CN116858172B - 一种磁悬浮分子泵的径向定子性能检测工装及检测方法 - Google Patents
一种磁悬浮分子泵的径向定子性能检测工装及检测方法 Download PDFInfo
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Abstract
本申请公开了一种磁悬浮分子泵的径向定子性能检测工装及检测方法，其技术要点在于包括：用于对磁悬浮分子泵的径向定子进行性能检测，包括：底座组件、二维力传感器采集组件、径向定子轴向安装组件；二维力传感器采集组件、径向定子轴向安装组件均设置在底座组件上；径向定子轴向安装组件包括：双列角接触球轴承座、连接转筒；双列角接触球轴承包括内圈、外圈以及内圈与外圈之间的钢珠；连接转筒设置在内圈中（两者之间可过盈配合）；连接转筒用于与待检件组件固定连接。采用本申请的技术方案，能够对径向定子性能进行检测。
Description
技术领域
本申请涉及测试领域，更具体地说，尤其涉及一种磁悬浮分子泵的径向定子性能检测工装及检测方法。
背景技术
磁悬浮分子泵的核心部件为磁悬浮系统。如CN10242555A所示，磁悬浮系统包含：主轴、2个径向磁轴承（即XY磁轴承和AB磁轴承）、1个轴向磁轴承、2个径向位移传感器（即XY传感器和AB传感器）、1个轴向位移传感器。其中，XY磁轴承、AB磁轴承、XY传感器、AB传感器共同构成了径向定子。
对于径向定子而言，XY磁轴承及AB磁轴承是整个磁悬浮分子泵的核心受力中心，其为磁浮分子泵的稳定运转提供了有力的支撑和保证。
然而现有技术中关于磁悬浮分子泵的径向定子的同轴度检测尚未有明确的检测方法和检测工装。
发明内容
本申请的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种磁悬浮分子泵的径向定子性能检测工装及检测方法。
一种磁悬浮分子泵的径向定子性能检测工装，用于对磁悬浮分子泵的径向定子进行性能检测，其包括：底座组件、二维力传感器采集组件、径向定子轴向安装组件；
其中，二维力传感器采集组件、径向定子轴向安装组件均设置在底座组件上；
其中，底座组件的中部设置有开口；
其中，二维力传感器采集组件包括：端部板、台阶插入板、二维力传感器；所述端部板、所述台阶插入板、所述二维力传感器依次连接成一体；所述台阶插入板的外部轮廓与所述底座组件的开口的内部轮廓适配，所述台阶插入板插入到所述底座组件的左侧；
其中，径向定子轴向安装组件包括：双列角接触球轴承座、连接转筒；双列角接触球轴承包括内圈、外圈以及内圈与外圈之间的钢珠；所述连接转筒设置在内圈中（两者之间可过盈配合）；
所述连接转筒用于与待检件组件固定连接。
进一步，所述径向定子轴向安装组件还包括：限位板；其中，所述限位板同时与外钢圈以及底座组件连接固定。
进一步，待检测对象组件包括：径向定子、转子、转子轴承座；
其中，所述径向定子包括：XY磁轴承、XY径向传感器、AB磁轴承、AB径向传感器；
其中，所述转子设置在所述径向定子内部；所述径向定子固定设置在转子轴承座上，所述转子的端部转动设置在转子轴承座上。
其中，所述转子轴承座与所述连接转筒固定连接。
一种磁悬浮分子泵的径向定子性能检测方法，采用前述的径向定子性能检测工装对待检测对象组件进行检测；其包括如下步骤：
S100，将待检测对象组件与检测工装的组装，其包括如下子步骤：
S101，径向定子性能检测工装水平放置，将待检测对象组件与所述径向定子性能检测工装安装连接：
S102，所述转子的左端部与所述二维力传感器固定连接；
S103，所述转子轴承座的左端部与所述连接转筒的右端部连接固定；
S200，水平测试，其包括如下子步骤：
S201，通电检测：
主轴转动到在0°、30°、60°、90°、120°、150°、180°、210°、240°、270°、300°、330°、360°时进行瞬时通电；
瞬时通电条件为：对XY磁轴承的所有线圈以及AB磁轴承的所有线圈均同时加载频率为500kHz、电流大小400mA时的电流；
