CN209400211U - 径向箔轴承的测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及箔轴承技术领域，以解决现有技术没有专门的测试设备对径向箔轴承进行性能测试的技术问题；径向箔轴承的测试装置包括，固定机构，与径向箔轴承的定子连接，用于对径向箔轴承的定子进行定位；驱动机构，与径向箔轴承的转子传动连接，用于驱动转子转动；加载机构，与径向箔轴承的定子连接，用于对定子施加径向上的力；第一测力机构，配置为获取定子的力矩；第二测力机构，配置为获取加载机构对定子加载的力。本实用新型实施例的径向箔轴承的测试装置能够对径向箔轴承的承载能力、摩擦转矩等性能参数进行精准的测试，且至少能够测试在额定转速下径向箔轴承的承载力大小以及径向箔轴承中转子与定子之间摩擦力的变化情况。

Description

径向箔轴承的测试装置

技术领域

本实用新型涉及箔轴承技术领域，尤其涉及一种用于径向箔轴承的测试装置。

背景技术

径向箔轴承是利用弹性箔靠流体的压力或静压力使轴悬浮的滑动轴承；径向箔轴承主要包括转子、设置在转子外围的箔片元件和设置在箔片元件轴承座，箔片元件和轴承座统称为定子。通常情况下，径向箔轴承利用周围的空气作为工作介质和润滑剂，通过汲取转动面和静止面(转子与定子)之间的空气，就可以在相对转动的部件之间形成一层气膜，相对转动的部件(转子与定子)之间吸入的空气被压缩，可以产生支撑载荷的功能，但是径向箔轴承存在承载能力小和刚度差的弱点，一旦承载能力不足，转子与定子之间发生相互摩擦，从而使转子失去了悬浮的状态，当摩擦较为严重时甚至会造成径向箔轴承的损坏，因此，承载能力是一项评价径向箔轴承的重要技术指标。

现有技术中对径向箔轴承的承载能力的获取途径主要是通过理论计算和数据仿真，实验论证相对缺乏，而且还没有一个能够对径向箔轴承的承载能力、摩擦转矩等技术指标进行全面测试的装置，由此，一种能够测试径向箔轴承性能参数的测试装置则变得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型提供了一种能够对径向箔轴承进行性能测试的测试装置。

一种径向箔轴承的测试装置，包括，

固定机构，与所述径向箔轴承的定子连接，用于对所述径向箔轴承的定子进行定位；

驱动机构，与所述径向箔轴承的转子传动连接，用于驱动所述转子转动；

加载机构，与所述径向箔轴承的定子连接，用于对所述定子施加径向上的力；

第一测力机构，配置为获取所述定子的力矩；

第二测力机构，配置为获取所述加载机构对所述定子加载的力。

作为示例，所述径向箔轴承的测试装置还包括，

转速传感器，配置为获取所述转子的转速。

作为示例，所述固定机构包括：固定架、连接杆、第一柔性绳及配重块；

所述第一柔性绳设置在所述固定架上，且具有水平段和竖直段，所述水平段的自由端设置在所述固定架上，所述竖直段的自由端与所述配重块连接；

所述连接杆竖直设置，且位于所述径向箔轴承的正上方，所述连接杆的上端与所述柔性绳的水平段连接，其下端与所述定子固定连接。

作为示例，所述固定架上设有滑轮；

所述第一柔性绳搭设在所述滑轮上，且所述滑轮位于所述第一柔性绳的所述水平段和所述竖直段之间。

作为示例，所述连接杆的下端具有螺纹段，所述定子的外壁上具有与所述螺纹段螺接的螺纹孔。

作为示例，所述第一测力机构包括第一拉力传感器，所述第一柔性绳的水平段的自由端通过所述第一拉力传感器与所述固定架连接。

作为示例，所述加载机构包括：气缸及第二柔性绳；

所述第二柔性绳的一端与所述定子的外壁连接，其另一端与所述气缸的活塞连接；

其中，所述第二柔性绳水平设置，且垂直于所述径向箔轴承的轴心。

作为示例，所述第二测力机构包括第二拉力传感器，所述第二拉力传感器设置在所述第二柔性绳上，用于获取所述第二柔性绳所受到的拉力。

作为示例，所述径向箔轴承的测试装置还包括油气润滑系统；

所述转子通过轴承设置在所述固定架上，所述油气润滑系统用于为所述轴承提供润滑油气。

作为示例，所述驱动机构包括电机及联轴器；

所述电机的输出轴通过所述联轴器与所述转子连接。

本实用新型实施例的径向箔轴承的测试装置的有益效果在于：

本实用新型实施例的径向箔轴承的测试装置能够对径向箔轴承的承载能力、摩擦转矩等性能参数进行精准的测试，且至少能够测试在额定转速下径向箔轴承的承载力大小以及径向箔轴承中转子与定子之间摩擦力的变化情况。

