CN215952909U - 箔片空气轴承的波箔刚度测试设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种箔片空气轴承的波箔刚度测试设备，波箔刚度测试设备包括：测试台，用于承载所述箔片空气轴承的波箔；加载机构，包括驱动部件和推力盘，所述驱动部件连接于所述推力盘；传感模块，包括力传感器和位移传感器，所述力传感器用于检测所述推力盘承载的加载力，所述位移传感器用于检测所述推力盘的位移。上述的箔片空气轴承的波箔刚度测试设备可以将待测试的波箔放置于测试台，加载机构的驱动部件推动推力盘移动以挤压位于测试台上的波箔，在挤压过程中，通过传感模块的力传感器和位移传感器检测推力盘的加载力以及位移，从而可以对波箔的刚度作出检测。

Description

箔片空气轴承的波箔刚度测试设备

技术领域

本公开涉及测试设备领域，尤其是一种箔片空气轴承的波箔刚度测试设备。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

箔片空气轴承作为一种新型的动压空气轴承，除具备传统气体轴承转速和回转精度高、功耗小、无污染、寿命长以及能在恶劣工作环境下工作等优点，还具备自适应性好、制造装配精度要求低、抗冲击性能好、稳定性高、无需专门润滑和冷却系统、维护成本低等优点，在鼓风机、氢燃料电池压缩机、电子涡轮增压器、飞机环境控制系统{ACM)，辅助动力系统(APU)、微型燃气轮机以及小型航空涡轮发动机等高速旋转机械中得到了广泛的应用。

箔片空气轴承的性能测试包括很多项目，国内许多文献中均有对测试项目进行说明。其中，波箔的刚度关系箔片空气到轴承负载能力，直接影响其性能。因此，需要设计一种能够精确测试波箔刚度的装置便十分重要。

实用新型内容

鉴于以上内容，有必要提供一种箔片空气轴承的波箔刚度测试设备，用于辅助测试箔片控制轴承的波箔的刚度。

一种箔片空气轴承的波箔刚度测试设备，包括：

测试台，用于承载所述箔片空气轴承的波箔；

加载机构，包括驱动部件和推力盘，所述驱动部件连接于所述推力盘，用于驱动所述推力盘挤压位于所述测试台上的波箔；

传感模块，包括力传感器和位移传感器，所述力传感器用于检测所述推力盘承载的加载力，所述位移传感器用于检测所述推力盘的位移，以通过所述力传感器检测的加载力和位移测试所述波箔的刚性。

优选地，所述驱动部件包括：

驱动齿轮；

驱动齿条，连接于所述推力盘，所述驱动齿条设有若干沿所述推力盘移动方向设置的轮齿，所述轮齿与所述驱动齿轮啮合，在所述驱动齿轮转动时，所述驱动齿条带动所述推力盘移动以挤压所述波箔。

优选地，所述驱动部件还包括驱动电机，所述驱动电机连接于所述驱动齿轮，以驱动所述驱动齿轮转动。

优选地，还包括机架和第一轴套，所述驱动电机和所述第一轴套连接于所述机架，所述驱动齿条通过所述第一轴套移动地连接于所述机架，以在所述驱动齿轮驱动下移动。

优选地，所述驱动部件还包括球面接头，所述球面接头一端连接于所述驱动齿条，另外一端连接于所述推力盘。

优选地，所述力传感器设于所述球面接头和所述推力盘之间，使得所述球面接头通过所述力传感器连接于所述推力盘以检测所述推力盘的加载力。

优选地，所述测试台包括支撑架和置物部，所述置物部用于承载所述波箔，所述位移传感器为多个，移动地所述支撑架并且与所述推力盘连接以检测所述推力盘的位移。

优选地，所述支撑架包括连接部和支撑部，所述连接部平行设置于所述置物部的上方，所述支撑部连接于所述连接部以支撑所述连接部，所述推力盘位于所述连接部和所述置物部之间，并且所述位移传感器穿过所述连接部连接于所述推力盘。