记录主轴转动到0°、30°、60°、90°、120°、150°、180°、210°、240°、270°、300°、330°、360°时的二维力传感器采集组件得到的二维力传感器数值：
其中，0°指的是：初始状态下径向定子的安装状态，主轴在α时的状态指的是将XY磁轴承、AB磁轴承在0°时顺时针旋转α后的状态；α=0°、30°、60°、90°、120°、150°、180°、210°、240°、270°、300°、330°、360°；
S202，判断是否合格：
S2021，计算α=0°、30°、60°、90°、120°、150°、180°、210°、240°、270°、300°、330°、360°下的比较参数Vα、Cα：
Vα=（△FXα²+△FYα²）0.5；
Cα=（△FAα²+△FBα²）0.5；
△FXα=[G·（L1+L2-L3）-（F测量X+α-F测量X-α）·（L1+L2）]/ L2；
△FYα=（F测量Y-α-F测量Y+α）·（L1+L2）/ L2；
△FAα=[ G·（L3- L1）+（F测量X+α-F测量X-α）·L1]/ L2；
△FBα=（F测量Y+α-F测量Y-α）·L1/ L2；
其中，△FXα、△FYα均为中间参数；
其中，G表示待测检测对象组件的转子的重力；
其中，L1、L2、L3的意义在于：K点表示转子的中轴线的端部、M点表示XY磁轴承与转子的作用点，N点表示AB磁轴承与转子的作用点，O点表示转子的质心位置；L1为KM的长度，L2为MN的长度，L3为KO的长度；
其中，F测量X+α、F测量X-α、F测量Y-α、F测量Y+α表示主轴在α时的二维力传感器采集组件采集到的结果；
S2022，比较S2021的结果来判断是否合格；
在同时满足以下条件时，水平状态检测合格，进行竖向检测：
Vα中的最大值与最小值比值小于等于1.1、Cα中的最大值与最小值比值小于等于1.5、Vα/Cα小于6.5；
否则检测不合格，不再需要进行竖向检测；
S300，竖向测试，其包括如下子步骤：
S301，将检测工装从水平状态改为竖直状态，转子呈竖直状态；
S302，通电检测：
通电条件为：对XY磁轴承的线圈以及AB磁轴承的线圈同时加载频率为500kHz、电流大小400mA时的电流；
主轴在0°、30°、60°、90°、120°、150°、180°、210°、240°、270°、300°、330°、360°时，记录二维力传感器数值：
其中，0°指的是：S301结束时的状态；
其中，主轴在u时的状态指的是将XY磁轴承、AB磁轴承在0°时顺时针旋转u后的状态；u=0°、30°、60°、90°、120°、150°、180°、210°、240°、270°、300°、330°、360°；
S302，判断是否合格：
S3021，计算u=0°、30°、60°、90°、120°、150°、180°、210°、240°、270°、300°、330°、360°下的比较参数Vu、Cu：
Vu=（△FXu²+△FYu²）0.5；
Cu=（△FAu²+△FBu²）0.5；
△FXu=（F测量X-u-F测量X+u）·（L1+L2）/ L2；
△FYu=（F测量Y-u-F测量Y+u）·（L1+L2）/ L2；
△FAu=（F测量X+u- F测量X-u）·L1/ L2；
△FBu=（F测量Y+u-F测量Y-u）·L1/ L2；
其中，F测量X+u、F测量X-u、F测量Y-u、F测量Y+u表示主轴在u时的二维力传感器采集组件采集到的结果；
S3022，比较S3021的结果来判断是否合格；
在同时满足以下条件时，竖向状态检测合格：
Vu中的最大值与最小值比值小于等于1.05、Cu中的最大值与最小值比值小于等于1.2、Vu/Cu小于5.5；
在水平状态、竖向状态均检测合格时，径向定子同轴度检测合格；否则，不合格。
本申请的有益效果在于：