附图说明

图1为本实用新型实施例的径向箔轴承的第一视角的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例的径向箔轴承的第二视角的立体结构示意图；

图3为本实用新型实施例的径向箔轴承的侧视图；

图4为本实用新型实施例的径向箔轴承的俯视图。

附图标记：

1-转子；2-定子；21-螺纹孔；30-固定架；301-横梁；31-连接杆；32-第一柔性绳；33-配重块；40-气缸；41-第二柔性绳；5-第一拉力传感器；6-第二拉力传感器；7-转速传感器；80-电机；81-电机座；82-联轴器。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合说明书附图对本实用新型实施例进行详细的描述。

如图1至图4所示，本实用新型实施例提供的一种径向箔轴承的测试装置，其包括：固定机构、驱动机构、加载机构、第一测力机构和第二测力机构；其中，固定机构与径向箔轴承的定子2连接，用于对径向箔轴承的定子2进行定位；驱动机构与径向箔轴承的转子1传动连接，用于驱动转子1转动；加载机构与径向箔轴承的定子2连接，用于对定子2施加径向上的力；第一测力机构配置为获取定子2的力矩；第二测力机构配置为获取加载机构对定子2加载的力。本实用新型实施例的径向箔轴承的测试装置可通过加载机构对径向箔轴承的定子2施加径向上的外力，从而可模拟径向箔轴承在正常工况下的受力情况，通过第二测力机构可获知加载机构对径向箔轴承加载的力的大小；另外，结合第一测力机构可测得定子2的力矩，即转子1作用于定子2的摩擦转矩，其中，定子2的力矩与定子2的摩擦转矩之间的具体数值可通过计算公式及其他辅助参数进行推算，本实用新型对该推算过程不作赘述；以上，通过本实施例的测试装置可对径向箔轴承的承载能力、摩擦转矩等性能参数进行精准的测试。

进一步的，为了获得转子1的精准转速，本实施例的径向箔轴承的测试装置还包括转速传感器7，以获取转子1的转速。其中，转速传感器7固定安装在支撑架(图中未标示出)上，转速传感器7可将采集到的转速以电信号的形式输入到计算机中，测试人员或计算机可依据采集到的转速对驱动装置的输出功率作相应调整，以满足测试需求。

进一步的，如图1至图4所示，在本实施例中，固定机构包括：固定架30、连接杆31、第一柔性绳32及配重块33；第一柔性绳32设置在固定架30上，且具有水平段和竖直段，水平段的自由端连接在固定架30上，竖直段的自由端(即下端)与配重块33连接；连接杆31竖直设置，且位于径向箔轴承的正上方，连接杆31的上端与柔性绳的水平段连接，其下端与定子2固定连接。第一柔性绳32搭设在固定架30顶部的横梁301上，在配重块33的重力作用下，第一柔性绳32处于拉紧状态。由于转子1在转动时会对定子2产生一定的摩擦力，并驱使定子2转动，在固定架30、连接杆31、第一柔性绳32、及配重块33的共同作用下，定子2会保持静止状态或产生极其微小角度的偏移。进一步的，为了测得该摩擦转矩，在本实施例中，第一测力机构包括第一拉力传感器5，第一柔性绳的水平段的自由端通过第一拉力传感器5与固定架30 连接。当转子1转动时(图3中的顺时针方向)，定子2受到来自转子1的摩擦力，并将该摩擦力直接传递至连接杆31，连接杆31产生摆动的趋势，最终将力传递给第一拉力传感器5。需要说明的是，在开始测试之前，由于在配重块33的作用下第一柔性绳32处于拉紧状态，因此，第一拉力传感器5会受到一定的拉力，在测试开始后，该第一拉力传感器5受到的拉力会增加，该增加的值与连接杆31的长度的乘积即可得到定子2所受到的摩擦转矩。

进一步的，为了降低第一柔性绳32对测试数据的影响，在本实施例中，固定架30的横梁301上设有滑轮(图中未示出)；第一柔性绳32搭设在滑轮上。

进一步的，为了便于安装，连接杆31的下端具有螺纹段，定子2的外壁 (即轴承座的外壁)上具有与螺纹段螺接的螺纹孔21，从而便于连接杆31与定子2之间进行连接，进而提升了测试效率。

进一步的，在本实用新型提供的实施例中，加载机构包括：气缸40及第二柔性绳41；第二柔性绳41的一端与定子2的外壁连接，第二柔性绳41的另一端与气缸40的活塞连接；其中，第二柔性绳41水平设置，且垂直于径向箔轴承的轴心。第二测力机构包括第二拉力传感器6，第二拉力传感器6设置在第二柔性绳41上，用于获取第二柔性绳41所受到的拉力；其中，第二拉力传感器6设置在第二柔性绳41上可以理解为，第二拉力传感器6将一整条第二柔性绳41分割为两段。在对径向箔轴承进行性能测试时，气缸40进行加载对第二柔性绳41产生拉力，从而拉动定子2实现对定子2的径向载荷。其中，在本实施例中，为了获得较好的加载精度，采用气缸40对定子2进行加载；当然，在其他实施例中，也可采用其他的动力机构对定子2进行加载，本实用新型对此不作具体限定。

