CN216695496U - 一种径向动压气体轴承涂层性能测试试验台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种径向动压气体轴承涂层性能测试试验台，包括电机驱动装置、轴承测试装置、加载装置、激振装置、摩擦力矩测量装置、底座和支架；支架固定安装在底座上，电机驱动装置包括电机支座和电机；轴承测试装置包括试验径向轴承、轴颈和轴承套，电机的转轴端部与轴颈固定连接，试验径向轴承位于轴承套内，试验径向轴承套接在轴颈外侧，试验径向轴承的内圈的涂层与轴颈的外表面摩擦；轴承套的上端与加载装置连接；激振装置包括激振器本体和激振杆，轴承套上设置有侧孔，激振杆穿过侧孔与试验径向轴承接触；轴承套的下端设置有摩擦力矩测量装置。本申请能够对涂层性能进行直观测试，进而对涂层性能优劣进行判断。

Description

一种径向动压气体轴承涂层性能测试试验台

技术领域

本实用新型涉及动压气体轴承技术领域，特别是涉及一种径向动压气体轴承涂层性能测试试验台。

背景技术

气体轴承的寿命直接影响搭载气体轴承关键零部件的设备的寿命，因此气体轴承的寿命指标是设备非常重要的指标。气体轴承的寿命体现在启停次数上，在设备启停阶段，转子转速低于径向气体轴承的起飞转速，转子和径向气体轴承的顶层箔片之间产生干摩擦，导致顶层箔片表面减摩耐磨涂层磨损。当磨损量达到一定程度时，可以判定该气体轴承已经失效。所以影响径向气体轴承寿命的主要是涂层性能，因此有必要对涂层性能开展专门的测试。

现有技术对径向动压气体轴承涂层性能的测试方法是基于实验室的多种测量仪器进行的，主要根据国标进行涂层标准样件制样，然后采用摩擦磨损试验机、自动划痕仪等仪器测量量化数值。此种测试方法所得结果与气体轴承实际使用工况下的性能差距较大，参考价值低。现有技术对径向动压气体轴承涂层性能的另一种测试方法是直接将轴承零件安装于调试设备上进行测试，但因设备调试中影响轴承涂层性能的因素较多，无法根据设备上轴承涂层的磨损情况判断涂层性能的优劣。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本专利申请所要提供一种径向动压气体轴承涂层性能测试试验台，对涂层性能进行直观测试，进而对涂层性能优劣进行判断。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种径向动压气体轴承涂层性能测试试验台，包括电机驱动装置、轴承测试装置、加载装置、激振装置、摩擦力矩测量装置、底座和支架；

所述支架固定安装在底座上，所述电机驱动装置包括电机支座和电机，所述电机支座固定安装在底座上，所述电机固定安装在电机支座上；所述轴承测试装置包括试验径向轴承、轴颈和轴承套，所述电机的转轴端部与轴颈固定连接，所述试验径向轴承位于轴承套内，所述试验径向轴承套接在轴颈外侧，所述试验径向轴承的内圈的涂层与轴颈的外表面摩擦；所述轴承套的上端与加载装置连接；所述激振装置包括激振器本体和激振杆，所述轴承套上设置有侧孔，所述激振杆穿过侧孔与试验径向轴承接触；所述轴承套的下端设置有摩擦力矩测量装置。

其中，所述加载装置包括加载气缸、滑轮、力传感器、加载绳和吊环，所述加载气缸固定安装在支架上，所述加载气缸的活塞杆通过力传感器与加载绳连接，所述轴承套的上端开孔且安装吊环，所述滑轮安装在支架上，所述加载绳通过滑轮过渡后与吊环连接。

其中，所述激振装置包括激振器支座和固定安装在激振器支座上的激振器本体，所述激振器支座固定安装在底座上，所述激振杆与激振器本体连接。

其中，所述摩擦力矩测量装置包括力臂杆、拉压力传感器和固定块，所述轴承套的下端开孔，所述力臂杆的上端穿过开孔与试验径向轴承固定连接，所述力臂杆的自由端与拉压力传感器上的连接环贴合，所述拉压力传感器通过固定块固定安装在底座上。

综上，本实用新型的动压气体轴承涂层性能测试试验台，通过载荷的施加和激振力的施加来模拟轴承的实际运行工况，通过摩擦力矩的测量结果和涂层长期运行后的结果来直观表征涂层的减摩耐磨性能。通过对涂层性能的测试，可实现对涂层性能优劣的评价，进而为提高轴承的寿命提供标准的测试方法。

附图说明

图1为本实用新型所述的一种径向动压气体轴承涂层性能测试试验台的结构示意图。

图2为图1的轴承试验装置和激振装置的示意图。

图3为图1的轴承试验装置和摩擦力矩测量装置的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“上、下”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

如图1-3所示，一种径向动压气体轴承涂层性能测试试验台，包括电机驱动装置、轴承测试装置、加载装置、激振装置、摩擦力矩测量装置、底座和支架；

所述支架7固定安装在底座6上，所述电机驱动装置包括电机支座12和电机11，所述电机支座12固定安装在底座6上，所述电机11固定安装在电机支座12上；所述轴承测试装置包括试验径向轴承21、轴颈22和轴承套23，所述电机的转轴端部与轴颈固定连接，电机驱动轴颈旋转达到特定的转速，来模拟实际工况中转轴的额定转速，所述试验径向轴承位于轴承套内，所述试验径向轴承套接在轴颈外侧，所述试验径向轴承的内圈的涂层与轴颈的外表面直接摩擦；所述轴承套的上端与加载装置连接；所述激振装置包括激振器本体41和激振杆42，所述轴承套上设置有侧孔，所述激振杆穿过侧孔与试验径向轴承接触；所述轴承套的下端设置有摩擦力矩测量装置。