第一，本申请的基础构思在于：定子-转子之间的磁力大小与其间隙存在关系。但是，在直接测量XY磁轴承、AB磁轴承与转子之间的磁力是不易的。本申请设计的测试工装，转子的端部设置二维力传感器采集组件。通过二维力传感器采集组件的测试结果，能够知晓XY磁轴承、AB磁轴承与转子之间的作用力。
第二，本申请通过上述作用力来分析径向定子的两个磁轴承的同轴度是否满足要求，给出具体判断标准：
检测工装水平状态时的检测合格标准：
Vα中的最大值与最小值比值小于等于1.1、Cα中的最大值与最小值比值小于等于1.5、Vα/Cα小于6.5。
检测工装竖直状态时的检测合格标准：
Vu中的最大值与最小值比值小于等于1.05、Cu中的最大值与最小值比值小于等于1.2、Vu/Cu小于5.5。
附图说明
下面结合附图中的实施例对本申请作进一步的详细说明，但并不构成对本申请的任何限制。
图1是本申请的磁悬浮分子泵的径向定子性能检测工装的剖面图。
图2是底座组件以及二维力传感器采集组件的三维设计示意图。
图3是底座组件以及径向定子轴向安装组件的三维设计示意图。
图4是底座组件的三维构造示意图。
图5是二维力传感器采集组件的三维构造示意图。
图6是二维力传感器采集组件、双列角接触球轴承、限位板共同组成的部件的三维构造示意图。
图7是径向定子轴向安装组件的设计示意图。
图8是径向定子轴向安装组件在另一视角下的三维设计示意图。
图9是待检测对象组件在水平安装状态下的转子的受力状态图。
图10是待检测对象组件在竖向安装状态下的示意图。
图11是待检测对象组件在竖向安装状态下的转子的受力状态图。
图1-图11中的附图标记如下：
待检测对象组件100、转子101、XY磁轴承102、XY径向传感器103、AB磁轴承104、AB径向传感器105、转子轴承座106；
底座组件200、开口201、支撑部件202；
二维力传感器采集组件300、端部板301、台阶插入板302、二维力传感器303；
径向定子轴向安装组件400、双列角接触球轴承401、限位板402、连接转筒403。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
<实施例一：一种磁悬浮分子泵的径向定子性能检测工装>
<一、技术难点分析>
本申请在研发时，遇到的两个难题问题在于：
（1）如何测量径向定子的两个磁轴承的同轴度。
（2）如何设计相应的性能检测工装。
<二、硬件设计：一种磁悬浮分子泵的径向定子性能检测工装>
如图1~图3所示，一种磁悬浮分子泵的径向定子性能检测工装，其包括：底座组件200、二维力传感器采集组件300、径向定子轴向安装组件400；其中，二维力传感器采集组件300、径向定子轴向安装组件400均设置在底座组件200上。
如图4所示，底座组件200的中部设置有开口201，在其右侧设置有4个支撑部件202。
如图5所示，二维力传感器采集组件300包括：端部板301、台阶插入板302、二维力传感器303；所述端部板301、所述台阶插入板302、所述二维力传感器303依次连接成一体。
所述台阶插入板302的外部轮廓与所述底座组件200的开口的内部轮廓适配，所述台阶插入板302插入到所述底座组件200的左侧。
如图6、图7、图8所示，径向定子轴向安装组件400包括：双列角接触球轴承401、限位板402、连接转筒403；
其中，双列角接触球轴承401包括内圈、外圈以及内圈与外圈之间的钢珠；所述限位板402同时与外钢圈以及底座组件200连接固定；所述待检测的径向定子-转子组件通过连接转筒403设置在所述双列角接触球轴承的内圈中。
为确保工装二维力传感器的中心轴线与主轴及径向定子的轴线在一条轴线上，双列角接触球轴承401可选取P4/C级双列角接触球轴承，通过高精度的角接触球轴承来保证轴承整个的回转精度，回转精度控制在0.003mm以内，每30°转动一次主轴，观察每个角度时，二维力传感器的数值来评估整个径向定子的性能指标。
