CN216816417U - 一种推力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推力动压气体轴承涂层性能测试试验台，包括底座，所述底座上设置有电机驱动装置、轴承测试装置、传动装置、加载装置和摩擦力矩测量装置；所述电机驱动装置包括电机、电机支座和电机轴头，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，所述电机驱动电机轴头旋转，所述电机轴头与推力盘锁紧连接；所述轴承测试装置包括试验推力轴承和固定盘，所述试验推力轴承固定在所述固定盘上，所述试验推力轴承的顶层箔片的涂层正对推力盘设置且与推力盘摩擦；所述固定盘的下端与摩擦力矩测量装置连接；所述固定盘通过传动装置与加载装置连接。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

一种推力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，特别是涉及一种推力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，推力盘转速低于推力气体轴承的起飞转速，推力盘和推力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。所以影响推力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。

现有技术对推力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。现有技术对推力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推力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：

一种推力动压气体轴承涂层性能测试试验台，包括底座，所述底座上设置有电机驱动装置、轴承测试装置、传动装置、加载装置和摩擦力矩测量装置；

所述电机驱动装置包括电机、电机支座和电机轴头，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，所述电机驱动电机轴头旋转，所述电机轴头与推力盘锁紧连接；所述轴承测试装置包括试验推力轴承和固定盘，所述试验推力轴承固定在所述固定盘上，所述试验推力轴承的顶层箔片的涂层正对推力盘设置且与推力盘摩擦；所述固定盘的下端与摩擦力矩测量装置连接；所述固定盘通过传动装置与加载装置连接。

其中，所述摩擦力矩测量装置包括力臂杆和拉压力传感器，所述固定盘的下方开孔且开孔处固定连接力臂杆，所述力臂杆的自由端与拉压力传感器接触，所述拉压力传感器固定在底座上。

其中，所述传动装置包括加载轴、导向块、导轨和导向支座，所述固定盘与加载轴固定连接，加载轴与导向块连接，所述导向支座上固定有导轨，所述导向块滑动配合在导轨上，所述导向支座固定安装在底座上。

其中，所述加载装置包括加载气缸、加载支座和力传感器，所述加载气缸的杠杆与加载轴之间连接有力传感器，所述加载气缸施加水平方向的加载力，所述加载气缸安装在加载支座上，所述加载支座固定安装在底座上。

综上，本实用新型，通过载荷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推力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中电机驱动装置的示意图。

图3为图1中传动装置的示意图。

图4为图1中轴承测试装置的示意图。

图5为图1中加载装置的示意图。

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1-5所示，一种推力动压气体轴承涂层性能测试试验台，包括底座6，所述底座上设置有电机驱动装置1、轴承测试装置2、传动装置3、加载装置4和摩擦力矩测量装置5；

所述电机驱动装置包括电机11、电机支座12和电机轴头13，所述电机支座固定安装在底座6上，所述电机固定安装在电机支座上，所述电机驱动电机轴头旋转，所述电机轴头与推力盘7锁紧连接，电机驱动推力盘达到特定的转速，来模拟实际工况中旋转轴上推力盘的转速；所述轴承测试装置包括试验推力轴承21和固定盘22，所述试验推力轴承通过螺钉固定在所述固定盘上，所述试验推力轴承的顶层箔片的涂层正对推力盘设置且与推力盘直接摩擦；所述固定盘的下端与摩擦力矩测量装置连接；所述固定盘通过传动装置与加载装置连接。

其中，所述摩擦力矩测量装置包括力臂杆51和拉压力传感器52，所述固定盘的下方开孔且开孔处固定连接力臂杆，所述力臂杆的自由端与拉压力传感器接触，所述拉压力传感器固定在底座上。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摩擦系数并计算出试验轴承的功耗。具体的计算方式为现有，不再具体描述。

其中，所述传动装置包括加载轴31、导向块32、导轨33和导向支座34，所述固定盘与加载轴固定连接，加载轴与导向块连接，所述导向支座上固定有导轨，所述导向块滑动配合在导轨上，所述导向支座固定安装在底座上。

其中，所述加载装置包括加载气缸41、加载支座42和力传感器43，所述加载气缸的杠杆与加载轴之间连接有力传感器，所述加载气缸施加水平方向的加载力，所述加载气缸安装在加载支座上，所述加载支座固定安装在底座上。通过调整加载气缸的参数值实现对试验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。加载气缸施加水平方向的加载力时，传动轴和导向块沿导轨滑动，将水平加载力传递至固定盘上的试验推力轴承上，实现对试验轴承特定载荷的加载。

具体的试验步骤如下：

1.将电机驱动装置、加载装置、传动装置、摩擦力矩测量装置安装固定好后，将推力盘与电机轴头固定安装，然后将带有涂层的试验推力轴承安装于固定盘上，调节传动装置的加载支座使得推力轴承带有涂层的顶层箔片与推力盘接触；

2.固定盘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，便于测量试验轴承的摩擦力；

3.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，加载气缸沿水平方向通过传动装置的加载轴将加载力传递至试验推力轴承，使得试验推力轴承与推力盘贴紧；

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.通过数据采集装置对加载力、转速、摩擦力和运行时间进行记录，经过一段时间测试后对试验推力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，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摩耐磨性能。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。

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)

1.一种推力动压气体轴承涂层性能测试试验台，其特征在于，包括底座，所述底座上设置有电机驱动装置、轴承测试装置、传动装置、加载装置和摩擦力矩测量装置；

所述电机驱动装置包括电机、电机支座和电机轴头，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，所述电机驱动电机轴头旋转，所述电机轴头与推力盘锁紧连接；所述轴承测试装置包括试验推力轴承和固定盘，所述试验推力轴承固定在所述固定盘上，所述试验推力轴承的顶层箔片的涂层正对推力盘设置且与推力盘摩擦；所述固定盘的下端与摩擦力矩测量装置连接；所述固定盘通过传动装置与加载装置连接。

2.根据权利要求1所述的一种推力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和拉压力传感器，所述固定盘的下方开孔且开孔处固定连接力臂杆，所述力臂杆的自由端与拉压力传感器接触，所述拉压力传感器固定在底座上。

3.根据权利要求2所述的一种推力动压气体轴承涂层性能测试试验台，其特征在于，所述传动装置包括加载轴、导向块、导轨和导向支座，所述固定盘与加载轴固定连接，加载轴与导向块连接，所述导向支座上固定有导轨，所述导向块滑动配合在导轨上，所述导向支座固定安装在底座上。

4.根据权利要求3所述的一种推力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、加载支座和力传感器，所述加载气缸的杠杆与加载轴之间连接有力传感器，所述加载气缸施加水平方向的加载力，所述加载气缸安装在加载支座上，所述加载支座固定安装在底座上。

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