CN220708737U - 一种箔片动压空气轴承用静刚度测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种箔片动压空气轴承用静刚度测量装置，涉及空气轴承技术领域，其包括底座、外导套、导轨轴、测量机构以及加载机构；导轨轴滑动连接于外导套内；加载机构设置于外导套上，外导套和底座通过支撑柱相对固定；测量机构包括位移传感器、环板以及蜗杆，底座靠近外导套的端面开设有环槽，环板转动连接于环槽内，位移传感器安装于环板上，环板的外周面一体成型有与蜗杆适配的蜗轮齿部，蜗杆转动穿设于底座内，并与蜗轮齿部相啮合，底座靠近外导套的端面设置有角度刻度。本实用新型测量操作简便，一次可得到多个测量数据，能够降低导轨轴端面平面度误差影响，提高测量结果准确性。

Description

一种箔片动压空气轴承用静刚度测量装置

技术领域

本实用新型涉及空气轴承技术领域，尤其涉及一种箔片动压空气轴承用静刚度测量装置。

背景技术

箔片空气轴承作为一种新型的动压空气轴承，具有回转精度高、功耗小、无污染、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、辅助动力系统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。而由于箔片式动压空气轴承的理论模型还不完善，因此对轴承各个参数的实验测量是必不可少的。

现有的公告号为CN205843961U的中国实用新型专利，其公开了一种箔片动压空气轴承用静刚度测量装置，手动加载装置、顶杆、外导套、导轨轴、连接法兰、压力传感器以及位移传感器；所述手动加载装置与外导套连接，所述导轨轴安装在外导套内，所述连接法兰与外导套固定连接，所述顶杆一端设置在手动加载装置一端内，所述压力传感器安装在加载装置另一端与导轨轴一端之间，所述位移传感器安装在连接法兰下端。

针对上述现有技术，发明人认为现有测量装置通过导轨轴端面的移动量得到轴承的变形量，而导轨轴端面难以避免会存在平面度误差，需多次测量取其均值以保障测量结果的准确性，而现有测量装置每次装夹仅能得到一个测量结果，操作不便，且难以保障测量结果的精确性。

实用新型内容

为了降低导轨轴端面平面度误差影响，提高测量结果准确性，本实用新型提供一种箔片动压空气轴承用静刚度测量装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种箔片动压空气轴承用静刚度测量装置，包括底座、外导套、导轨轴、测量机构以及加载机构；所述导轨轴滑动连接于外导套内，且导轨轴外周面与外导套的内周面相贴合；所述加载机构设置于外导套上，所述加载机构用于对导轨轴施加压力；所述外导套和底座之间设有至少两个支撑柱，所述外导套和底座通过支撑柱相对固定；所述测量机构包括位移传感器、环板以及蜗杆，所述底座靠近外导套的端面开设有环槽，所述环板转动连接于环槽内，所述位移传感器安装于环板上，所述环板的外周面一体成型有与蜗杆适配的蜗轮齿部，所述蜗杆转动穿设于底座内，并与蜗轮齿部相啮合，所述底座靠近外导套的端面设置有角度刻度，所述角度刻度沿环板的周向布设。

进一步，相邻两个所述支撑柱之间形成有可供空气动压轴承放入的安装口，所述底座靠近外导套的端面中心固定有定位柱。

进一步，所述加载机构包括加载套筒、顶杆以及压力传感器，所述加载套筒固定于外导套上，所述加载套筒内形成有导向腔，所述导轨轴的端面一体成型有套管，所述套管位于导向腔内，所述套管与导轨轴共轴线，所述套管的外周面与导向腔的内壁贴合，所述压力传感器设置于套管内，所述顶杆穿设于加载套筒内并与加载套筒螺纹连接，所述顶杆穿入加载套筒的一端与压力传感器抵接。

进一步，所述顶杆靠近压力传感器的一端固定有压板，所述套管远离导轨轴的端面固定有封板，所述封板中心开设有供顶杆穿过的穿孔，所述压板位于封板靠近导轨轴的一侧，所述压板的直径大于封板的直径。

