CN215178303U

CN215178303U - 一种推力轴承摩擦力矩的测试装置

Info

Publication number: CN215178303U
Application number: CN202121672689.4U
Authority: CN
Inventors: 孙德华; 蒋文立; 王明丹
Original assignee: Hedwell Taicang Energy Technology Co ltd
Current assignee: Hedwell Taicang Energy Technology Co ltd
Priority date: 2021-07-22
Filing date: 2021-07-22
Publication date: 2021-12-14
Anticipated expiration: 2031-07-22

Abstract

本实用新型公开了一种推力轴承摩擦力矩的测试装置，包括：电机基座设于台架底座上，高速电机通过电机安装夹具设于电机基座上，电机输出轴设于高速电机的输出端，电机输出轴的另一端通过第一高速联轴器与动态扭矩传感器连接，动态扭矩传感器设于电机基座上；测试主轴一端与推力盘连接，另一端通过第二高速联轴器与动态扭矩传感器连接，推力盘与推力轴承安装基座连接，加载杆通过安装座与台架底座连接。本实用新型通过高速电机驱动测试主轴旋转，测试主轴带动推力盘旋转，推力盘与动压气浮推力轴承的接触状态从低速的干摩擦到高速的气压悬浮，接触状态随着高速电机转速的变化而变化，推力轴承的摩擦力矩可由动态扭矩传感器直接测出，提高了测试的精准性。

Description

一种推力轴承摩擦力矩的测试装置

技术领域

本实用新型涉及动压气浮推力轴承的测量技术领域，特别涉及一种推力轴承摩擦力矩的测试装置。

背景技术

动压气浮推力轴承是用气体（通常是空气，但也可能是其他气体）作为润滑剂的滑动轴承。由于气体粘度低，粘度随温度变化小，化学稳定性好。因此，空气轴承具有摩擦小、精度高、温升低、寿命长、耐高低温及原子辐射、对主机和环境无污染等特点，在低摩擦低功耗支撑、高精密支撑和特殊工况下的支撑中得到了广泛应用。在目前大多数动压气浮推力轴承的应用场合中，由于动压气浮推力轴承摩擦力造成的误差远远小于应用系统的允许误差，并不需要精确测得空气轴承的摩擦力值。因此，在许多相关研究中推力轴承的摩擦力矩往往是忽略不计的，其测试更注重于承载力和耐久寿命。

通常情况下，动压气浮推力轴承的摩擦力可以忽略不计。但对于燃料电池空压机来说，空压机转轴起飞之前，推力轴承与推力盘之间为干摩擦。过大的摩擦力矩会使得空压机启动电流增大，甚至会损坏推力轴承表面或者推力盘的表面，使其失效。因此，其摩擦力矩必须得到量化和控制。

目前，动压气浮推力轴承摩擦阻力通常是采用徒手检查的方法，检查轴承在旋转时的阻滞现象，以定性的粗略判断其摩擦力矩的大小。然而徒手检查的数据会受到检查人员的自身经验限制，导致每位检查人员检查出来的数据精准度不一致，因而其测试方式还有待于改进。

实用新型内容

实用新型目的：为了克服以上不足，本实用新型的目的是提供一种推力轴承摩擦力矩的测试装置，通过高速电机驱动测试主轴旋转，测试主轴带动推力盘旋转。推力盘与动压气浮推力轴承的接触状态从低速的干摩擦到高速的气压悬浮，接触状态随着高速电机转速的变化而变化，推力轴承的摩擦力矩可由动态扭矩传感器直接测出。通过测试装置完成测试，大大的提高了测试的精准性。

技术方案：为了实现上述目的，本实用新型提供了一种推力轴承摩擦力矩的测试装置，包括：台架底座、电机基座、高速电机、电机安装夹具、电机输出轴、动态扭矩传感器、测试主轴、推力盘、推力轴承安装基座、加载杆和安装座，所述电机基座设于台架底座上，所述高速电机通过电机安装夹具设于电机基座上，所述电机输出轴设于高速电机的输出端，且所述电机输出轴的另一端通过第一高速联轴器与动态扭矩传感器连接，所述动态扭矩传感器设于电机基座上；

