一种径向磁轴承刚度测量装置的制作方法

本申请涉及机械测量技术领域，特别涉及一种径向磁轴承刚度测量装置。

背景技术：

磁轴承是利用电磁力，将被支承件稳定悬浮在空间，使支承件与被支承件之间没有机械接触的一种高性能机电一体化轴承，是各种工业和商业高速应用的可持续性解决方案，磁轴承除了具有坚固性及可制造性之外还具有如下特性：1、节能且效率明显提高；2、无机械磨损，使用寿命更长；3、基本上无需维护；4、环保，无污染，无噪音；5、极高速，无振动；6、可实现设备实时状态监控远程诊断。

磁轴承主要由机械部分和电气控制部分组成。机械部分由转子和带线圈的定子组成。定子所产生的电磁力使转子保持在一定的位置上定子和转子之间有间隙，转子处于悬浮状态。位移传感器监测转子的位置，一旦转子偏离所要求的位置，传感器就发出信号，伺服控制系统根据参考信号(转子要求的位置信号)与传感器信号之差值来调整定子线圈中的电流，使转子恢复到原来位置。

在使用磁轴承前，需要根据需求挑选适合的刚度的磁轴承。目前，对磁力轴承的刚度大致有两种定义方式：一是从磁力轴承系统本身出发，从电磁力的变化角度来研究其支承特性，定义其刚度为某方向单位位移所需的沿该位移方向电磁力的增量；二是沿袭传统的滚动轴承或滑动轴承的定义，其刚度定义为外力和转子位移的比值。径向磁轴承一般包括定子和转子，现有的径向磁轴承刚度测量装置的结构复杂，成本较高。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种径向磁轴承刚度测量装置，旨在解决现有的径向磁轴承刚度测量装置的结构复杂以及成本较高的技术问题。

本申请是这样实现的，一种径向磁轴承刚度测量装置，用于测量径向磁轴承的径向刚度，包括定位底座、设于所述定位底座上且能相对于所述定位底座沿第一方向和第二方向滑动的转子悬浮座、套设于所述转子悬浮座外的定子定位座、沿所述第一方向排列于所述定位底座上的第一测试组件以及沿所述第二方向排列于所述定位底座上的第二测试组件，所述第一测试组件用于测量所述转子悬浮座于所述第一方向上所承受的压力和所述转子悬浮座的位移，所述第二测试组件用于测量所述转子悬浮座于所述第二方向上所承受的压力和所述转子悬浮座的位移，所述第一方向与所述第二方向呈预设夹角设置；使用时，所述径向磁轴承装设于所述转子悬浮座与所述定子定位座之间。

在一个实施例中，所述第一测试组件和所述第二测试组件均包括测力模块和测距模块，于所述第一方向上，所述转子悬浮座夹设于对应所述第一测试组件的所述测力模块和所述测距模块之间；于所述第二方向上，所述转子悬浮座夹设于对应所述第二测试组件的所述测力模块和所述测距模块之间。

在一个实施例中，所述测力模块为压力传感器，所述测距模块为千分表。

在一个实施例中，所述径向磁轴承刚度测量装置还包括沿第一方向延伸设于所述定位底座上的第一滑轨以及与所述第一滑轨配合的第一滑块，所述定位底座固定连接于所述第一滑块上。

在一个实施例中，所述径向磁轴承刚度测量装置还包括固定连接于所述第一滑块上的滑动安装座、沿第二方向延伸设于所述滑动安装座上的第二滑轨以及与所述第二滑轨配合的第二滑块，所述定位底座固定连接于所述第二滑块上。

在一个实施例中，所述第一方向与所述第二方向垂直。

在一个实施例中，所述转子悬浮座上朝外延伸设有用于与所述第一测试组件或所述第一测试组件抵接的延伸部，所述定子定位座上设有用于避让所述延伸部的避让槽，每一所述延伸部穿过对应的所述避让槽后抵接于所述第一测试组件或所述第一测试组件上。

在一个实施例中，所述定子定位座上沿其周向开设有多个螺孔，所述径向磁轴承刚度测量装置还包括多个螺纹连接于对应的所述螺孔的锁紧件，每一所述锁紧件穿过对应的所述螺孔后抵接于所述转子悬浮座上。

在一个实施例中，所述转子悬浮座沿轴向设有中空腔体，所述径向磁轴承刚度测量装置还包括定位导柱，所述定位导柱的一端抵接于所述定位底座的远离所述转子悬浮座的一侧表面，另一端穿过所述定位底座并伸入所述转子悬浮座的中空腔体内。

在一个实施例中，所述径向磁轴承刚度测量装置还包括可拆卸连接于所述转子悬浮座的远离所述定位底座的一端的转子上压环，以将所述径向磁轴承固定于所述转子悬浮座上。

本申请提供的径向磁轴承刚度测量装置，用于测量径向磁轴承的径向刚度，其包括定位底座、设于定位底座上且能相对于定位底座沿第一方向和第二方向滑动的转子悬浮座、套设于转子悬浮座外的定子定位座、沿第一方向排列于定位底座上的第一测试组件以及沿第二方向排列于定位底座上的第二测试组件，第一测试组件用于测量转子悬浮座于第一方向上所承受的压力和转子悬浮座的位移，第二测试组件用于测量转子悬浮座于第二方向上所承受的压力和转子悬浮座的位移，第一方向与第二方向呈预设夹角设置；使用时，径向磁轴承装设于转子悬浮座与定子定位座之间，朝径向磁轴承通入不同电流，第一测试组件和第二测试组件可以测量不同电流下的两个方向上的径向磁轴承的径向电磁力和径向位移，由此可以获得径向磁轴承的刚度，相比现有的径向磁轴承刚度测量装置，本申请的径向磁轴承刚度测量装置的结构简单，成本低，易于操作。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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是本申请实施例提供的径向磁轴承刚度测量装置的立体结构示意图；

