CN215952979U - 箔片空气轴承的径向静刚度测试设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了箔片空气轴承的径向静刚度测试设备，径向静刚度测试设备包括：安装机构，包括安装座和转子，所述安装座设有用于安装箔片空气轴承的安装孔；加载机构，连接于所述安装座；传感器模块，包括力传感器和位移传感器。上述的箔片空气轴承的径向静刚度测试设备可以将待测试的波箔空气轴承安装于安装机构的安装座的安装孔内，然后将转子插接于安装孔内的箔片空气轴承，通过加载机构驱动安装座移动以沿径向挤压位于安装孔内的箔片空气轴承。在挤压过程中，通过传感器模块的力传感器和位移传感器检测安装座承受的加载力以及安装座的位移，从而可以对箔片空气轴承的径向静刚度作出检测。

Description

箔片空气轴承的径向静刚度测试设备

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径向静刚度测试设备。

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，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径向静刚度测试设备，用于辅助测试箔片控制轴承的径向静刚度。

本公开提供了一种箔片空气轴承的径向静刚度测试设备，包括：

安装机构，包括安装座和转子，所述安装座设有用于安装箔片空气轴承的安装孔，所述转子插接于安装在所述安装孔内的箔片空气轴承；

加载机构，连接于所述安装座，用于驱动所述安装座移动以挤压位于所述安装孔内的箔片空气轴承；

传感器模块，包括力传感器和位移传感器，所述力传感器用于检测所述安装座承载的加载力，所述位移传感器用于检测所述安装座的位移，以通过所述力传感器检测的加载力和位移传感器检测的位移测试所述箔片空气轴承的径向刚性。

优选地，所述安装机构还包括支座，所述转子转动地连接于所述支座，并且沿所述安装孔的轴向方向伸入所述安装孔内以连接位于所述安装孔内的箔片空气轴承。

优选地，所述安装机构还包括固定座，所述安装座沿所述加载机构施加的加载力的方向移动地连接于所述固定座，以在所述加载机构的驱动下移动。

优选地，所述安装座包括连接块和调整块，所述连接块沿水平方向移动地连接于固定座，所述调整块和连接块至少之一设有沿竖直方向延伸的长孔，所述调整块通过连接件穿过所述长孔连接于所述连接块。

优选地，所述连接块中的一个设有沿竖直方向延伸的卡槽，所述调整块嵌入所述卡槽内以连接于所述连接块。

优选地，所述加载机构包括丝杆电机，所述丝杆电机的输出轴连接于所述连接块以通过所述连接块向安装于所述安装孔内的箔片空气轴承施加加载力。

优选地，所述加载机构还包括连接片，所述连接片至少一端连接于所述连接块，中部连接于所述丝杆电机，所述丝杆电机通过所述连接块推拉所述连接块相对所述固定座沿水平方向移动。

优选地，所述力传感器设于所述连接片和所述丝杆电机之间，所述丝杆电机通过所述力传感器和连接片推拉所述固定座时，所述力传感器检测所述连接块承受的加载力。

优选地，所述位移传感器为两个，分别位于所述连接块的移动方向的两侧以检测所述连接块的位移。

优选地，所述位移传感器为电涡流传感器，所述位移传感器的探头靠近所述连接块以检测所述连接块的位移。

相较于现有技术，上述的箔片空气轴承的径向静刚度测试设备可以将待测试的波箔空气轴承安装于安装机构的安装座的安装孔内，然后将转子插接于安装孔内的箔片空气轴承，通过加载机构驱动安装座移动以沿径向挤压位于安装孔内的箔片空气轴承。在挤压过程中，通过传感器模块的力传感器和位移传感器检测安装座承受的加载力以及安装座的位移，从而可以对箔片空气轴承的径向静刚度作出检测，该径向静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是箔片空气轴承的径向静刚度测试设备的结构示意图。

图2是箔片空气轴承的径向静刚度测试设备的俯视图。

图3是安装机构的结构示意图。

图4是转子和支座的结构示意图。

图5是安装座和固定座在分解状态下的结构示意图。

图6是加载机构和传感器模块的结构示意图。

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是箔片空气轴承的径向静刚度测试设备的结构示意图，图2是箔片空气轴承的径向静刚度测试设备的俯视图。如图1和图2所示，箔片空气轴承的径向静刚度测试设备包括安装机构10、加载机构20和传感器模块。安装机构10用于安装箔片空气轴承，加载机构20用于向箔片空气轴承施加径向的加载力，传感器模块用于在箔片空气轴承承受预设的加载力时，检测箔片空气轴承的加载力和位移。