所述测试主轴一端与推力盘连接，另一端通过第二高速联轴器与动态扭矩传感器连接，所述推力盘与推力轴承安装基座连接，所述加载杆通过安装座与台架底座连接。本实用新型中所述的一种推力轴承摩擦力矩的测试装置，通过高速电机驱动测试主轴旋转，测试主轴带动推力盘旋转。推力盘与动压气浮推力轴承的接触状态从低速的干摩擦到高速的气压悬浮，接触状态随着高速电机转速的变化而变化，推力轴承的摩擦力矩可由动态扭矩传感器直接测出。通过测试装置完成测试，很好的解决了人工检查的不确定性和不统一性，大大的提高了测试的精准性。

其中，还包括第一球轴承座，所述第一球轴承座设于电机基座上，且所述第一球轴承座内设有第一球轴承，所述电机输出轴穿过第一球轴承后通过第一高速联轴器与动态扭矩传感器连接。

此外，包括第二球轴承座，所述第二球轴承座设于电机基座上，且所述第二球轴承座内设有第二球轴承，所述测试主轴穿过第二球轴承后通过第二高速联轴器与动态扭矩传感器连接。

进一步的，所述推力轴承安装基座中设有推力轴承，所述推力轴承采用动压气浮推力轴承。

更进一步的，还包括压力传感器，所述压力传感器设于推力轴承上，并通过螺栓连接。

优选的，所述安装座的下方通过导轨滑台组件与台架底座连接。所述导轨滑台组件的设置用于加载水平方向的载荷。

进一步优选的，所述导轨滑台组件包括安装基座、一组导轨、丝杆和滑动座，所述安装基座设于台架底座上，所述导轨设于安装基座的两侧支撑台上，所述丝杆设于安装基座上，并置于两侧支撑台之间，且两端均与轴承座连接，所述滑动座穿于丝杆上，两侧通过滑动块与导轨连接，所述安装座与滑动座连接。

更进一步优选的，所述丝杆的末端设有调节手轮。

上述技术方案可以看出，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型中所述的一种推力轴承摩擦力矩的测试装置，其结构简单、设计合理，易于生产，通过高速电机驱动测试主轴旋转，测试主轴带动推力盘旋转。推力盘与动压气浮推力轴承的接触状态从低速的干摩擦到高速的气压悬浮，接触状态随着高速电机转速的变化而变化，推力轴承的摩擦力矩可由动态扭矩传感器直接测出。通过测试装置完成测试，很好的解决了人工检查的不确定性和不统一性，大大的提高了测试的精准性。

2、本实用新型中导轨滑台组件的设置，实现在水平方向加载，可以获得在不同载荷与不同转速下推力轴承的摩擦力矩。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中导轨滑台组件的局部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型。

实施例

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1

如图所示一种推力轴承摩擦力矩的测试装置，包括：台架底座1、电机基座2、高速电机3、电机安装夹具4、电机输出轴5、动态扭矩传感器6、测试主轴7、推力盘8、推力轴承安装基座9、加载杆10和安装座11，所述电机基座2设于台架底座1上，所述高速电机3通过电机安装夹具4设于电机基座2上，所述电机输出轴5设于高速电机3的输出端，且所述电机输出轴5的另一端通过第一高速联轴器12与动态扭矩传感器6连接，所述动态扭矩传感器6设于电机基座2上；

所述测试主轴7一端与推力盘8连接，另一端通过第二高速联轴器13与动态扭矩传感器6连接，所述推力盘8与推力轴承安装基座9连接，所述加载杆10通过安装座11与台架底座1连接。

本实施例中还包括第一球轴承座14，所述第一球轴承座14设于电机基座2上，且所述第一球轴承座14内设有第一球轴承，所述电机输出轴5穿过第一球轴承后通过第一高速联轴器12与动态扭矩传感器6连接。

本实施例中还包括第二球轴承座15，所述第二球轴承座15设于电机基座2上，且所述第二球轴承座15内设有第二球轴承，所述测试主轴7穿过第二球轴承后通过第二高速联轴器13与动态扭矩传感器6连接。

本实施例中所述推力轴承安装基座9中设有推力轴承。

本实施例中还包括压力传感器16，所述压力传感器16设于推力轴承上，并通过螺栓连接。

实施例2

本实施例中所述推力轴承安装基座9中设有推力轴承。

本实施例中所述安装座11的下方通过导轨滑台组件17与台架底座1连接。

本实施例中所述导轨滑台组件17包括安装基座171、一组导轨172、丝杆173和滑动座174，所述安装基座171设于台架底座1上，所述导轨172设于安装基座171的两侧支撑台上，所述丝杆173设于安装基座171上，并置于两侧支撑台之间，且两端均与轴承座连接，所述滑动座174穿于丝杆173上，两侧通过滑动块与导轨172连接，所述安装座11与滑动座174连接。

