感器下端连接所述拉力弹簧，所述拉力弹簧下端通过螺纹销与所述空气轴承的外壁的螺纹销孔连接。

进一步的，所述调力螺杆的上端设置有调力旋钮。

进一步的，所述拉力传感器上设置有实时拉力显示屏。

进一步的，所述V形块通过螺栓固定设置在支撑架的底面上，空气轴承设置在V形块的V形槽内并通过其上端的压板夹持固定。

进一步的，所述推力轴承8外设置有推力轴承套。

本发明的有益效果：

1、本发明全圆周向滑动径向测试及加载装置，能够实现动、静分离，可以模拟气浮主轴静态在静态和动态情况下，通过在圆形支撑架上滑动调整单一的方向加载测试器，实现在圆形支撑架圆周方向的不同位置和不同拉力加载，最终完成气被测试加载主轴的静、动态全圆周任意方向的载荷加载，不需要进行加载力的合成复杂计算，加载测试直观，操作简单、方便；

2、本发明装置将载荷直接施加于空气轴承上，从而将加载力加载于被测试加载主轴，加载过程中产生的位移、振动及其它外扰动被空气轴承与被测试加载主轴之间的具有一定压力的气膜隔离开来，保证了被测试加载主轴的测试精度及测试准确性。

附图说明

图1为本发明装置的整体结构示意图；

图2为本发明单个方向加载测试器与被测试加载主轴的示意图；

图3为本发明空气轴承内外圈结构示意图；

图4为图3的A-A侧剖视图；

图5为图4的B-B侧剖视图；

图中，1-支撑基座，2-支撑架，3-方向加载测试器，4-空气轴承，5-V形块，6-调力螺杆，7-滑动调力螺杆座，8-推力轴承，9-拉力杆，10-拉力传感器，11-拉力弹簧，12-定位销，13-螺纹销，14-压板， 15-推力轴承套，16-被测试加载主轴，4-1节流器，4-2加载轴承内圈，4-3加载轴承外圈，4-4螺纹销孔，4-5进气嘴，4-6通气槽，4-7密封槽。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

参见图1-图2所述的全圆周向滑动径向测试及加载装置，包括支撑基座1，在所述支撑基座1上端面设置一个截面为圆形的支撑架2，在所述支撑架2的圆周方向上开设一个圆环长槽，所述圆环长槽内设置一个方向加载测试器3，方向加载测试器3可沿着所述圆环长槽360度转动并锁定位置，所述空气轴承4的外端面上环形设置多组连接螺纹销孔，所述方向加载测试器3的前端可通过螺纹销孔与空气轴承4的不同位置连接，空气轴承4内穿设被测试加载主轴16，方向加载测试器3可对空气轴承4持续力的加载并进行加载力的监测，支撑架2底面上固定设置V形块5，V形块5通过螺栓固定设置在支撑架的底面上，空气轴承4设置在V形块的V形槽内并通过其上端的压板14夹持固定，空气轴承4的中心轴与所述支撑架2的中心轴重合。

方向加载测试器3包括调力螺杆6、滑动调力螺杆座7、推力轴承8、拉力杆9、拉力传感器10和拉力弹簧11；滑动调力螺杆座7活动的设置在支撑架2的顶角处，调力螺杆6通过螺纹连接穿设在滑动调力螺杆座7内，调力螺杆7的上端设置有调力旋钮，通过转动调力旋钮，调力螺杆6可在滑动调力螺杆座7内精确的前后移动，调力螺杆6的下端通过定位销12连接推力轴承8，推力轴承8外设置有推力轴承套15，推力轴承8的下端连接拉力杆9，推力轴承8可实现调力螺杆6与拉力杆9在施力的过程中的动、静分离；拉力杆9的下端连接拉力传感器10，所述拉力传感器10上设置有实时拉力显示屏，可以实现实时拉力测试和显示，拉力传感器10下端连接所述11拉力弹簧，拉力弹簧11下端通过螺纹销13与空气轴承4的外壁的螺纹销孔4-4连接。

