CN111947588A - 一种气体箔片轴承名义间隙测量结构 - Google Patents

一种气体箔片轴承名义间隙测量结构 Download PDF

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顾忠浩
周晓君
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明涉及一种气体箔片轴承名义间隙测量结构，其特征在于：所述结构包括测试台板和测试轴承座，所述测试台板上竖直安装限位块，所述限位块侧面水平安装固定轴，所述限位块另一侧设有重力平衡机构，所述固定轴一侧设有位移测试装置，所述固定轴另一侧设有直线驱动装置，直线驱动装置移动端连接拉压力传感器，所述测试轴承座上垂直设置分别螺柱和平衡螺钉。本发明结构简单，占用空间小；采用了高响应伺服电机来自动进行推拉，保证推拉速度的一致性，设计了限位块，对轴承座安装进行限位，防止倾斜，保证每次测量位置的一致，设计了平衡装置，可抵消轴承座自重影响，还可进行静态加载测试。

Description

一种气体箔片轴承名义间隙测量结构
技术领域
本发明属于轴承测试技术领域，涉及气体箔片轴承名义间隙测量结构。
背景技术
轴承是旋转机械的核心零部件之一，与传统的液体润滑轴承和滚动轴承相比，气体箔片轴承在运行过程中具有高转速、低摩擦、低噪声、无污染、工作精度高、可靠性高等特点。典型的气体箔片轴承结构如图4所示，由波箔、顶箔两部分组成，他们可通过焊接安装固定在轴承座上（轴承座的内径、宽度需与箔片轴承相匹配），当转子没有转动时，箔片结构由于有一定的弹性会抱紧轴颈，在转子高速旋转时，气体会进入顶箔和轴颈表面之间，形成一定的间隙，实现气体润滑，通常使用名义间隙来表征这一概念。
名义间隙（等于R-r）的大小，对箔片轴承的动力学特性有重要影响，如果使用名义间隙过小的气体箔片轴承，那在承载比较大的载荷时就会出现轴承过热甚至顶层箔片磨损失效等问题。
对于名义间隙的测量，通常是采用固定轴静态推拉装置来测量气体箔片轴承的名义间隙，在轴承座上打合适的连接孔，再将手动装置连接轴承座，对轴承座施加推力和拉力，再对采集的轴承座的位移数据进行分析，即可得出名义间隙。
这种方法由于是手动推拉，在测量循环中，不同的人推拉速度不一样，导致测量的位移曲线一致性较差，同时由于轴承座安装位置没有限位（易导致推拉力和位移不同轴），并受轴承座自重的影响，均会对测量结果产生误差，并且在轴承更换时，每次都要调整电涡流位移传感器位置，测量效率较低，不适合批量生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种气体箔片轴承名义间隙测量结构，能解决测量效率较低的问题。
按照本发明提供的技术方案：一种气体箔片轴承名义间隙测量结构，其特征在于：所述结构包括测试台板和测试轴承座，所述测试台板上竖直安装限位块，所述限位块侧面水平安装固定轴，所述限位块另一侧设有重力平衡机构，所述固定轴一侧设有位移测试装置，所述固定轴另一侧设有直线驱动装置，直线驱动装置移动端连接拉压力传感器，所述测试轴承座上垂直设置分别螺柱和平衡螺钉。
作为本发明的进一步改进，所述重力平衡机构包括平衡架，所述平衡架上部两端分别安装砝码滑轮和过渡滑轮，所述砝码滑轮和过渡滑轮上缠绕连接绳，所述连接绳一端连接砝码盘，所述砝码盘上放置砝码。
作为本发明的进一步改进，所述位移测试装置为激光传感器。
作为本发明的进一步改进，所述激光传感器安装在传感器支架上。
作为本发明的进一步改进，所述直线驱动装置移动端为直线电机，所述直线电机输出轴朝向所述固定轴。
作为本发明的进一步改进，所述直线电机安装在电机安装座上。
作为本发明的进一步改进，所述平衡架呈T型。
作为本发明的进一步改进，所述直线电机采用伺服系统。
本申请的积极进步效果在于：
1、本发明结构简单，占用空间小；采用了高响应伺服电机来自动进行推拉，保证推拉速度的一致性。
2、本发明设计了限位块，对轴承座安装进行限位，防止倾斜，保证每次测量位置的一致。
3、本发明设计了平衡装置，可抵消轴承座自重影响，还可进行静态加载测试。
4、本发明采用了激光位移传感器检测位移，测量精度更高，同时在轴承安装时，无需调整传感器，提高检测效率。
5、本发明装置自动化功能设计，仅需手动安装、更换轴承，其余检测自动完成。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的俯视图。
图3为本发明控制部分的结构示意图。
图4为本发明气体箔片轴承的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
图1-4中，包括装置框架1、控制按钮2、电气箱3、触摸屏4、三色报警灯5、限位块6、轴座7、固定轴8、测试轴承座9、螺柱10、拉压力传感器11、连接块12、电机安装座13、直线电机14、砝码盘15、砝码16、平衡架17、过渡滑轮18 、连接绳19、平衡螺钉20、激光传感器21、传感器支架22、砝码滑轮23、轴承外圈24、焊接点25、顶层箔片26、轴颈27、拱形波箔28等。
如图1-3所示，本发明是一种气体箔片轴承名义间隙测量结构，包括测试台板和测试轴承座9，测试台板上竖直安装限位块6，限位块6侧面水平安装固定轴8，限位块6另一侧设有平衡架17，平衡架17上部两端分别安装砝码滑轮23和过渡滑轮18，砝码滑轮23和过渡滑轮18上缠绕连接绳19，连接绳19一端连接砝码盘15，砝码盘15上放置砝码16。
固定轴8一侧设有激光传感器21，激光传感器21安装在传感器支架22上。固定轴8另一侧设有电机安装座13，电机安装座13上安装直线电机14，直线电机14输出轴朝向固定轴8，直线电机14输出轴连接拉压力传感器11。
测试轴承座9上垂直加工有两个螺孔，螺孔中设置分别螺柱10和平衡螺钉20
平衡架17呈T型。
直线电机14采用伺服系统，伸缩精度高。
工作原理：
首先将箔片轴承安装入测试轴承座9，再将安装入箔片轴承的测试轴承座9缓慢套入固定轴8至靠紧限位块6，箔片轴承内圈套设于固定轴8外，将螺柱10和平衡螺钉20分别与测试轴承座9拧紧，转动测试轴承座9，使平衡螺钉20处于竖直状态，测试轴承座9处于水平状态，平衡螺钉20上部连接连接绳19端部，螺柱10连接拉压力传感器11测试端，在砝码盘15上放上与测试轴承座9质量匹配的砝码16，使箔片轴承在测试过程中不受重力的影响。
测量过程：选择合适的测试程序，双手按下控制按钮2，直线电机14从初始位置开始匀速的对测试轴承座9施加推力，测试轴承座9会产生靠近激光传感器21的微小位移，达到推力限值（由程序设定）后，直线电机14再匀速后退，对测试轴承座9施加一定的拉力，使得测试轴承座9产生远离激光传感器21的微小位移，达到拉力限值（由程序设定）后，直线电机14再匀速回到初始位置，自动停机，软件根据激光传感器21采集到的位移信号自动计算出名义间隙，一个测试循环至此结束。
在加载情况下的名义间隙测试：原理及过程同上，只是砝码16的质量需按照加载力的大小进行修改，就可以测试箔片轴承在不同加载力的条件下的名义间隙值，此测试可用于产品开发。