图2是本申请实施例提供的径向磁轴承刚度测量装置的分解结构示意图；

图3是本申请实施例提供的径向磁轴承刚度测量装置的剖视结构示意图。

其中，图中各附图标记：

x-第一方向；y-第二方向；110-定位底座；111-第一滑轨；112-第一滑块；120-转子悬浮座；121-延伸部；122-中空腔体；130-定子定位座；131-避让槽；132-螺孔；140-滑动安装座；141-第二滑轨；142-第二滑块；151-测力模块；152-测距模块；160-锁紧件；170-定位导柱；180-转子上压环；191-定子；192-转子。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

为了说明本申请所述的技术方案，以下结合具体附图及实施例进行详细说明。

请参阅图1至图3，本申请实施例提供一种径向磁轴承刚度测量装置，用于测量径向磁轴承的径向刚度，包括定位底座110、设于定位底座110上且能相对于定位底座110沿第一方向x和第二方向y滑动的转子悬浮座120、套设于转子悬浮座120外的定子定位座130、沿第一方向x排列于定位底座110上的第一测试组件以及沿第二方向y排列于定位底座110上的第二测试组件，第一测试组件用于测量转子悬浮座120于第一方向x上所承受的压力和转子悬浮座120的位移，第二测试组件用于测量转子悬浮座120于第二方向y上所承受的压力和转子悬浮座120的位移，第一方向x与第二方向y呈预设夹角设置；使用时，径向磁轴承装设于转子悬浮座120与定子定位座130之间。在该实施例中，径向磁轴承包括定子191设于定子191内侧的转子192，第一方向x与第二方向y垂直。

本申请实施例的径向磁轴承刚度测量装置的使用方法为：将径向磁轴承装设于转子悬浮座120与定子定位座130之间，朝径向磁轴承通入不同电流，第一测试组件和第二测试组件可以测量不同电流下的两个方向上的径向磁轴承的径向电磁力和径向位移，由此可以获得径向磁轴承的刚度，相比现有的径向磁轴承刚度测量装置，本申请的径向磁轴承刚度测量装置的结构简单，成本低，易于操作。

具体地，在本申请的一个实施例中，第一测试组件和第二测试组件均包括测力模块151和测距模块152，于第一方向x上，转子悬浮座120夹设于对应第一测试组件的测力模块151和测距模块152之间，从而可以测得第一方向x上的径向电磁力和径向位移；于第二方向y上，转子悬浮座120夹设于对应第二测试组件的测力模块151和测距模块152之间，从而可以测得第二方向y上的径向电磁力和径向位移。在该实施例中，测力模块151为压力传感器，测距模块152为千分表，可以直观地记录每一次的相对位移和每一次电磁力大小。

具体地，在本申请的一个实施例中，径向磁轴承刚度测量装置还包括沿第一方向x延伸设于定位底座110上的第一滑轨111以及与第一滑轨111配合的第一滑块112，定位底座110固定连接于第一滑块112上，使得转子悬浮座120能相对于定位底座110沿第一方向x滑动，避免测试过程中径向磁轴承转子192侧斜现象。

具体地，在本申请的一个实施例中，径向磁轴承刚度测量装置还包括固定连接于第一滑块112上的滑动安装座140、沿第二方向y延伸设于滑动安装座140上的第二滑轨141以及与第二滑轨141配合的第二滑块142，定位底座110固定连接于第二滑块142上，使得转子悬浮座120能相对于定位底座110沿第二方向y滑动，避免测试过程中径向磁轴承转子192侧斜现象。

具体地，在本申请的一个实施例中，转子悬浮座120上朝外延伸设有用于与第一测试组件或第一测试组件抵接的延伸部121，定子定位座130上设有用于避让延伸部121的避让槽131，每一延伸部121穿过对应的避让槽131后抵接于第一测试组件或第一测试组件上。在该实施例中，转子悬浮座120于第一方向x上设有两个延伸部121，两个延伸部121分别穿过对应的避让槽131后抵接于测力模块151和测距模块152上；转子悬浮座120于第二方向y上设有两个延伸部121，两个延伸部121分别穿过对应的避让槽131后抵接于测力模块151和测距模块152上。

具体地，在本申请的一个实施例中，定子定位座130上沿其周向开设有多个螺孔132，径向磁轴承刚度测量装置还包括多个螺纹连接于对应的螺孔132的锁紧件160，每一锁紧件160穿过对应的螺孔132后抵接于转子悬浮座120上。

具体地，在本申请的一个实施例中，转子悬浮座120沿轴向设有中空腔体122，径向磁轴承刚度测量装置还包括定位导柱170，定位导柱170的一端抵接于定位底座110的远离转子悬浮座120的一侧表面，另一端穿过定位底座110并伸入转子悬浮座120的中空腔体122内。在该实施例中，径向磁轴承转子192与定子191之间依靠定位导柱170定位，易于保证转子192与定子191之间的气隙均匀。

具体地，在本申请的一个实施例中，径向磁轴承刚度测量装置还包括可拆卸连接于转子悬浮座120的远离定位底座110的一端的转子上压环180，以将径向磁轴承固定于转子悬浮座120上。

以上所述仅为本申请的可选实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。