本实施例中，所述加载装置包括加载气缸31、滑轮32、力传感器33、加载绳34和吊环35，所述加载气缸固定安装在支架上，所述加载气缸的活塞杆通过力传感器与加载绳连接，所述轴承套的上端开孔且安装吊环，所述滑轮安装在支架上，所述加载绳通过滑轮过渡后与吊环连接。通过调整加载气缸的参数值实现对加载绳的拉伸，从而对试验径向轴承施加不同大小的载荷，来模拟实际工况中设备对气体轴承的承载力要求。设置有力传感器，通过力传感器测量加载力的大小。轴承套上部加载，加载气缸拉动加载绳，将轴承套向上加载提起，试验径向轴承套在轴颈上，轴承套带着试验径向轴承向上轴，即对试验径向轴承进行了加载。

本实施例中，所述激振装置包括激振器支座43和固定安装在激振器支座上的激振器本体41，所述激振器支座固定安装在底座上，所述激振杆与激振器本体连接。激振杆直接传递激振器本体产生的激振力，将激振力施加于试验径向轴承，来模拟实际工况中的冲击振动。试验中，可通过在试验轴承侧面其他方位加装激振装置来进行同步的冲击振动测试。

本实施例中，所述摩擦力矩测量装置包括力臂杆51、拉压力传感器52和固定块53，所述轴承套的下端开孔，所述力臂杆的上端穿过开孔与试验径向轴承固定连接，所述力臂杆的自由端与拉压力传感器上的连接环贴合，所述拉压力传感器通过固定块固定安装在底座上。在测试过程中，试验轴承与轴颈之间产生摩擦，摩擦力通过力臂杆传递至拉压力传感器，通过摩擦力的测量可以得出试验轴承涂层的试验参数并计算出试验轴承的功耗。其计算方式为现有方式，不再具体描述。通过长时间运行后涂层表面的磨损情况判断涂层的减磨耐磨性能。具体的，可以采用最直观、成本最低的目测，当然也可以采用仪器测量，具体的测量方法为现有，不再具体描述。

具体试验的步骤如下：

1.将电机驱动装置、加载装置、激振装置、摩擦力矩测量装置安装固定好后，将轴颈与电机的转轴端部固定安装，然后将带有涂层的试验径向轴承安装于轴承套中，把轴承套套在试验轴颈上；

2.轴承套上部与加载装置的加载绳连接固定，轴承套下部与摩擦力矩测量装置的力臂杆连接，并将力臂杆与拉压力传感器接触，轴承套侧面与激振装置的激振杆连接；

3.所有均连接固定好后，根据实际工况所需的承载力，设置加载气缸的加载力达到特定的载荷；

4.打开电机，根据实际工况所需的转速，设置电机驱动轴颈达到特定转速；

5.根据实际工况对气体轴承冲击振动的要求设置激振器的激振力，通过激振杆传递的激振力对试验径向轴承施加冲击振动；

6.通过数据采集装置对加载力、转速、激振力、摩擦力和运行时间进行记录，经过一段时间测试后对试验径向轴承的涂层状态进行观察。通过摩擦力计算出涂层的摩擦系数并计算出试验轴承的功耗，通过长时间运行后涂层表面的磨损情况判断涂层的减摩耐磨性能。

最后应说明的是：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统计数的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型。

Claims (4)

1.一种径向动压气体轴承涂层性能测试试验台，其特征在于，包括电机驱动装置、轴承测试装置、加载装置、激振装置、摩擦力矩测量装置、底座和支架；

所述支架固定安装在底座上，所述电机驱动装置包括电机支座和电机，所述电机支座固定安装在底座上，所述电机固定安装在电机支座上；所述轴承测试装置包括试验径向轴承、轴颈和轴承套，所述电机的转轴端部与轴颈固定连接，所述试验径向轴承位于轴承套内，所述试验径向轴承套接在轴颈外侧，所述试验径向轴承的内圈的涂层与轴颈的外表面摩擦；所述轴承套的上端与加载装置连接；所述激振装置包括激振器本体和激振杆，所述轴承套上设置有侧孔，所述激振杆穿过侧孔与试验径向轴承接触；所述轴承套的下端设置有摩擦力矩测量装置。

2.根据权利要求1所述的一种径向动压气体轴承涂层性能测试试验台，其特征在于，所述加载装置包括加载气缸、滑轮、力传感器、加载绳和吊环，所述加载气缸固定安装在支架上，所述加载气缸的活塞杆通过力传感器与加载绳连接，所述轴承套的上端开孔且安装吊环，所述滑轮安装在支架上，所述加载绳通过滑轮过渡后与吊环连接。

3.根据权利要求2所述的一种径向动压气体轴承涂层性能测试试验台，其特征在于，所述激振装置包括激振器支座和固定安装在激振器支座上的激振器本体，所述激振器支座固定安装在底座上，所述激振杆与激振器本体连接。

4.根据权利要求3所述的一种径向动压气体轴承涂层性能测试试验台，其特征在于，所述摩擦力矩测量装置包括力臂杆、拉压力传感器和固定块，所述轴承套的下端开孔，所述力臂杆的上端穿过开孔与试验径向轴承固定连接，所述力臂杆的自由端与拉压力传感器上的连接环贴合，所述拉压力传感器通过固定块固定安装在底座上。

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