Claims (8)

1.一种气体箔片轴承名义间隙测量结构，其特征在于：所述结构包括测试台板和测试轴承座（9），所述测试台板上竖直安装限位块（6），所述限位块（6）侧面水平安装固定轴（8），所述限位块（6）另一侧设有重力平衡机构，所述固定轴（8）一侧设有位移测试装置，所述固定轴（8）另一侧设有直线驱动装置，直线驱动装置移动端连接拉压力传感器（11），所述测试轴承座9上垂直设置分别螺柱（10）和平衡螺钉（20）。
2.如权利要求1所述的气体箔片轴承名义间隙测量结构，其特征在于：所述重力平衡机构包括平衡架（17），所述平衡架（17）上部两端分别安装砝码滑轮（23）和过渡滑轮（18），所述砝码滑轮（23）和过渡滑轮（18）上缠绕连接绳（19），所述连接绳（19）一端连接砝码盘（15），所述砝码盘（15）上放置砝码（16）。
3.如权利要求1所述的气体箔片轴承名义间隙测量结构，其特征在于：所述位移测试装置为激光传感器（21）。
4.如权利要求3所述的气体箔片轴承名义间隙测量结构，其特征在于：所述激光传感器（21）安装在传感器支架（22）上。
5.如权利要求1所述的气体箔片轴承名义间隙测量结构，其特征在于：所述直线驱动装置移动端为直线电机（14），所述直线电机（14）输出轴朝向所述固定轴（8）。
6.如权利要求5所述的气体箔片轴承名义间隙测量结构，其特征在于：所述直线电机（14）安装在电机安装座（13）上。
7.如权利要求1所述的气体箔片轴承名义间隙测量结构，其特征在于：所述平衡架（17）呈T型。
8.如权利要求5所述的气体箔片轴承名义间隙测量结构，其特征在于：所述直线电机（14）采用伺服系统。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113063577A (zh) * 2021-03-16 2021-07-02 南京航空航天大学 一种设置预紧力的喷管台架及使用方法

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