如图1所示，为了检测径向定子的性能，需要将磁悬浮分子泵的一部分设置到径向定子性能检测工装来进行测试。待检测对象组件100包括：径向定子、转子101、转子轴承座106；其中，所述径向定子包括：XY磁轴承102、XY径向传感器103、AB磁轴承104、AB径向传感器105；其中，所述转子101设置在所述径向定子内部；所述径向定子固定设置在转子轴承座上，所述转子101的端部转动设置在转子轴承座106上。其中，所述转子轴承座106与所述连接转筒403固定连接。
待检测对象组件与检测工装的安装方式包括如下步骤：
a. 径向定子性能检测工装水平放置，将待检测对象组件100与所述径向定子性能检测工装安装连接：
b. 所述转子101的左端部与所述二维力传感器303固定连接；
c．所述转子轴承座106的左端部与所述连接转筒403的右端部连接固定。
<三、检测原理>
本申请在测试时，采用电流瞬时刺激策略进行检测的方式。
二维力传感器采集组件300获得的转子的端部的受力包括：F测量X+、F测量X-、F测量Y+、F测量Y-；
<第一部分：水平安装状态下的受力分析>
如图1所示，在水平安装状态下， F测量X+受力方向始终为竖直方向；F测量Y+受力方向始终为水平方向，F测量X+与F测量Y+构成的平面与转子的轴向方向垂直。
图9示意出了水平安装状态下理想状态下转子的受力状态。K点表示转子的中轴线的端部、M点表示XY磁轴承与转子的作用点，N点表示AB磁轴承与转子的作用点，O点表示转子的质心位置，L1为KM的长度，L2为MN的长度，L3为KO的长度。
水平安装状态下，理想状态下转子的受力分析如下式所示：
a. 竖直方向上：
力平衡：F测量X++FX++FA+=F测量X-+FX-+FA-+G。
力矩平衡：FX+×L1+FA+×（L1+L2）=FX-×L1+FA-×（L1+L2）+G×L3。
b. 水平方向上：
力平衡：F测量Y++FY++FB+=F测量Y-+FY-+FB-。
力矩平衡：FY+×L1+FB+×（L1+L2）=FY-×L1+FB-×（L1+L2）。
其中，G表示转子的重力，L1、L2、L3分别表示KM、MN、KO的长度；FX+、FX-、FY+、FY-为XY磁轴承对于转子的作用力；FA+、FA-、FB+、FB-分别表示为AB磁轴承对于转子的作用力；
由于装配误差，FX+、FX-、FY+、FY-、FA+、FA-、FB+、FB-均会与F测量Y+、F测量X+成一定角度， 记录FX+、FX-、FY+、FY-、FA+、FA-、FB+、FB-分别与F测量Y+的夹角为α1、α2、α3、α4、α5、α6、α7、α8，FX+、FX-、FY+、FY-、FA+、FA-、FB+、FB-分别与F测量X+的夹角为β1、β2、β3、β4、β5、β6、β7、β8（α1=α2，α3=α4，α5=α6，α7=α8，β1=β2，β3=β4，β5=β6，β7=β8）。
基于此，竖向方向、水平方向上的力平衡、力矩平衡满足以下条件：
a. 竖直方向上（F测量X+、F测量X-的方向上）：
F测量X++FX+·sinα1+FA+·sinα5=F测量X-+FX-·sinα2+FA-·sinα6+G。
FX+·sinα1×L1+FA+·sinα5×（L1+L2）= FX-·sinα2×L1+FA-·sinα6×（L1+L2）+G×L3。
b. 水平方向上（F测量Y+、F测量Y-的方向上）：
F测量Y++FY+·sinβ3+FB+·sinβ7=F测量Y-+FY-·sinβ4+FB-·sinβ8。
FY+·sinβ3×L1+ FB+·sinβ7×（L1+L2）=FY-·sinβ4×L1+FB-·sinβ8×（L1+L2）。
结合竖直方向上的力平衡、力矩平衡公式可知：
FX+·sinα1- FX-·sinα2= G- F测量X++F测量X-+FA-·sinα6-FA+·sinα5
= G-F测量X++F测量X-+（FX+·sinα1×L1-FX-·sinα2×L1-G×L3）/（L1+L2）
= G-F测量X++F测量X+-G×L3/（L1+L2）+（FX+·sinα1-FX-·sinα2）L1/（L1+L2）。
上式可进一步化简为：