优选地，所述支撑架包括连接部和支撑部，所述连接部平行设置于所述置物部的上方，所述支撑部连接于所述连接部以支撑所述连接部，所述推力盘位于所述连接部和所述置物部之间，并且所述位移传感器穿过所述连接部靠近所述推力盘以检测所述推力盘的位移。

优选地，所述机架包括一容腔，所述支撑架位于所述容腔内，所述驱动齿条穿过所述机架进入所述容腔内连接于所述球面接头。

相较于现有技术，上述的箔片空气轴承的波箔刚度测试设备可以将待测试的波箔放置于测试台，加载机构的驱动部件推动推力盘移动以挤压位于测试台上的波箔，在挤压过程中，通过传感模块的力传感器和位移传感器检测推力盘的加载力以及位移，从而可以对波箔的刚度作出检测，该波箔刚度测试设备的结构简单，操作方便，满足箔片空气轴承波箔的刚度性能测试要求，提高了测试精度。

附图说明

为了更清楚地说明具体实施方式，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是波箔刚度测试设备的结构示意图。

图2是加载机构的结构示意图。

图3是测试台和位移传感器的结构示意图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本公开。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本公开进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，所描述的实施方式仅仅是本公开一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本公开中的实施方式，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方式，都属于本公开保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本公开的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本公开。

在各实施例中，为了便于描述而非限制本公开，本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的术语"连接"并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。"上"、"下"、"下方"、"左"、"右"等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

图1是波箔刚度测试设备的结构示意图。如图1所示，箔片空气轴承的波箔刚度测试设备包括测试台40、加载机构20和传感模块。测试台40用于承载所述箔片空气轴承的波箔，加载机构20用于向位于测试台40上的波箔施加加载力。传感模块用于检测波箔承受的加载力以及在该加载力作用下产生的位移，从而可以根据加载力和位移数据检测波箔的刚性参数。

机架10用于承载加载机构20，并且收容测试台40。本实施方式中，机架10大体呈架体状结构，内部具有一容腔。所述加载机构20设置于机架10的顶部，测试台40设置于机架10的容腔内，并且加载机构20从机架10的顶部穿过机架10进入容腔内，从而可以对容腔内的波箔进行测试。在一些实施方式中，容腔可以是封闭的，在另外一些实施方式中，容腔也可以是与外界连通的开放式结构，本领域技术人员可以根据需要设置容腔的结构，本申请对此不作限制。

图2是加载机构20的结构示意图。如图2所示，加载机构20用于向测试台40的波箔施加加载力，包括驱动部件和推力盘26。所述驱动部件连接于所述推力盘26，用于驱动所述推力盘26挤压位于所述测试台40上的波箔。在一些实施方式中，所述驱动部件包括驱动电机21、驱动齿轮23和驱动齿条22。驱动电机21安装于机架10的顶部，输出轴连接于所述驱动齿轮23，从而可以带动驱动齿轮23转动。驱动齿条22沿竖直方向延伸，底部连接于所述推力盘26。所述驱动齿条22设有若干沿所述推力盘26移动方向设置的轮齿222，所述轮齿222与所述驱动齿轮23啮合，在所述驱动齿轮23转动时，所述驱动齿条22带动所述推力盘26移动以挤压所述波箔。

本实施方式中，机架10的顶面设有第一轴套221，所述驱动齿条22一端位于机架10的上方，并且通过轮齿222与驱动齿轮23啮合，另外一端通过所述第一轴套221移动地连接于所述机架10，以在所述驱动齿轮23驱动下移动。这样，驱动齿条22得以在第一轴套221的支撑下沿竖直方向移动，可以避免驱动齿条22在施压过程中形变，具有更好的测试精度。