进一步，所述压力传感器呈环形，所述压力传感器的外周面与套管内壁贴合，所述导轨轴靠近加载套筒的端面中心一体成型有定位凸块，所述压力传感器套设于定位凸块外。

进一步，所述顶杆远离压力传感器的一端穿设有转杆，所述转杆与顶杆垂直，且与顶杆滑动连接，所述转杆两端固定有挡球。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的一种箔片动压空气轴承用静刚度测量装置在进行静刚度测量时，空气动压轴承套设于定位柱上，转动顶杆，直至导轨轴刚接触空气动压轴承的上端面时；通过转动蜗杆改变位移传感器位置，测量并记录导轨轴端面在不同周向角度下的初始位移值；通过加载机构对空气动压轴承施加压力，使其产生形变；再次通过转动蜗杆，测量并记录初始测量时所在的不同位置角度下的导轨轴端面的位移，继而经简单的差值计算，可得到多组不同角度时导轨轴端面的位移量，测量操作方便，可有效降低导轨轴端面平面度的误差影响，提高测量结果的准确性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型实施例的整体结构示意图。

图2是本实用新型实施例的结构剖视图。

图中:₁、底座；11、环槽；2、外导套；3、导轨轴；31、套管；32、封板；33、定位凸块；4、支撑柱；5、定位柱；6、测量机构；61、位移传感器；62、环板；63、蜗轮齿部；64、蜗杆；65、角度刻度；7、加载机构；71、加载套筒；711、导向腔；72、顶杆；721、转杆；73、压力传感器；74、压板。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

本实用新型公开一种箔片动压空气轴承用静刚度测量装置。

参照图1和图2，一种箔片动压空气轴承用静刚度测量装置包括底座1、外导套2、导轨轴3、测量机构6以及加载机构7。导轨轴3滑动连接于外导套2内，且导轨轴3外周面与外导套2的内周面相贴合；加载机构7设置于外导套2上，加载机构7用于对导轨轴3施加压力；外导套2和底座1之间设有至少两个支撑柱4，本实施例中，支撑柱4设有三个，支撑柱4的两端分别与外导套2和底座1焊接固定；相邻两个支撑柱4之间留有可供空气动压轴承放入的安装口，提高轴承测量时拆装便利性；且底座1靠近外导套2的端面中心固定有定位柱5，定位柱5的高度小于空气动压轴承的厚度，在进行测量时，空气动压轴承套设于定位柱5上，提高测量时轴承的稳定性。

参照图1和图2，测量机构6安装于底座1上，测量机构6包括位移传感器61、环板62以及蜗杆64，底座1靠近外导套2的端面开设有环槽11，环板62转动连接于环槽11内，环板62的上表面与底座1上表面平齐；位移传感器61采用激光位移传感器，位移传感器61安装在环板62上。环板62的外周面一体成型有与蜗杆64适配的蜗轮齿部63，蜗杆64转动穿设于底座1内，并与蜗轮齿部63相啮合，蜗杆64的一端连接有旋钮，便于转动蜗杆。底座1靠近外导套2的端面设置有角度刻度65，角度刻度65沿环板62的周向布设。

在进行静刚度测量时，当导轨轴3刚接触空气动压轴承的上端面时，通过转动蜗杆64，改变激光位移传感器61位置，并测量并记录导轨轴3端面在周向不同角度下的初始位移，随后通过加载机构7对空气动压轴承施加压力，使其产生形变。然后，再次通过转动蜗杆64，再次测量并记录初始测量时所在的不同位置角度下的导轨轴3端面的位移，继而经简单的差值计算，可得到多组测量数据，取其均值，可有效降低导轨轴3端面平面度的误差影响，提高测量结果的准确性。

参照图1和图2，加载机构7包括加载套筒71，顶杆72以及压力传感器73，加载套筒71通过螺栓固定于外导套2上，加载套筒71与外导套2共轴线。加载套筒71内形成有导向腔711，导轨轴3的端面一体成型有套管31，套管31位于导向腔711内，套管31与导轨轴3共轴线，套管31的外周面与导向腔711的内壁贴合，保障加载过程中导轨轴3移动平稳性。压力传感器73设置于套管31内，顶杆72穿设于加载套筒71内并与加载套筒71螺纹连接，顶杆72穿入加载套筒71的一端与压力传感器73抵接，

参照图1和图2，顶杆72远离压力传感器73的一端穿设有转杆721，转杆721与顶杆72垂直，且与顶杆72滑动连接，以便于调整力臂长度，便于转动顶杆72；转杆721两端固定有挡球，以防转杆721滑动脱落。顶杆72靠近压力传感器73的一端焊接固定有压板74，压板74与顶杆72垂直，套管31远离导轨轴3的端面螺栓有封板32，封板32中心开设有供顶杆72穿过的穿孔，压板74位于封板32靠近导轨轴3的一侧，压板74的直径大于封板32的直径，继而对导轨轴3起到限位作用，使得导轨轴3不会由于自重作用，而从外导套2中掉落脱离，且当测量完空气动压轴承后，通过反向转动顶杆72，使顶杆72向上移动，继而顶杆72通过压板74与封板32的抵接作用，带动导轨轴3向上移动，继而与空气动压轴承脱离。