FX+·sinα1-FX-·sinα2=[G·（L1+L2-L3）-（F测量X+-F测量X-）·（L1+L2）]/ L2。
记：△FX=FX+·sinα1-FX-·sinα2。
进一步，可得：
FA+·sinα5-FA-·sinα6= F测量X--F测量X++FX-·sinα2-FX+·sinα1+G
= F测量X--F测量X++[ （F测量X+-F测量X-）·（L1+L2）- G·（L1+L2-L3）]/ L2+G
=[ G·（L3- L1）+（F测量X+-F测量X-）·L1]/ L2。
记：△FA= FA+·sinα5-FA-·sinα6。
基于水平方向上的力平衡、力矩平衡公式可得：
FY+·sinβ3-FY-·sinβ4= F测量Y--F测量Y++FB-·sinα8- FB+·sinβ7
= F测量Y--F测量Y++（FY+·sinβ3×L1-FY-·sinβ4×L1）/（L1+L2）。
上式可进一步化简为：
FY+·sinβ3-FY-·sinβ4=（F测量Y--F测量Y+）·（L1+L2）/ L2。
记：△FY = FY+·sinβ3-FY-·sinβ4。
进一步，可得：
FB+·sinβ7-FB-·sinα8= F测量Y--F测量Y++FY-·sinβ4-FY+·sinβ3
= F测量Y--F测量Y+-（F测量Y--F测量Y+）·（L1+L2）/ L2
=（F测量Y+-F测量Y-）·L1/ L2。
记：△FB= FB+·sinβ7-FB-·sinβ8。
<第二部分：竖直安装状态下的受力分析>
结合图10以及图11可知，竖直安装状态下没有G的影响。
a. 在F测量X+、F测量X-的方向上的力平衡、力矩平衡公式如下：
F测量X++FX+·sinα1+FA+·sinα5=F测量X-+FX-·sinα2+FA-·sinα6。
FX+·sinα1×L1+FA+·sinα5×（L1+L2）= FX-·sinα2×L1+FA-·sinα6×（L1+L2）。
b. 在F测量Y+、F测量Y-的方向上的力平衡、力矩平衡公式如下：
F测量Y++FY+·sinβ3+FB+·sinβ7=F测量Y-+FY-·sinβ4+FB-·sinβ8。
FY+·sinβ3×L1+ FB+·sinβ7×（L1+L2）=FY-·sinβ4×L1+FB-·sinβ8×（L1+L2）。
竖直安装状态下能够得到下式：
△FX=FX+·sinα1- FX-·sinα2=（F测量X--F测量X+）·（L1+L2）/ L2。
△FY = FY+·sinβ3- FY-·sinβ4=（F测量Y--F测量Y+）·（L1+L2）/ L2。
△FA= FA+·sinα5-FA-·sinα6=（F测量X+-F测量X-）·L1/ L2。
△FB= FB+·sinβ7- FB-·sinβ8=（F测量Y+-F测量Y-）·L1/ L2。
<第三部分：“磁轴承-转子之间的作用力”与同轴度的关系论证>
3.1：对于磁悬浮系统而言，理想状态时，转子未发生偏置时，以XY磁轴承对定子的产生的吸力为例：
FX+=UX+SX+NX+²iX+²/（8q气隙x+²）cosα；
其中，Ux+表示表示主轴和XY磁轴承X极正向的线圈之间气隙磁导率；
SX+表示XY磁轴承X极正向线圈的磁极磁路截面面积；
NX+表示XY磁轴承X极正向线圈的绕制匝数；
ix+为XY磁轴承X极正向线圈的电流；
q气隙x+表示主轴和XY磁轴承X极正向的线圈之间的气隙值；
α为定子磁极夹角。
FX-=UX-SX-NX-²iX-²/（8q气隙x-²）；
其中，Ux-表示表示主轴和XY磁轴承X极负向的线圈之间气隙磁导率；
SX-表示XY磁轴承X极负向线圈的磁极磁路截面面积；
NX-表示XY磁轴承X极负向线圈的绕制匝数；
ix-为XY磁轴承X极负向线圈的电流；
q气隙x-表示主轴和XY磁轴承X极负向的线圈之间的气隙值；
其中UX+、UX-近乎相等，因此可以用UX表示；SX+、SX-、近乎相等，因此可以用SX表示；NX+、NX-、近乎相等，因此可以用NX表示；iX+、iX-近乎相等，因此可以用iX表示。