进一步，在一些实施方式中，驱动部件还包括球面接头25和连接杆24。球面接头25(又称球形补偿器或者球形接头)，依靠球体的角位移来吸收或者补偿一个或者多个方向上的横向位移，使得连接球面接头25的两个元部件具有较好的适应性。本实施方式中，所述球面接头25一端连接于所述驱动齿条22，另外一端通过连接杆24连接于所述推力盘26。具体的，驱动齿条22的底部连接于球面接头25的一端，球面接头25的另外一端连接可以通过连接杆24连接于推力盘26。

如图1和图2所示，推力盘26大体呈平板状结构，并且沿水平面方向延伸。推力盘26的中部位置连接于连接杆24的底部，使得驱动齿条22在驱动电机21的驱动下沿竖直方向移动时，可以依次通过球面接头25和连接杆24带动推力盘26沿竖直方向移动，在刚度测试过程中，向波箔施加加载力。

图3是测试台40和位移传感器31的结构示意图。如图3所示，所述测试台40设置于机架10的容腔内，所述驱动齿条22穿过所述机架10进入所述容腔内连接于所述球面接头25。所述测试台40包括支撑架42和置物部41。所述置物部41大体呈沿水平方向延伸的平板状结构，位于推力盘26的下方，用于承载和固定待测试的所述波箔。支撑架42用于进一步支撑连接杆24和位移传感器31，包括连接部和支撑部422。所述连接部大体呈水平方向延伸的平板状结构，其平行地设置于所述置物部41的上方。所述支撑部422连接于所述连接部以支撑所述连接部，与所述连接部形成“门”字形结构。这样，所述推力盘26位于所述连接部和所述置物部41之间。为了能够支撑连接杆24，在一些实施方式中，所述支撑架42还包括第二轴套241，所述第二轴套241连接于所述连接部。所述连接杆24一端连接于所述位移传感器31，另外一端穿过所述第二轴套241连接于所述推力盘26，使得连接杆24可以在第二轴套241的支持下，在第二轴套241内沿竖直方向移动。

请重新参阅图2和图3，传感模块包括力传感器30和位移传感器31。所述力传感器30用于检测所述推力盘26承载的加载力，所述位移传感器31可以是电涡流位移传感器，用于检测所述推力盘26的位移，以通过所述力传感器30检测的加载力和位移测试所述波箔的刚性。

如图2所示，力传感器30是将力的量值转换为相关电信号的器件，本实施方式中，力传感器30设置于球面接头25和连接杆24之间，即球面接头25的端部连接于力传感器30的一端，力传感器30的另外一端连接于连接杆24，使得驱动齿条22可以通过力传感器30传递至连接杆24，再通过推力盘26向波箔施加加载力，这样，力传感器30与推力盘26柔性连接，力传感器30得以检测出向波箔施加的加载力的大小。

如图2和图3所示，位移传感器31的数量为两个，平行地沿竖直方向延伸并且端部连接于推力盘26，从而可以跟随推力盘26的移动而检测推力盘26的位移。本实施方式中，所述位移传感器31为多个，移动地所述支撑架42并且与所述推力盘26连接以检测所述推力盘26的位移。优选地，位移传感器31的顶部穿过所述连接部，并且位移传感器31的探头靠近所述推力盘26。

使用时，将波箔置于测试台40的置物部41。然后，通过驱动器控制驱动电机21转动，驱动电机21通过驱动齿轮23驱动所述驱动齿条22沿竖直方向移动，驱动齿条22通过力传感器30带动连接杆24移动，从而通过连接杆24带动推力盘26下降。

在推力盘26挤压位于置物部41上的波箔的过程中，力传感器30可以采集推力盘26施加的加载力，同时，位移传感器31也可以采集推力盘26的位移数据。

最后，将力传感器30采集的加载力和位移传感器31采集的位移量数据传送到计算机，完成对波箔的刚度测试。

上述的箔片空气轴承的波箔刚度测试设备可以将待测试的波箔放置于测试台40，加载机构20的驱动部件推动推力盘26移动以挤压位于测试台40上的波箔，在挤压过程中，通过传感模块的力传感器30和位移传感器31检测推力盘26的加载力以及位移，从而可以对波箔的刚度作出检测，该波箔刚度测试设备的结构简单，操作方便，满足箔片空气轴承波箔的刚度性能测试要求，提高了测试精度。而且，通过驱动电机21和驱动齿轮23带动驱动齿条22移动，能够保证加载力时的运动精度，同时便于取放箔片，大大提高了测试效率。

