CN207556848U - 一种箔片空气轴承高速转子试验台的轴向加载装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种箔片空气轴承高速转子试验台的轴向加载装置，其包括壳体、旋转轴、模拟叶轮、冲击叶轮、左腔室和右腔室；左腔室和右腔室与外部空气流通；壳体包括左、右壳体，在左、壳体内安装旋转轴，冲击叶轮安装在旋转轴右端，冲击叶轮位于右壳体外侧；本实用新型通过分别控制左腔室和右腔室的空气压力，实现高速转子试验台的非接触式轴向加载，冲击叶轮的外圆周表面均布设置的斜孔，当有气流冲击时，能够提供驱动力，本实用新型结构简单，操作方便，能真实的模拟转子的实际使用工况，有利于准确预测转子的运行稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种箔片空气轴承高速转子试验台的轴向加载装置。
背景技术
箔片空气轴承作为高速旋转机械的核心部件，不仅具备传统气体轴承转速高、功耗小、无污染和寿命长的优点，还具备自适应性好，制造精度要求低、稳定性好和维护成本低等优点，在空气悬浮离心鼓风机、压缩机、飞机环控系统、辅助动力系统和微型燃气轮机等中得到了广泛的应用。
高速转子试验台作为检验轴承性能和轴系稳定性的重要测试装置，其对设备真实工况模拟的准确性，直接决定了后续整机台架试验的成败。由于转子处于高速旋转状态，直接施加轴向力是比较困难的，到目前为止，搭建的高速转子试验台一般不施加轴向力，导致该试验台无法准备模拟设备的实际使用工况，增加了设备后续台架试验的风险。
实用新型内容
本实用新型所要解决技术问题是提供一种结构简单，操作方便，利于测试转子高速运行稳定性的箔片空气轴承高速转子试验台的轴向加载装置。
本实用新型采用如下技术方案：
本实用新型包括壳体、旋转轴、模拟叶轮、冲击叶轮、左腔室和右腔室；所述左腔室和右腔室与外部空气流通；所述壳体包括端部相连接的左壳体和右壳体，在所述左壳体一端上安装端盖，在左壳体和右壳体内安装所述旋转轴，在旋转轴左端安装拉杆，所述模拟叶轮固定安装在拉杆上，所述冲击叶轮固定安装在旋转轴右端， 所述冲击叶轮位于右壳体外侧；在所述左壳体和右壳体端部侧壁上固定安装止推箔片轴承，所述止推箔片轴承与旋转轴上的止推盘之间设置间隙，在左壳体和右壳体内壁上固定安装径向箔片轴承，所述径向箔片轴承与旋转轴之间设置间隙；所述左腔室设置在端盖内侧与模拟叶轮之间；所述右腔室设置在左壳体外侧与模拟叶轮侧壁之间。
本实用新型在所述端盖内侧上端和中部与模拟叶轮之间分别设置左上密封环和左下密封环，左上密封环和左下密封环之间为所述左腔室；在所述左壳体外侧与模拟叶轮中部侧壁之间设置右密封环，右密封环顶部的左壳体外侧与模拟叶轮侧壁之间为所述右腔室；在所述端盖设置与左腔室连通的左气流通道；在所述左壳体上设置与右腔室连通的右气流通道；所述左上密封环、左下密封环和右密封环侧壁与模拟叶轮间隙设置。
本实用新型在所述止推箔片轴承端部上方设置与左壳体内侧壁固定的垫块，所述垫块与止推箔片轴承顶部间隙设置。
本实用新型所述左上密封环、左下密封环和右密封环与模拟叶轮对应的侧壁呈齿状。
本实用新型在所述旋转轴上安装轴向位移传感器。
本实用新型所述模拟叶轮通过锁紧螺母固定安装在拉杆上。
本实用新型冲击叶轮的外圆周表面均布设置斜孔。
本实用新型积极效果如下：本实用新型通过左上密封环、左下密封环和右密封环将模拟叶轮的两个端面隔离为左腔室和右腔室，冲击叶轮为本实用新型提供驱动力，左腔室和右腔室的空气压力不同；控制模拟叶轮的轴向作用力，径向箔片轴承和止推箔片轴承为整个轴系提供径向作用力和止推作用力，止推箔片轴承与旋转轴上的止推盘之间设置间隙，所述径向箔片轴承与旋转轴之间设置间隙，保证形成工作气膜；通过分别控制左腔室和右腔室的空气压力，实现高速转子试验台的非接触式轴向加载，冲击叶轮的外圆周表面均布设置的斜孔，当有气流冲击时，能够提供驱动力。垫块用于调整止推箔片轴承的气隙。
本实用新型结构简单，操作方便，能真实的模拟转子的实际使用工况，有利于准确预测转子的运行稳定性。
附图说明
附图1为本实用新型结构示意图。
附图2为本实用新型的轴向加载装置工作状态结构示意图。
在附图中：1左上密封环、2 模拟叶轮、3 拉杆、4 锁紧螺母、5 左下密封环、6 端盖、7右密封环、8 旋转轴、9 垫块、10 径向箔片轴承、11 冲击叶轮、12 右壳体、13 止推箔片轴承、14 左壳体、15 轴向位移传感器、16左腔室、17右腔室、18左气流通道、19右气流通道、20止推盘。