3.2，实际磁浮泵在工作时，转子必然发生一定的偏移，此时的气隙值则会发生变化，以XY磁轴承的X极为例，一端的气隙值变为q气隙x +△q气隙x，另一端的气隙值则变为q气隙x -△q气隙x，此时的偏置电流则发生相应的变化，则此时满足：
X+方向：
FX+=UXSXNX²（iX+i△x）²/[8（q气隙x +△q气隙x）²]·cosα。
X-方向：
FX-=UXSXNX²（iX-i△x）²/ [8（q气隙x -△q气隙x）²]·cosα。
△FX = FX+·sinα1- FX-·sinα2=
UXSXNX²·cosα·sinα1 ·{（iX+i△x）²/[8（q气隙x +△q气隙x）²]-（iX-i△x）²/[8（q气隙x -△q气隙x）²）]} 。
本申请在检测时，给与径向定子的电流采用恒定电流的方式，因此上述i△x为零，由此可知：
△FX= UXSXNX²·iX 2·cosα·sinα1·[1/（q气隙x +△q气隙x）²- 1/（q气隙x -△q气隙x）²]/8。
换言之：
水平状态时：
[G（L1+L2-L3）-（F测量X+-F测量X-）（L1+L2）]/ L2
= UXSXNX²·iX 2·cosα·sinα1·[1/（q气隙x +△q气隙x）²- 1/（q气隙x -△q气隙x）²]/8。
竖向状态时：
（F测量X--F测量X+）（L1+L2）]/ L2
= UXSXNX²·iX 2·cosα·sinα1·[1/（q气隙x +△q气隙x）²- 1/（q气隙x -△q气隙x）²]/8。
从上述分析可以得到，通过测量水平状态以及竖向状态对应的△FX，可以反应△q气隙x的影响。同理，通过测量水平状态以及竖向状态对应的△FY，△FA，△FB，可以反应△q气隙x的结果。
也即，采用在不同角度下测量的△FX、△FY、△FA、△FB可以用来评价同轴度。
<四、检测方法>
所述径向定子性能检测工装在工作时，其分为水平测试和竖向测试两个部分。
< 4.1，水平测试>
A，水平测试，其包括如下子步骤：
A.1，水平安装：将检测工装水平放置（如图1所示），然后将径向定子水平放置且安装到检测工装中，主轴呈水平状态；
A.2，通电检测：
通电条件为：对XY磁轴承的线圈以及AB磁轴承的线圈同时加载频率为500kHz、电流大小400mA时的电流；
主轴在0°、30°、60°、90°、120°、150°、180°、210°、240°、270°、300°、330°、360°时，记录二维力传感器数值：
其中，0°指的是：初始状态下径向定子的安装状态；主轴在α时的状态指的是将XY磁轴承、AB磁轴承在0°时顺时针旋转α后的状态；α=0°、30°、60°、90°、120°、150°、180°、210°、240°、270°、300°、330°、360°；
A.3，进行是否判断：
计算转子处于0°、30°、60°、90°、120°、150°、180°、210°、240°、270°、300°、330°、360°时的（△FX²+△FY²）0.5数值，当最大值与最小值比值在1.1以内时为满足要求；
计算转子处于0°、30°、60°、90°、120°、150°、180°、210°、240°、270°、300°、330°、360°时（△FA²+△FB²）0.5数值，当最大值与最小值比值在1.5以内时为满足要求；
计算转子处于0°、30°、60°、90°、120°、150°、180°、210°、240°、270°、300°、330°、360°时（△FX²+△FY²）0.5/（△FA²+△FB²）0.5数值，当值小于6.5时为满足要求；
上述三个条件均满足要求，则表明水平测试的状态合格；否则，为不合格。
< 4.2，竖向测试>
B，竖向测试，其包括如下子步骤：
B.1，将检测工装从水平状态改为竖直状态，转子呈竖直状态S；
B.2，通电检测：
通电条件为：对XY磁轴承的线圈以及AB磁轴承的线圈同时加载频率为500kHz、电流大小400mA时的电流；