在本公开所提供的几个具体实施方式中，对于本领域技术人员而言，显然本公开不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本公开的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本公开。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本公开的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本公开内。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

以上实施方式仅用以说明本公开的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本公开进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本公开的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本公开的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种箔片空气轴承的波箔刚度测试设备，其特征在于，包括：

测试台，用于承载所述箔片空气轴承的波箔；

加载机构，包括驱动部件和推力盘，所述驱动部件连接于所述推力盘，用于驱动所述推力盘挤压位于所述测试台上的波箔；

传感模块，包括力传感器和位移传感器，所述力传感器用于检测所述推力盘承载的加载力，所述位移传感器用于检测所述推力盘的位移，以通过所述力传感器检测的加载力和位移测试所述波箔的刚性。

2.如权利要求1所述的箔片空气轴承的波箔刚度测试设备，其特征在于，所述驱动部件包括：

驱动齿轮；

驱动齿条，连接于所述推力盘，所述驱动齿条设有若干沿所述推力盘移动方向设置的轮齿，所述轮齿与所述驱动齿轮啮合，在所述驱动齿轮转动时，所述驱动齿条带动所述推力盘移动以挤压所述波箔。

3.如权利要求2所述的箔片空气轴承的波箔刚度测试设备，其特征在于，所述驱动部件还包括驱动电机，所述驱动电机连接于所述驱动齿轮，以驱动所述驱动齿轮转动。

4.如权利要求3所述的箔片空气轴承的波箔刚度测试设备，其特征在于，还包括机架和第一轴套，所述驱动电机和所述第一轴套连接于所述机架，所述驱动齿条通过所述第一轴套移动地连接于所述机架，以在所述驱动齿轮驱动下移动。

5.如权利要求4所述的箔片空气轴承的波箔刚度测试设备，其特征在于，所述驱动部件还包括球面接头，所述球面接头一端连接于所述驱动齿条，另外一端连接于所述推力盘。

6.如权利要求5所述的箔片空气轴承的波箔刚度测试设备，其特征在于，所述力传感器设于所述球面接头和所述推力盘之间，所述球面接头通过所述力传感器连接于所述推力盘以检测所述推力盘的加载力。

7.如权利要求6所述的箔片空气轴承的波箔刚度测试设备，其特征在于，所述测试台包括支撑架和置物部，所述置物部用于承载所述波箔；所述位移传感器为多个，移动地所述支撑架并且与所述推力盘连接以检测所述推力盘的位移。

8.如权利要求7所述的箔片空气轴承的波箔刚度测试设备，其特征在于，所述支撑架包括连接部和支撑部，所述连接部平行设置于所述置物部的上方，所述支撑部连接于所述连接部以支撑所述连接部，所述推力盘位于所述连接部和所述置物部之间，并且所述位移传感器穿过所述连接部靠近所述推力盘以检测所述推力盘的位移。

9.如权利要求8所述的箔片空气轴承的波箔刚度测试设备，其特征在于，所述支撑架还包括第二轴套，所述第二轴套连接于所述连接部；所述驱动部件还包括连接杆，所述连接杆一端连接于所述位移传感器，另外一端穿过所述第二轴套连接于所述推力盘。

10.如权利要求9所述的箔片空气轴承的波箔刚度测试设备，其特征在于，所述机架包括一容腔，所述支撑架位于所述容腔内，所述驱动齿条穿过所述机架进入所述容腔内连接于所述球面接头。

Images