具体实施方式
如附图1、2所示，本实用新型包括壳体、旋转轴8、模拟叶轮2、冲击叶轮11、左腔室16和右腔室17；所述左腔室16和右腔室17与外部空气流通；在所述旋转轴8上安装轴向位移传感器15。所述壳体包括端部相连接的左壳体14和右壳体12，在所述左壳体14一端上安装端盖6，在左壳体14和右壳体12内安装所述旋转轴8，在旋转轴8左端安装拉杆3，所述模拟叶轮2通过锁紧螺母4固定安装在拉杆3上。所述冲击叶轮11固定安装在旋转轴8右端， 所述冲击叶轮11位于右壳体12外侧；在所述左壳体14和右壳体12端部侧壁上固定安装止推箔片轴承13，所述止推箔片轴承13与旋转轴8的止推盘20之间设置间隙，在左壳体14和右壳体12内壁上固定安装径向箔片轴承10，所述径向箔片轴承10与旋转轴8之间设置间隙，保证形成工作气膜；所述左腔室16设置在端盖6内侧与模拟叶轮2之间；所述右腔室17设置在左壳体14外侧与模拟叶轮2侧壁之间。冲击叶轮11的外圆周表面均布设置斜孔。
本实用新型在所述端盖6内侧上端和中部与模拟叶轮2之间分别设置左上密封环1和左下密封环5，左上密封环1和左下密封环5之间为所述左腔室16；在所述左壳体14外侧与模拟叶轮2中部侧壁之间设置右密封环7，右密封环7顶部的左壳体14外侧与模拟叶轮2侧壁之间为所述右腔室17；在所述端盖6设置与左腔室16连通的左气流通道18；在所述左壳体14上设置与右腔室17连通的右气流通道19；所述左上密封环1、左下密封环5和右密封环7的侧壁与模拟叶轮2间隙设置且呈齿状，齿状起密封作用的，可以防止气体泄露，保证左腔室16和右腔室17内压力保持在一个相对稳定的数值。在所述止推箔片轴承13端部上方设置与左壳体14内侧壁固定的垫块9，所述垫块9与止推箔片轴承13顶部间隙设置。
工作时，保持左腔室16压力不变，右腔室17的压力逐步增大：开始时，由于左腔室16的压力大于右腔室17，旋转轴8轴向力水平向右；随着右腔室17压力逐步增大，旋转轴8向右的轴向力逐渐减小，直到右腔室17压力增大到轴向力基本为零；继续增大右腔室17压力，此时旋转轴8轴向力水平向左，且逐渐增大。腔室17压力，此时旋转轴8轴向力水平向左，且逐渐增大。当旋转轴8轴向力由向右变为向左时，会发生轴向位移的一个突变，这个突变可以由轴向位移传感器15测量到，该临界点对应的轴向作用力为零，根据左右两个腔室的有效作用面积S_1、S_2以及腔室压力，可计算出整个转子的轴向作用力。腔室17压力，此时旋转轴8轴向力水平向左，且逐渐增大。当旋转轴8轴向力由向右变为向左时，会发生轴向位移的一个突变，这个突变可以由轴向位移传感器15测量到，该临界点对应的轴向作用力为零，根据左右两个腔室的有效作用面积以及腔室压力，可计算出整个转子的轴向作用力。
本实用新型通过左上密封环1、左下密封环5和右密封环7将模拟叶轮2的两个端面隔离为左腔室16和右腔室17，冲击叶轮11为本实用新型提供驱动力，左腔室16和右腔室17的空气压力不同；控制模拟叶轮2的轴向作用力，径向箔片轴承10和止推箔片轴承13为整个轴系提供径向作用力和止推作用力；通过分别控制左腔室16和右腔室17的空气压力，实现高速转子试验台的非接触式轴向加载，冲击叶轮11的外圆周表面均布设置的斜孔，当有气流冲击时，能够提供驱动力。垫块9用于调整止推箔片轴承13的气隙。
本实用新型结构简单，操作方便，能真实的模拟转子的实际使用工况，有利于准确预测转子的运行稳定性。
Claims (7)
1.一种箔片空气轴承高速转子试验台的轴向加载装置，其特征在于其包括壳体、旋转轴（8）、模拟叶轮(2)、冲击叶轮(11)、左腔室（16）和右腔室（17）；所述左腔室（16）和右腔室（17）与外部空气流通；
所述壳体包括端部相连接的左壳体（14）和右壳体（12），在所述左壳体（14）一端上安装端盖（6），
在左壳体（14）和右壳体（12）内安装所述旋转轴（8），在旋转轴（8）左端安装拉杆（3），所述模拟叶轮(2) 固定安装在拉杆（3）上，所述冲击叶轮(11)固定安装在旋转轴（8）右端，所述冲击叶轮(11)位于右壳体（12）外侧；
在所述左壳体（14）和右壳体（12）端部侧壁上固定安装止推箔片轴承（13），所述止推箔片轴承（13）与旋转轴（8）上的止推盘（20）之间设置间隙，在左壳体（14）和右壳体（12）内壁上固定安装径向箔片轴承（10），所述径向箔片轴承（10）与旋转轴（8）之间设置间隙；
