一种动压空气轴承测试平台

1.本发明属于动压空气轴承技术领域，涉及一种动压空气轴承测试平台。


背景技术：

2.空气润滑技术打破了当时液体润滑在机械领域的统治，使得润滑技术领域得到了飞速的发展。如今被广泛利用于航天、汽车、船舶等多个领域。其中根据气膜形成的方式不同，可分为静压轴承和动压轴承两大类，由于静压轴承需要独立的供气系统，其复杂性在一定程度上限制了应用场景。动压轴承，是通过转子高速旋转下楔形气膜的压缩效应来产生气膜压力并提供承载力的，所以运用更为广泛。如今在新能源发展的大趋势下，无油的空气轴承更加受青睐。动压空气轴承的由于设计和加工的困难，需要更多的研发实验，测试手段更为稀少。现有的测试手段大多都是对应固定的轴承型号或者是初略的测试手段。目前，缺少一款能对多种型号空气轴承进行测试的测试平台。


技术实现要素：

3.为了克服上述现有技术中存在的问题，本发明提出一种动压空气轴承测试平台，用此测试平台可更换不同型号的空气轴承，并且实时地控制轴承工作的转速和气膜厚度，并记录下不同工作状态下的载荷情况。
4.本发明解决上述问题的技术方案是：一种动压空气轴承测试平台，其特殊之处在于：
5.包括平台本体、x轴精密微调移动平台、z轴精密微调升降平台、推力盘和轴承固定座，
6.x轴精密微调移动平台、z轴精密微调升降平台分别固定在平台本体上，
7.x轴精密微调移动平台上固定有高速电机和无接触测量涡流传感器；高速电机的动力输出轴与推力盘连接；无接触测量涡流传感器用于测量气膜的厚度，测试前先通过调节x轴精密微调移动平台使得空气轴承工作面与推力盘贴合，再调节涡流传感器的探头与推力盘贴合并固定，之后调节x轴精密微调移动平台时就可以实时获取气膜的厚度。
8.z轴精密微调升降平台上固定有直线轴承箱、压力测力传感器和转矩测量仪，轴承固定座与直线轴承箱的一端连接，直线轴承箱的另一端设有轴向力输出杆和转矩输出杆；压力测力传感器和转矩测量仪分别对轴向力输出杆和转矩输出杆上的力和力矩进行测量；轴承固定座与推力盘相对设置，轴承固定座用于固定待测的动压空气轴承；
9.x轴精密微调移动平台带动高速电机和推力盘在水平方向进行平移，z轴精密微调升降平台带动直线轴承箱、轴承固定座在垂直方向进行平移。
10.进一步地，还包括数据显示仪表，数据显示仪表用于显示高速电机的转速以及压力测力传感器、转矩测量仪和无接触测量涡流传感器上的数值。
11.进一步地，上述轴承固定座与直线轴承箱为可拆卸连接。
12.进一步地，上述高速电机的转速可以调节。
13.进一步地，上述高速电机通过固定座固定在x轴精密微调移动平台上。
14.进一步地，上述固定座包括底座、两根固定支架和固定板，高速电机位于底座上；两根固定支架的一端固定在底座上，且两根固定支架分别位于高速电机的两侧，固定板的两侧设有u型孔，两根固定支架的另一端分别穿过固定板的两个u型孔后用螺栓进行固定。
15.进一步地，上述平台本体为高精度光学平板。
16.进一步地，上述轴承固定座与推力盘同轴设置。
17.进一步地，上述无接触测量涡流传感器设置在高速电机的一侧。
18.进一步地，上述固定座是数量为一个或两个。
19.本发明的优点：
20.本发明提出一种动压空气轴承测试平台，用此测试平台可更换不同型号的空气轴承，并且实时地控制轴承工作的转速和气膜厚度，并记录下不同工作状态下的载荷情况。本发明为动压空气轴承的测试提供了精确的测试手段，有助于空气轴承的发展；其简洁的结构降低了研发和测试的成本。
附图说明
21.图1为本发明动压空气轴承测试平台的主视图；
22.图2为图1的俯视图。
23.其中：1-高速电机，2-固定座，3-x轴精密微调移动平台，4-推力盘，5-轴承固定座，6-直线轴承箱，7-转矩输出杆，8-轴向力输出杆，9-z轴精密微调升降平台，10-压力测力传感器，11-无接触测量涡流传感器，12-平台本体，13-数据显示仪表，14-转矩测量仪，15-底座，16-固定支架，17-固定板。
具体实施方式
24.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。
25.动压空气轴承测控平台主要解决空气轴承的承载力的测试问题。
26.本发明提出一种动压空气轴承测试平台，包括平台本体12、x轴精密微调移动平台3、z轴精密微调升降平台9、推力盘4和轴承固定座5。
