CN110836774A - 一种电磁轴承测试工装 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电磁轴承测试工装，属于电磁轴承技术领域，包括：底座、竖直连接在所述底座上的多根支撑立柱、xy移动平台以及连接在xy移动平台上的径向力传感器；所述支撑立柱的顶端具有适于与电磁轴承的定子连接的锁紧结构，所述径向力传感器的顶部具有适于与电磁轴承的转子连接的紧固结构；本发明的电磁轴承测试工装，可将电磁轴承的定子与转子分别固定连接在支撑立柱和xy移动平台上，通过调节xy移动平台，可使转子相对于定子进行径向移动，然后通过径向力传感器可实时地接收定子对转子的电磁力大小，从而及时地进行记录，形成线性数据后，便可得到转子的径向移动距离与电磁力大小的关系。

Description

一种电磁轴承测试工装
技术领域
本发明涉及电磁轴承技术领域，具体涉及一种电磁轴承测试工装。
背景技术
电磁轴承是利用电场力或磁场力使轴悬浮的滑动轴承。
电磁轴承因轴与轴承无直接接触，不需润滑，能在真空中和很宽的温度范围内工作，摩擦阻力小，不受速度限制，有的转速高达2300万转/分,线速度高达3倍音速。其中，静电轴承需要很大的电场强度,应用受到限制，只能在少数仪表中使用；电磁轴承具有较大的承载能力和刚度，已用于超高速列车、超高速离心机、水轮发电机、空间飞行器的角动量飞轮、流量计、密度计、功率表、真空泵、精密稳流器和陀螺仪等。随着磁性材料和电子技术的发展，电磁轴承的应用正日益扩大。
电场力与电场强度、电位移和电极面积成正比，磁场力与磁场强度、磁感应强度和磁极面积成正比。适当选择电场或磁场参数和几何尺寸，可得到一定的轴承承载能力和刚度。
因此，需要对轴承内、外圈的相对移动位移与电磁力大小的关系进行测试。
发明内容
因此，本发明提供一种电磁轴承测试工装，以解决对电磁轴承的内、外圈的相对移动位移与电磁力大小的关系进行测试的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种电磁轴承测试工装，包括：
底座；
支撑立柱，具有多根，竖直连接在所述底座上，顶端具有适于与电磁轴承的定子连接的锁紧结构；多根所述支撑立柱在所述底座上围绕形成测试空间；
xy移动平台，位于所述测试空间内，下端连接在所述底座上；
径向力传感器，连接在所述xy移动平台的上端，顶部具有适于与电磁轴承的转子连接的紧固结构。
作为优选方案，所述锁紧结构包括：
凹台，设置在所述支撑立柱的顶端，并位于所述支撑立柱的靠近所述测试空间的一侧；
螺纹孔，设置在与所述凹台相对的所述支撑立柱的另一侧，并横向穿过所述支撑立柱；
锁紧螺杆，与所述螺纹孔内部的内螺纹进行配合，适于从所述支撑立柱的外侧面穿过所述支撑立柱进入到所述支撑立柱的内侧面内。
作为优选方案，所述锁紧螺杆为内六角螺丝的螺杆部。
作为优选方案，所述紧固结构包括：
中轴，竖直连接在所述径向力传感器的顶部，所述中轴适于插入电磁轴承的转子的中心孔，并使所述中轴的顶端从所述转子的中心孔的另一端伸出；
紧固件，通过与所述中轴顶端的连接，对所述转子进行紧固。
作为优选方案，所述紧固件为紧固螺母，所述中轴的顶端具有与所述紧固螺母进行配合的外螺纹。
作为优选方案，所述中轴可拆卸的连接在所述径向力传感器的顶部。
作为优选方案，所述支撑立柱具有围绕所述测试空间均匀设置的四根。
作为优选方案，所述底座的底部设有调平装置。
作为优选方案，所述调平装置具有四组，分别设置在所述底座的四角位置。
作为优选方案，所述调平装置包括：
底部支撑块；