进一步的，在本实施例中，测试装置还包括油气润滑系统(图中未示出)，转子1通过轴承设置在固定架30上，油气润滑系统用于为轴承提供润滑油气。其中，为了获得较好的测试可靠性，本实施例中，轴承采用油气润滑的高速角接触球轴承，从而可以保证转子1在高速转动时具备良好的可靠性。

进一步的，驱动机构包括电机80及联轴器82；电机80固定在电机座81 上，电机80的输出轴通过联轴器82与转子1连接，其中联轴器82可以吸收一定尺寸的不对中情况，以保证电机80的输出轴能够更平稳的带动转子1转动。当然，在其他实施例中，电机80的输出轴还可以通过变速箱等传动机构与转子1进行连接，本实用新型对此不作具体限定。

具体的，转速传感器7、第一拉力传感器5、第二拉力传感器6可连续对数据进行获取，并将获取的数据输入到计算机中进行计算和处理。在测试阶段，转子1处于静止状态时，定子2与转子1接触，此时，气缸40不进行加载；启动电机80，电机80的输出轴通过联轴器82带动转子1旋转，当转子1的转速达到径向箔轴承的起飞速度时，定子2与转子1脱离接触；将转子1的转速稳定在额定转速状态下，例如转子1的额定转速可以为70000r/min；气压缸对定子2进行加载，第二拉力传感器6可获取所加载的力的大小，第一拉力传感器5可获知在加载阶段定子2所受到的力的变化，计算机可依据得到的数据进行计算，从而可获得该径向箔轴承的承载能力、摩擦转矩等性能参数。其中，技术人员可根据预测试性能参数对所需的数据进行选取及计算，本实施例对具体计算过程不作赘述。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种径向箔轴承的测试装置，其特征在于，包括，

固定机构，与所述径向箔轴承的定子连接，用于对所述径向箔轴承的定子进行定位；

驱动机构，与所述径向箔轴承的转子传动连接，用于驱动所述转子转动；

加载机构，与所述径向箔轴承的定子连接，用于对所述定子施加径向上的力；

第一测力机构，配置为获取所述定子的力矩；

第二测力机构，配置为获取所述加载机构对所述定子加载的力。

2.根据权利要求1所述的径向箔轴承的测试装置，其特征在于，还包括，

转速传感器，配置为获取所述转子的转速。

3.根据权利要求1所述的径向箔轴承的测试装置，其特征在于，所述固定机构包括：固定架、连接杆、第一柔性绳及配重块；

所述第一柔性绳设置在所述固定架上，且具有水平段和竖直段，所述水平段的自由端设置在所述固定架上，所述竖直段的自由端与所述配重块连接；

所述连接杆竖直设置，且位于所述径向箔轴承的正上方，所述连接杆的上端与所述柔性绳的水平段连接，其下端与所述定子固定连接。

4.根据权利要求3所述的径向箔轴承的测试装置，其特征在于，所述固定架上设有滑轮；

所述第一柔性绳搭设在所述滑轮上，且所述滑轮位于所述第一柔性绳的所述水平段和所述竖直段之间。

5.根据权利要求3所述的径向箔轴承的测试装置，其特征在于，所述连接杆的下端具有螺纹段，所述定子的外壁上具有与所述螺纹段螺接的螺纹孔。

6.根据权利要求3所述的径向箔轴承的测试装置，其特征在于，所述第一测力机构包括第一拉力传感器，所述第一柔性绳的水平段的自由端通过所述第一拉力传感器与所述固定架连接。

7.根据权利要求1所述的径向箔轴承的测试装置，其特征在于，所述加载机构包括：气缸及第二柔性绳；

所述第二柔性绳的一端与所述定子的外壁连接，其另一端与所述气缸的活塞连接；

其中，所述第二柔性绳水平设置，且垂直于所述径向箔轴承的轴心。

8.根据权利要求7所述的径向箔轴承的测试装置，其特征在于，所述第二测力机构包括第二拉力传感器，所述第二拉力传感器设置在所述第二柔性绳上，用于获取所述第二柔性绳所受到的拉力。

9.根据权利要求3所述的径向箔轴承的测试装置，其特征在于，还包括油气润滑系统；

所述转子通过轴承设置在所述固定架上，所述油气润滑系统用于为所述轴承提供润滑油气。

10.根据权利要求1所述的径向箔轴承的测试装置，其特征在于，所述驱动机构包括电机及联轴器；

所述电机的输出轴通过所述联轴器与所述转子连接。