参照图1和图2，压力传感器73采用FC-H120环形测力传感器，继而压力传感器73整体呈环形，压力传感器73的外周面与套管31内壁贴合，导轨轴3靠近加载套筒71的端面中心一体成型有定位凸块33，压力传感器73套设于定位凸块33外，对压力传感器73起到良好的安装定位及限位效果，保障压力传感器73的受力稳定性。

本实用新型一种箔片动压空气轴承用静刚度测量装置的工作原理：在进行静刚度测量时，空气动压轴承通过安装口套设于定位柱5上，转动顶杆72，直至导轨轴3刚接触空气动压轴承的上端面时；随后通过转动蜗杆64，改变位移传感器61位置，测量并记录导轨轴3端面在不同周向角度下的初始位移值，随后通过加载机构7对空气动压轴承施加压力，使其产生形变。然后，再次通过转动蜗杆64，再次测量并记录初始测量时所在的不同位置角度下的导轨轴3端面的位移，继而经简单的差值计算，可得到多组不同角度时导轨轴3端面的位移量，再取其均值，继而可有效降低导轨轴3端面平面度的误差影响，提高测量结果的准确性。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种箔片动压空气轴承用静刚度测量装置，包括底座(1)、外导套(2)、导轨轴(3)、测量机构(6)以及加载机构(7)；其特征在于：所述导轨轴(3)滑动连接于外导套(2)内，且导轨轴(3)外周面与外导套(2)的内周面相贴合；所述加载机构(7)设置于外导套(2)上，所述加载机构(7)用于对导轨轴(3)施加压力；所述外导套(2)和底座(1)之间设有至少两个支撑柱(4)，所述外导套(2)和底座(1)通过支撑柱(4)相对固定；所述测量机构(6)包括位移传感器(61)、环板(62)以及蜗杆(64)，所述底座(1)靠近外导套(2)的端面开设有环槽(11)，所述环板(62)转动连接于环槽(11)内，所述位移传感器(61)安装于环板(62)上，所述环板(62)的外周面一体成型有与蜗杆(64)适配的蜗轮齿部(63)，所述蜗杆(64)转动穿设于底座(1)内，并与蜗轮齿部(63)相啮合，所述底座(1)靠近外导套(2)的端面设置有角度刻度(65)，所述角度刻度(65)沿环板(62)的周向布设。

2.根据权利要求1所述的一种箔片动压空气轴承用静刚度测量装置，其特征在于：相邻两个所述支撑柱(4)之间形成有可供空气动压轴承放入的安装口，所述底座(1)靠近外导套(2)的端面中心固定有定位柱(5)。

3.根据权利要求1或2所述的一种箔片动压空气轴承用静刚度测量装置，其特征在于：所述加载机构(7)包括加载套筒(71)、顶杆(72)以及压力传感器(73)，所述加载套筒(71)固定于外导套(2)上，所述加载套筒(71)内形成有导向腔(711)，所述导轨轴(3)的端面一体成型有套管(31)，所述套管(31)位于导向腔(711)内，所述套管(31)与导轨轴(3)共轴线，所述套管(31)的外周面与导向腔(711)的内壁贴合，所述压力传感器(73)设置于套管(31)内，所述顶杆(72)穿设于加载套筒(71)内并与加载套筒(71)螺纹连接，所述顶杆(72)穿入加载套筒(71)的一端与压力传感器(73)抵接。

4.根据权利要求3所述的一种箔片动压空气轴承用静刚度测量装置，其特征在于：所述顶杆(72)靠近压力传感器(73)的一端固定有压板(74)，所述套管(31)远离导轨轴(3)的端面固定有封板(32)，所述封板(32)中心开设有供顶杆(72)穿过的穿孔，所述压板(74)位于封板(32)靠近导轨轴(3)的一侧，所述压板(74)的直径大于封板(32)的直径。

5.根据权利要求4所述的一种箔片动压空气轴承用静刚度测量装置，其特征在于：所述压力传感器(73)呈环形，所述压力传感器(73)的外周面与套管(31)内壁贴合，所述导轨轴(3)靠近加载套筒(71)的端面中心一体成型有定位凸块(33)，所述压力传感器(73)套设于定位凸块(33)外。

6.根据权利要求5所述的一种箔片动压空气轴承用静刚度测量装置，其特征在于：所述顶杆(72)远离压力传感器(73)的一端穿设有转杆(721)，所述转杆(721)与顶杆(72)垂直，且与顶杆(72)滑动连接，所述转杆(721)两端固定有挡球。