图3是安装机构10的结构示意图。如图3所示，安装机构10包括支座11和转子12，以及固定座13和安装座。转子12用于连接箔片空气轴承，而固定座13和安装座用于安装箔片空气轴承，从而可以模拟箔片空气轴承的工作状态。

图4是转子12和支座11的结构示意图。如图3和图4所示，支座11可以是一个或者多个，例如可以是两个。支座11设有一通孔，用于转动地连接于转子12。转子12大体呈杆状结构，两端穿过所述支座11的通孔、可转动地连接于支座11上，并且沿所述安装孔151的轴向方向伸入所述安装孔151内以连接位于所述安装孔151内的箔片空气轴承。这样，转子12可以在外力驱动下在支座11上转动，例如可以在电机驱动下转动。

图5是安装座和固定座13在分解状态下的结构示意图。如图3和图5所示，固定座13大体呈平板状结构，并且沿图5示出的方向侧立于水平面上，即固定座13沿竖直平面延伸。安装座大体呈平板状结构，沿所述加载机构20施加的加载力的方向移动地连接于所述固定座13，以在所述加载机构20的驱动下移动。具体的，固定座13连接有一条或者多条沿水平方向延伸的导轨131，而安装座设有与导轨131对应的滑块141，使得安装座可以通过滑块141-导轨131结构沿水平方向相对固定座13移动。

具体的，所述安装座包括连接块14和调整块15。所述连接块14的背面(靠近固定座13的侧面)设有多个滑块141，通过滑块141沿水平方向移动地连接于固定座13。为了便于沿竖直方向调整箔片空气轴承相对转子12的位置，连接块14设有沿竖直方向延伸的卡槽142，所述调整块15的侧边具有对应于卡槽142的凸起，调整块15可以通过凸起嵌入所述卡槽142内以连接于所述连接块14。这样，在安装时，将调整块15嵌入该卡槽142内实现调整块15与连接块14的配合连接。为了调整块15便于可调整地连接于连接块14，所述调整块15和连接块14至少之一设有沿竖直方向延伸的长孔152，所述调整块15通过连接件穿过所述长孔152连接于所述连接块14。在安装时，将调整块15沿卡槽142嵌入连接块14内，通过垫片调整箔片空气轴承在竖直方向的位置，然后在调整块15处于合适的位置时，连接件穿过该长孔152并且固定调整块15。此外，为了安装箔片空气轴承，调整块15的中部设有与箔片空气轴承对应的安装孔151，这样，箔片空气轴承可以嵌入该安装孔151内完成安装。通过沿水平方向调整连接块14相对固定座13的位置，以及通过沿竖直方向设置调整块15和连接块14的位置，使得安装孔151对应于转子12的位置。在箔片空气轴承安装于安装孔151内时，所述转子12插接于安装在所述安装孔151内的箔片空气轴承。

图6是加载机构20和传感器模块的结构示意图。如图1、图2和图6所示，加载机构20用于向箔片空气轴承施加加载力，包括丝杆电机21和连接片211。丝杆电机21是一种通过螺杆和螺母相啮合，驱动螺母转动而使得螺杆轴向移动的设备。本实施方式中，丝杆电机21的输出轴可沿轴向方向伸出或者缩回。丝杆电机21的输出轴通过力传感器31连接于连接片211的中部，并且通过连接螺母212固定。所述连接片211至少一端连接于所述连接块14，所述丝杆电机21通过所述连接片211推拉所述连接块14相对所述固定座13沿水平方向移动。

如图6所示，传感器模块包括力传感器31和位移传感器30。所述力传感器31用于检测所述安装座承载的加载力，所述位移传感器30用于检测所述安装座的位移，以通过所述力传感器31检测的加载力和位移传感器30检测的位移测试所述箔片空气轴承的径向刚性。

具体的，力传感器31可用于检测拉力或者推力，本实施方式中，所述力传感器31设于所述连接片211和所述丝杆电机21之间，一端连接于丝杆电机21的输出轴，另外一端连接于连接片211。在丝杆电机21推拉连接片211时，可以通过力传感器31检测丝杆电机21在推拉过程中施加的推力或者拉力，从而检测所述连接块14承受的加载力。所述位移传感器30可以是电涡流位移传感器30，作为示例性的，位移传感器30可以为两个，分别位于所述连接块14的移动方向的两侧，所述位移传感器30的探头靠近所述连接块14以检测所述连接块14的位移。