主轴在0°、30°、60°、90°、120°、150°、180°、210°、240°、270°、300°、330°、360°时，记录二维力传感器数值：
其中，0°指的是：径向定子转为竖向下的初始状态；主轴在α时的状态指的是将XY磁轴承、AB磁轴承在0°时顺时针旋转α后的状态；α=0°、30°、60°、90°、120°、150°、180°、210°、240°、270°、300°、330°、360°；
B.3，进行是否判断：
计算转子处于0°、30°、60°、90°、120°、150°、180°、210°、240°、270°、300°、330°、360°时的（△FX²+△FY²）0.5数值，当最大值与最小值比值在1.05以内时为满足要求；
计算转子处于0°、30°、60°、90°、120°、150°、180°、210°、240°、270°、300°、330°、360°时（△FA²+△FB²）0.5数值，当最大值与最小值比值在1.2以内时为满足要求；
计算转子处于0°、30°、60°、90°、120°、150°、180°、210°、240°、270°、300°、330°、360°时（△FX²+△FY²）0.5/（△FA²+△FB²）0.5数值，当值小于5.5时为满足要求；
上述三个条件均满足要求，则表明竖向测试的状态合格；否则，为不合格。
当水平测试和竖向测试均合格时，则表明径向定子性能检测通过，否则需要返工维修。
以上所举实施例为本申请的较佳实施方式，仅用来方便说明本申请，并非对本申请作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本申请所提技术特征的范围内，利用本申请所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本申请的技术特征内容，均仍属于本申请技术特征的范围内。
Claims (2)
1.一种磁悬浮分子泵的径向定子性能检测方法，其特征在于，采用径向定子性能检测工装对待检测对象组件进行检测；
所述径向定子性能检测工装包括：底座组件、二维力传感器采集组件、径向定子轴向安装组件；其中，二维力传感器采集组件、径向定子轴向安装组件均设置在底座组件上；其中，底座组件的中部设置有开口；其中，二维力传感器采集组件包括：端部板、台阶插入板、二维力传感器；所述端部板、所述台阶插入板、所述二维力传感器依次连接成一体；所述台阶插入板的外部轮廓与所述底座组件的开口的内部轮廓适配，所述台阶插入板插入到所述底座组件的左侧；其中，径向定子轴向安装组件包括：双列角接触球轴承座、连接转筒；双列角接触球轴承包括内圈、外圈以及内圈与外圈之间的钢珠；所述连接转筒设置在内圈中；所述连接转筒用于与待检件组件固定连接；待检测对象组件包括：径向定子、转子、转子轴承座；其中，所述径向定子包括：XY磁轴承、XY径向传感器、AB磁轴承、AB径向传感器；其中，所述转子设置在所述径向定子内部；所述径向定子固定设置在转子轴承座上，所述转子的端部转动设置在转子轴承座上；其中，所述转子轴承座与所述连接转筒固定连接；
其包括如下步骤：
S100，将待检测对象组件与检测工装的组装，其包括如下子步骤：
S101，径向定子性能检测工装水平放置，将待检测对象组件与所述径向定子性能检测工装安装连接：
S102，所述转子的左端部与所述二维力传感器固定连接；
S103，所述转子轴承座的左端部与所述连接转筒的右端部连接固定；
S200，水平测试，其包括如下子步骤：
S201，通电检测：
主轴转动到在0°、30°、60°、90°、120°、150°、180°、210°、240°、270°、300°、330°、360°时进行瞬时通电；
瞬时通电条件为：对XY磁轴承的线圈以及AB磁轴承的线圈同时加载频率为500kHz、电流大小400mA时的电流；
记录主轴转动到0°、30°、60°、90°、120°、150°、180°、210°、240°、270°、300°、330°、360°时的二维力传感器采集组件得到的二维力传感器数值：