参见图3-图5，空气轴承4由加载轴承外圈4-3、加载轴承内圈4-2、节流器4-1等部分组成，被测试加载主轴16作用于加载轴承内圈4-2；将具有一定稳定压力的气体通过进气嘴4-5进入通气槽4-6中，为了避免在加载轴承外圈4-3和加载轴承内圈4-2漏气，在其之间开有密封槽4-7，通过涂密封胶进行密封防止漏气；高压气体通过通气槽4-6进入加载轴承内圈4-2表面均布的节流器4-1，然后进入加载轴承内圈4-2和测试加载主轴16气膜间隙中，气膜单边间隙一般保证在0.02-0.01mm之间，实现拉力弹簧11所加载荷的位移和振动，并能够实现被测试加载主轴16在无摩擦的一定压力的气膜中实现静态和动态加载。

本发明装置通过滑动调力螺杆座在圆形支撑架上在圆环长槽内的位置调整，实现被测试加载主轴16在圆周方向的任意位置载荷的连续的均匀的加载，并将加载力的大小通过拉力传感器10传输到计算机中显示并储存。

下面介绍本发明的一个检测过程实例：

首先确定被测主轴16是静态（被测主轴静止）加载还是动态（被测主轴旋转）加载，根据测试要求确定被测主轴16加载载荷力的大小F和载荷力的方向θ；对空气轴承4通入压力值为0.4MPa-0.7MPa的稳定气体，然后通过调整方向加载测试器3在支撑架2上圆周方向θ的位置，通过旋转调力螺杆6使拉力传感器10的载荷值调整到F，达到对被测试加载主轴16在所需的任意方向根据载荷大小需要的连续加载，并对载荷进行实时显示和储存；对被测试加载主轴16的载荷加载完成后，根据被测试加载主轴16的运动状态，在该加载载荷力的大小F和载荷力的方向θ情况下进行被测试加载主轴16的其它相关试验数据的测试和记录。

本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.全圆周向滑动径向测试及加载装置，其特征在于，包括支撑基座（1），在所述支撑基座（1）上端面设置一个截面为圆形的支撑架（2），在所述支撑架（2）的圆周方向上开设一个圆环长槽，所述圆环长槽内设置一个方向加载测试器（3），方向加载测试器（3）可沿着所述圆环长槽360度转动并锁定位置，所述空气轴承（4）的外端面上环形设置多组连接螺纹销孔，所述方向加载测试器（3）的前端可通过螺纹销孔与空气轴承（4）的不同位置连接，空气轴承（4）内穿设被测试加载主轴（16），所述方向加载测试器（3）可对空气轴承（4）持续力的加载并进行加载力的监测，所述支撑架（2）底面上固定设置V形块（5），空气轴承（4）通过所述V形块（5）设置在支撑架（2）内，所述空气轴承（4）的中心轴与所述支撑架（2）的中心轴重合。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述方向加载测试器（3）包括调力螺杆（6）、滑动调力螺杆座（7）、推力轴承（8）、拉力杆（9）、拉力传感器（10）和拉力弹簧（11）；所述滑动调力螺杆座（7）活动的设置在所述圆环长槽内，调力螺杆（6）通过螺纹连接穿设在滑动调力螺杆座（7）内，所述调力螺杆（6）的下端通过定位销（12）连接所述推力轴承（8），所述推力轴承（8）的下端连接所述拉力杆（9），所述拉力杆（9）的下端连接所述拉力传感器（10），所述拉力传感器（10）下端连接所述（11）拉力弹簧，所述拉力弹簧（11）下端通过螺纹销（1）3与所述空气轴承（4）的外壁的螺纹销孔连接。

3.根据权利要求2所述的气浮静压主轴的装置，其特征在于，所述调力螺杆（7）的上端设置有调力旋钮。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述拉力传感器（10）上设置有实时拉力显示屏。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述V形块5通过螺栓固定设置在支撑架的底面上，空气轴承（4）设置在V形块的V形槽内并通过其上端的压板（14）夹持固定。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述推力轴承（8）外设置有推力轴承套（15）。