本实施例中所述的丝杆173的末端设有调节手轮175。

本实施例中所述一种推力轴承摩擦力矩的测试装置，可由外接计算机控制，加载杆10通过导轨滑台组件17可加载水平方向的载荷，高速电机3转速调节范围为0-20000rpm，测试装置稳态匀速运行时，推力轴承的摩擦力矩为M1，第二球轴承座15内的球轴承摩擦力矩为M2。此时，动态扭矩传感器6的测试结果M=M1+M2。在安装被测推力轴承之前，通过动态扭矩传感器6测量第二球轴承在不同转速下的摩擦力矩即M2的数据，并进行记录存储。装上被测推力轴承后，通过在加载杆10施加水平方向的载荷，测试不同转速下的动态扭矩M，然后用M-M2即可得到推力轴承在不同转速和不同载荷下的摩擦力矩M1。

动态扭矩传感器6所测得的信号通过数据采集系统中的前置电路进行转换、滤波、放大并输出给计算机，计算机对所测得的摩擦力矩和转速信号进行采集和预处理，信号采集结束后，使用计算机绘制出摩擦力矩随转速变化的曲线。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种推力轴承摩擦力矩的测试装置，其特征在于：包括：台架底座（1）、电机基座（2）、高速电机（3）、电机安装夹具（4）、电机输出轴（5）、动态扭矩传感器（6）、测试主轴（7）、推力盘（8）、推力轴承安装基座（9）、加载杆（10）和安装座（11），所述电机基座（2）设于台架底座（1）上，所述高速电机（3）通过电机安装夹具（4）设于电机基座（2）上，所述电机输出轴（5）设于高速电机（3）的输出端，且所述电机输出轴（5）的另一端通过第一高速联轴器（12）与动态扭矩传感器（6）连接，所述动态扭矩传感器（6）设于电机基座（2）上；

所述测试主轴（7）一端与推力盘（8）连接，另一端通过第二高速联轴器（13）与动态扭矩传感器（6）连接，所述推力盘（8）与推力轴承安装基座（9）连接，所述加载杆（10）通过安装座（11）与台架底座（1）连接。

2.根据权利要求1所述的推力轴承摩擦力矩的测试装置，其特征在于：还包括第一球轴承座（14），所述第一球轴承座（14）设于电机基座（2）上，且所述第一球轴承座（14）内设有第一球轴承，所述电机输出轴（5）穿过第一球轴承后通过第一高速联轴器（12）与动态扭矩传感器（6）连接。

3.根据权利要求1所述的推力轴承摩擦力矩的测试装置，其特征在于：还包括第二球轴承座（15），所述第二球轴承座（15）设于电机基座（2）上，且所述第二球轴承座（15）内设有第二球轴承，所述测试主轴（7）穿过第二球轴承后通过第二高速联轴器（13）与动态扭矩传感器（6）连接。

4.根据权利要求1所述的推力轴承摩擦力矩的测试装置，其特征在于：所述推力轴承安装基座（9）中设有推力轴承。

5.根据权利要求1所述的推力轴承摩擦力矩的测试装置，其特征在于：还包括压力传感器（16），所述压力传感器（16）设于推力轴承上，并通过螺栓连接。

6.根据权利要求1所述的推力轴承摩擦力矩的测试装置，其特征在于：所述安装座（11）的下方通过导轨滑台组件（17）与台架底座（1）连接。

7.根据权利要求6所述的推力轴承摩擦力矩的测试装置，其特征在于：所述导轨滑台组件（17）包括安装基座（171）、一组导轨（172）、丝杆（173）和滑动座（174），所述安装基座（171）设于台架底座（1）上，所述导轨（172）设于安装基座（171）的两侧支撑台上，所述丝杆（173）设于安装基座（171）上，并置于两侧支撑台之间，且两端均与轴承座连接，所述滑动座（174）穿于丝杆（173）上，两侧通过滑动块与导轨（172）连接，所述安装座（11）与滑动座（174）连接。

8.根据权利要求7所述的推力轴承摩擦力矩的测试装置，其特征在于：所述丝杆（173）的末端设有调节手轮（175）。