使用时，由丝杆电机21与连接块14通过连接螺母212连接，将箔片空气轴承安装在调整块15的安装孔151内，并通过沿水平方向左右平移连接块14和沿竖直方向上下调整所述调整块15的位置，从而可以保证转子12与箔片空气轴承的同轴度。

然后，启动丝杆电机21加载，通过力传感器31和位移传感器30进行采样，将采样到的数据传送到计算机进行整理分析，得到径向箔片轴承的静刚度特性。

上述的箔片空气轴承的径向静刚度测试设备可以将待测试的波箔空气轴承安装于安装机构10的安装座的安装孔151内，然后将转子12插接于安装孔151内的箔片空气轴承，通过加载机构20驱动安装座移动以沿径向挤压位于安装孔151内的箔片空气轴承。在挤压过程中，通过传感器模块的力传感器31和位移传感器30检测安装座承受的加载力以及安装座的位移，从而可以对箔片空气轴承的径向静刚度作出检测，该径向静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，上述的径向静刚度测试设备的转子12可根据箔片空气轴承的内径进行更换，且箔片空气轴承的位置可使用调整块15和连接块14进行微调，对更换测试不同规格的箔片空气轴承十分便利，且通过丝杆电机21控制加载，可精确地测出箔片空气轴承的刚度特性。

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径向静刚度测试设备，其特征在于，包括：

安装机构，包括安装座和转子，所述安装座设有用于安装箔片空气轴承的安装孔，所述转子插接于安装在所述安装孔内的箔片空气轴承；

加载机构，连接于所述安装座，用于驱动所述安装座移动以挤压位于所述安装孔内的箔片空气轴承；

传感器模块，包括力传感器和位移传感器，所述力传感器用于检测所述安装座承载的加载力，所述位移传感器用于检测所述安装座的位移，以通过所述力传感器检测的加载力和位移传感器检测的位移测试所述箔片空气轴承的径向刚性。

2.如权利要求1所述的箔片空气轴承的径向静刚度测试设备，其特征在于，所述安装机构还包括支座，所述转子转动地连接于所述支座，并且沿所述安装孔的轴向方向伸入所述安装孔内以连接位于所述安装孔内的箔片空气轴承。

3.如权利要求2所述的箔片空气轴承的径向静刚度测试设备，其特征在于，所述安装机构还包括固定座，所述安装座沿所述加载机构施加的加载力的方向移动地连接于所述固定座，以在所述加载机构的驱动下移动。

4.如权利要求3所述的箔片空气轴承的径向静刚度测试设备，其特征在于，所述安装座包括连接块和调整块，所述连接块沿水平方向移动地连接于固定座，所述调整块和连接块至少之一设有沿竖直方向延伸的长孔，所述调整块通过连接件穿过所述长孔连接于所述连接块。

5.如权利要求4所述的箔片空气轴承的径向静刚度测试设备，其特征在于，所述连接块中的一个设有沿竖直方向延伸的卡槽，所述调整块嵌入所述卡槽内以连接于所述连接块。

6.如权利要求5所述的箔片空气轴承的径向静刚度测试设备，其特征在于，所述加载机构包括丝杆电机，所述丝杆电机的输出轴连接于所述连接块以通过所述连接块向安装于所述安装孔内的箔片空气轴承施加加载力。

7.如权利要求6所述的箔片空气轴承的径向静刚度测试设备，其特征在于，所述加载机构还包括连接片，所述连接片至少一端连接于所述连接块，中部连接于所述丝杆电机，所述丝杆电机通过所述连接块推拉所述连接块相对所述固定座沿水平方向移动。

8.如权利要求7所述的箔片空气轴承的径向静刚度测试设备，其特征在于，所述力传感器设于所述连接片和所述丝杆电机之间，所述丝杆电机通过所述力传感器和连接片推拉所述固定座时，所述力传感器检测所述连接块承受的加载力。

9.如权利要求8所述的箔片空气轴承的径向静刚度测试设备，其特征在于，所述位移传感器为两个，分别位于所述连接块的移动方向的两侧以检测所述连接块的位移。

10.如权利要求9所述的箔片空气轴承的径向静刚度测试设备，其特征在于，所述位移传感器为电涡流传感器，所述位移传感器的探头靠近所述连接块以检测所述连接块的位移。

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