其中，0°指的是：初始状态下径向定子的安装状态，主轴在α时的状态指的是将XY磁轴承、AB磁轴承在0°时顺时针旋转α后的状态；α=0°、30°、60°、90°、120°、150°、180°、210°、240°、270°、300°、330°、360°；
S202，判断是否合格：
S2021，计算α=0°、30°、60°、90°、120°、150°、180°、210°、240°、270°、300°、330°、360°下的比较参数Vα、Cα：
Vα=（△FXα²+△FYα²）0.5；
Cα=（△FAα²+△FBα²）0.5；
△FXα=[G·（L1+L2-L3）-（F测量X+α-F测量X-α）·（L1+L2）]/ L2；
△FYα=（F测量Y-α-F测量Y+α）·（L1+L2）/ L2；
△FAα=[ G·（L3- L1）+（F测量X+α-F测量X-α）·L1]/ L2；
△FBα=（F测量Y+α-F测量Y-α）·L1/ L2；
其中，△FXα、△FYα均为中间参数；
其中，G表示待测检测对象组件的转子的重力；
其中，L1、L2、L3的意义在于：K点表示转子的中轴线的端部、M点表示XY磁轴承与转子的作用点，N点表示AB磁轴承与转子的作用点，O点表示转子的质心位置；L1为KM的长度，L2为MN的长度，L3为KO的长度；
其中，F测量X+α、F测量X-α、F测量Y-α、F测量Y+α表示主轴在α时的二维力传感器采集组件采集到的结果；
S2022，比较S2021的结果来判断是否合格；
在同时满足以下条件时，水平状态检测合格，进行竖向检测：
Vα中的最大值与最小值比值小于等于1.1、Cα中的最大值与最小值比值小于等于1.5、Vα/Cα小于6.5；
否则检测不合格，不再需要进行竖向检测；
S300，竖向测试，其包括如下子步骤：
S301，将检测工装从水平状态改为竖直状态，转子呈竖直状态；
S302，通电检测：
通电条件为：对XY磁轴承的线圈以及AB磁轴承的线圈同时加载频率为500kHz、电流大小400mA时的电流；
主轴在0°、30°、60°、90°、120°、150°、180°、210°、240°、270°、300°、330°、360°时，记录二维力传感器数值：
其中，0°指的是：S301结束时的状态；
其中，主轴在u时的状态指的是将XY磁轴承、AB磁轴承在0°时顺时针旋转u后的状态；u=0°、30°、60°、90°、120°、150°、180°、210°、240°、270°、300°、330°、360°；
S302，判断是否合格：
S3021，计算u=0°、30°、60°、90°、120°、150°、180°、210°、240°、270°、300°、330°、360°下的比较参数Vu、Cu：
Vu=（△FXu²+△FYu²）0.5；
Cu=（△FAu²+△FBu²）0.5；
△FXu=（F测量X-u-F测量X+u）·（L1+L2）/ L2；
△FYu=（F测量Y-u-F测量Y+u）·（L1+L2）/ L2；
△FAu=（F测量X+u-F测量X-u）·L1/ L2；
△FBu=（F测量Y+u-F测量Y-u）·L1/ L2；
其中，F测量X+u、F测量X-u、F测量Y-u、F测量Y+u表示主轴在u时的二维力传感器采集组件采集到的结果；
S3022，比较S3021的结果来判断是否合格；
在同时满足以下条件时，竖向状态检测合格：
Vu中的最大值与最小值比值小于等于1.05、Cu中的最大值与最小值比值小于等于1.2、Vu/Cu小于5.5；
在水平状态、竖向状态均检测合格时，径向定子同轴度检测合格；否则，不合格。
2.根据权利要求1所述的径向定子性能检测方法，其特征在于，所述径向定子轴向安装组件还包括：限位板；其中，所述限位板同时与外钢圈以及底座组件连接固定。
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