螺纹杆，竖直连接在所述底部支撑块的上方，并与所述底座进行螺纹连接。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的电磁轴承测试工装，可将电磁轴承的定子与转子分别固定连接在支撑立柱和xy移动平台上，通过调节xy移动平台，可使转子相对于定子进行径向移动，然后通过径向力传感器可实时地接收定子对转子的电磁力大小，从而及时地进行记录，形成线性数据后，便可得到转子的径向移动距离与电磁力大小的关系。
2.本发明提供的电磁轴承测试工装，通过中轴的更换或者通过中轴顶端紧固件的压紧，可适应不同尺寸大小的转子；通过支撑立柱顶端锁紧螺杆的调整，可更换不同尺寸大小的定子；因此，该结构可以通过更换转子、定子，测量不同参数下的移动位移与电磁力大小的关系，该测试工装操作简单，便于得到相对准确的数值。
3.本发明提供的电磁轴承测试工装，底座底部的调平装置可调节底座的水平性，从而避免测试时受重力的过多影响，使测试更加准确。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的电磁轴承测试工装的一种具体实施方式的立体图。
图2为图1的爆炸图。
图3为电磁轴承的定子的立体图。
图4为电磁轴承的转子的立体图。
附图标记说明：
1、底座；2、支撑立柱；3、xy移动平台；4、径向力传感器；5、定子；6、转子；7、紧固螺母；8、中轴；9、锁紧螺杆；10、凹台；11、底部支撑块；12、硅钢片；13、线圈；14、中心孔。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
如图1所示，为电磁轴承测试工装的一种具体实施方式，包括底座1、竖直连接在底座1上的支撑立柱2、xy移动平台3以及连接在xy移动平台3上端的径向力传感器4。所述支撑立柱2具有多根，在所述底座1上围绕形成测试空间。所述支撑立柱2的顶端具有适于与电磁轴承的定子5连接的锁紧结构。所述xy移动平台3位于所述测试空间内，xy移动平台3可选用现有的采用丝杠与导轨配合的手动旋钮驱动的移动平台，xy移动平台3的下端连接在所述底座1上，上端与径向力传感器4连接，所述径向力传感器4的顶部具有适于与电磁轴承的转子6连接的紧固结构。
本实施例的电磁轴承测试工装，结构布置简单，通过调整定子5的电流大小或者xy移动平台3的移动距离，可得到不同的电磁力反馈，使力传感器的数值产生变化，从而得到转子6的径向移动距离与电磁力大小的关系，为电磁轴承的制造以及选用提供数据支持。
如图2所示，所述支撑立柱2上的锁紧结构包括：设置在所述支撑立柱2顶端的凹台10、螺纹孔以及与所述螺纹孔相配合的锁紧螺杆9。所述凹台10位于所述支撑立柱2的靠近所述测试空间的一侧。所述螺纹孔设置在与所述凹台10相对的所述支撑立柱2的另一侧，并且所述螺纹孔为横向穿过所述支撑立柱2。所述锁紧螺杆9与所述螺纹孔内部的内螺纹进行配合，通过所述锁紧螺杆9适于从所述支撑立柱2的外侧面穿过所述支撑立柱2进入到所述支撑立柱2的内侧面内，从而可对位于所述凹台10上的电磁轴承的定子5进行锁紧。其中，所述锁紧螺杆9可以为内六角螺丝的螺杆部，另外，也可以是采用其他螺丝或单纯的丝杆。
在本实施例中，所述支撑立柱2具有围绕所述测试空间均匀设置的四根，另外，作为可替换实施方式，支撑立柱2还可以是三根或者更多根。
如图2所示，所述径向力传感器4顶部的紧固结构包括：竖直连接在径向力传感器4顶部的中轴8以及与所述中轴8顶端相配合的紧固件。所述中轴8适于插入电磁轴承的转子6的中心孔14，并使所述中轴8的顶端从所述转子6的中心孔14的另一端伸出。所述紧固件通过与所述中轴8顶端的连接，对所述转子6进行紧固。具体的，所述中轴8的顶端具有外螺纹，所述紧固件为紧固螺母7，将所述中轴8插入到电磁轴承的转子6的中心孔14后，使中轴8的顶端从所述中心孔14上端伸出，然后通过所述紧固螺母7旋拧到中轴8的顶端外螺纹上，因此将转子6紧固连接。另外作为一种可替换实施方式，所述中轴8的顶端还可以采用其他常规的紧固结构，如弹性锁扣等。