所述左腔室（16）设置在端盖（6）内侧与模拟叶轮(2)之间；
所述右腔室（17）设置在左壳体（14）外侧与模拟叶轮(2)侧壁之间。
2.根据权利要求1所述的一种箔片空气轴承高速转子试验台的轴向加载装置，其特征在于在所述端盖（6）内侧上端和中部与模拟叶轮(2)之间分别设置左上密封环（1）和左下密封环（5），左上密封环（1）和左下密封环（5）之间为所述左腔室（16）；
在所述左壳体（14）外侧与模拟叶轮(2)中部侧壁之间设置右密封环（7），右密封环（7）顶部的左壳体（14）外侧与模拟叶轮(2)侧壁之间为所述右腔室（17）；
在所述端盖（6）设置与左腔室（16）连通的左气流通道（18）；
在所述左壳体（14）上设置与右腔室（17）连通的右气流通道（19）；
所述左上密封环（1）、左下密封环（5）和右密封环（7）侧壁与模拟叶轮(2)间隙设置。
3.根据权利要求1或2所述的一种箔片空气轴承高速转子试验台的轴向加载装置，其特征在于在所述止推箔片轴承（13）端部上方设置与左壳体（14）内侧壁固定的垫块（9），所述垫块（9）与止推箔片轴承（13）顶部间隙设置。
4.根据权利要求2所述的一种箔片空气轴承高速转子试验台的轴向加载装置，其特征在于所述左上密封环（1）、左下密封环（5）和右密封环（7）与模拟叶轮(2)对应的侧壁呈齿状。
5.根据权利要求3所述的一种箔片空气轴承高速转子试验台的轴向加载装置，其特征在于在所述旋转轴（8）上安装轴向位移传感器（15）。
6.根据权利要求3所述的一种箔片空气轴承高速转子试验台的轴向加载装置，其特征在于所述模拟叶轮（2）通过锁紧螺母（4）固定安装在拉杆（3）上。
7.根据权利要求3所述的一种箔片空气轴承高速转子试验台的轴向加载装置，其特征在于冲击叶轮(11)的外圆周表面均布设置斜孔。
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| CN114216678A (zh) * | 2021-12-01 | 2022-03-22 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种航空动力高速轴承试验器 |
| CN114635872A (zh) * | 2022-04-19 | 2022-06-17 | 广东美芝制冷设备有限公司 | 风机及清洁设备 |
| WO2023115966A1 (zh) * | 2021-12-22 | 2023-06-29 | 浙江英洛华磁业有限公司 | 一种转子总成转速测试装置 |
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Denomination of utility model: Axial loading device of high -speed rotor test platform of paillon foil air bearing Effective date of registration: 20190716 Granted publication date: 20180629 Pledgee: China Everbright Bank, Limited by Share Ltd, Shijiazhuang branch Pledgor: SHIJIAZHUANG KINGSTON BEARING TECHNOLOGY CO., LTD. Registration number: 2019130000013 |
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Date of cancellation: 20200724 Granted publication date: 20180629 Pledgee: China Everbright Bank Limited by Share Ltd. Shijiazhuang branch Pledgor: SHIJIAZHUANG KINGSTON BEARING TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: 2019130000013 |
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