另外，根据需要进行测试的电磁轴承的规格不同，所述中轴8可设置有多种不同规格的多根，每根所述中轴8均能够可拆卸的连接在所述径向力传感器4的顶部，例如可通过螺纹配合旋拧到径向力传感器4上。
本实施例中所述的电磁轴承包括：转子6和定子5，如图3所示，在定子5上，在外壳的内圈上具有硅钢片12，在硅钢片12上缠绕有线圈13，进行测试时，将线圈13进行通电，可对转子6产生电磁力。如图4所示，在转子6上，中间具有中心孔14，该中心孔14为上下贯通所述转子6。
如图2所示，所述底座1的底部设有调平装置。所述调平装置具有四组，分别设置在所述底座1的四角位置。调平装置包括：底部支撑块11和竖直连接在所述底部支撑块11上方的螺纹杆，通过所述螺纹杆向上旋拧进入到底座1上，使调平装置与所述底座1进行螺纹连接；并且，根据螺纹杆旋拧的程度不同，可对底座1的水平度进行相应调节。另外，作为一种可替换实施方式，在具有较平坦的工作面上使用时，所述调平装置可以省略。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种电磁轴承测试工装，其特征在于，包括：
底座(1)；
支撑立柱(2)，具有多根，竖直连接在所述底座(1)上，顶端具有适于与电磁轴承的定子(5)连接的锁紧结构；多根所述支撑立柱(2)在所述底座(1)上围绕形成测试空间；
xy移动平台(3)，位于所述测试空间内，下端连接在所述底座(1)上；
径向力传感器(4)，连接在所述xy移动平台(3)的上端，顶部具有适于与电磁轴承的转子(6)连接的紧固结构。
2.根据权利要求1所述的电磁轴承测试工装，其特征在于，所述锁紧结构包括：
凹台(10)，设置在所述支撑立柱(2)的顶端，并位于所述支撑立柱(2)的靠近所述测试空间的一侧；
螺纹孔，设置在与所述凹台(10)相对的所述支撑立柱(2)的另一侧，并横向穿过所述支撑立柱(2)；
锁紧螺杆(9)，与所述螺纹孔内部的内螺纹进行配合，适于从所述支撑立柱(2)的外侧面穿过所述支撑立柱(2)进入到所述支撑立柱(2)的内侧面内。
3.根据权利要求2所述的电磁轴承测试工装，其特征在于，所述锁紧螺杆(9)为内六角螺丝的螺杆部。
4.根据权利要求1所述的电磁轴承测试工装，其特征在于，所述紧固结构包括：
中轴(8)，竖直连接在所述径向力传感器(4)的顶部，所述中轴(8)适于插入电磁轴承的转子(6)的中心孔(14)，并使所述中轴(8)的顶端从所述转子(6)的中心孔(14)的另一端伸出；
紧固件，通过与所述中轴(8)顶端的连接，对所述转子(6)进行紧固。
5.根据权利要求4所述的电磁轴承测试工装，其特征在于，所述紧固件为紧固螺母(7)，所述中轴(8)的顶端具有与所述紧固螺母(7)进行配合的外螺纹。
6.根据权利要求4所述的电磁轴承测试工装，其特征在于，所述中轴(8)可拆卸的连接在所述径向力传感器(4)的顶部。
7.根据权利要求1所述的电磁轴承测试工装，其特征在于，所述支撑立柱(2)具有围绕所述测试空间均匀设置的四根。
8.根据权利要求1所述的电磁轴承测试工装，其特征在于，所述底座(1)的底部设有调平装置。
9.根据权利要求8所述的电磁轴承测试工装，其特征在于，所述调平装置具有四组，分别设置在所述底座(1)的四角位置。
10.根据权利要求9所述的电磁轴承测试工装，其特征在于，所述调平装置包括：
底部支撑块(11)；
螺纹杆，竖直连接在所述底部支撑块(11)的上方，并与所述底座(1)进行螺纹连接。
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