27.x轴精密微调移动平台3、z轴精密微调升降平台9分别固定在平台本体12上，x轴精密微调移动平台3上固定有高速电机1和无接触测量涡流传感器11；高速电机1的动力输出轴与推力盘4连接；无接触测量涡流传感器11用于测量气膜的厚度，测试前先通过调节x轴精密微调移动平台3使得空气轴承工作面与推力盘4贴合，再调节无接触测量涡流传感器11的探头与推力盘4贴合并固定，之后调节x轴精密微调移动平台3时就可以实时获取气膜的厚度。
28.z轴精密微调升降平台9上固定有直线轴承箱6、压力测力传感器10和转矩测量仪
14，轴承固定座5与直线轴承箱6的一端连接，直线轴承箱6的另一端设有轴向力输出杆8和转矩输出杆7；压力测力传感器10和转矩测量仪14分别对轴向力输出杆8和转矩输出杆7上的力和力矩进行测量；轴承固定座5与推力盘4相对设置，轴承固定座5用于固定待测的动压空气轴承；x轴精密微调移动平台3带动高速电机1和推力盘4在水平方向进行平移，z轴精密微调升降平台9带动直线轴承箱6、轴承固定座5在垂直方向进行平移。
29.作为本发明的一个优选实施例，上述动压空气轴承测试平台还包括数据显示仪表13，数据显示仪表13用于显示高速电机1的转速以及压力测力传感器10、转矩测量仪14和无接触测量涡流传感器11上的数值。
30.作为本发明的一个优选实施例，所述轴承固定座5与直线轴承箱6为可拆卸连接，可通过更换轴承固定座5来固定不同外径的动压空气轴承，实现多型号空气轴承的测试。
31.作为本发明的一个优选实施例，所述高速电机1的转速可以调节。
32.作为本发明的一个优选实施例，所述高速电机1通过固定座2固定在x轴精密微调移动平台3上。
33.优选地，所述固定座2包括底座15、两根固定支架16和固定板17，高速电机1位于底座15上；两根固定支架16的一端固定在底座15上，且两根固定支架16分别位于高速电机1的两侧，固定板17的两侧设有u型孔，两根固定支架16的另一端分别穿过固定板17的两个u型孔后用螺栓进行固定。
34.优选地，所述轴承固定座5与推力盘4同轴设置。所述无接触测量涡流传感器11设置在高速电机1的一侧。所述固定座2是数量为一个或两个。
35.实施例
36.参见图1，一种动压空气轴承测试平台，包括平台本体12、x轴精密微调移动平台3、z轴精密微调升降平台9、推力盘4、数据显示仪表13和轴承固定座5。所述平台本体12为高精度光学平板。
37.x轴精密微调移动平台3、z轴精密微调升降平台9分别固定在平台本体12上的左右两侧。x轴精密微调移动平台3上固定有速度可调的高速电机1和无接触测量涡流传感器11；高速电机1的动力输出轴与推力盘4连接；无接触测量涡流传感器11通过固定块固定在x轴精密微调移动平台3上，用于测量气膜的厚度，测试前先通过调节x轴精密微调移动平台3使得空气轴承工作面与推力盘4贴合，再调节无接触测量涡流传感器11的探头与推力盘4贴合并固定，之后调节x轴精密微调移动平台3时就可以实时获取气膜的厚度。
38.高速电机1带动推力盘4转动。x轴精密微调移动平台3带动高速电机1和推力盘4在水平方向进行平移。
39.z轴精密微调升降平台9上固定有直线轴承箱6、压力测力传感器10和转矩测量仪14，轴承固定座5与直线轴承箱6的一端连接，直线轴承箱6的另一端设有轴向力输出杆8和转矩输出杆7；压力测力传感器10和转矩测量仪14分别对轴向力输出杆8和转矩输出杆7上的力和力矩进行测量；轴承固定座5与推力盘4相对设置，轴承固定座5用于固定待测的动压空气轴承；z轴精密微调升降平台9带动直线轴承箱6、轴承固定座5在垂直方向进行平移。
40.数据显示仪表13用于显示高速电机1的转速、推力盘4与待测的动压空气轴承工作面之间的距离，以及压力测力传感器10、转矩测量仪14和无接触测量涡流传感器11上的数值。所述轴承固定座5与直线轴承箱6为可拆卸连接，可通过更换轴承固定座5来固定不同外
径的动压空气轴承，实现多型号空气轴承的测试。
41.作为本发明的一个优选实施例，所述高速电机1通过固定座2固定在x轴精密微调移动平台3上。所述固定座2包括底座15、两根固定支架16和固定板17，高速电机1位于底座15上；两根固定支架16的一端固定在底座15上，且两根固定支架16分别位于高速电机1的两侧，固定板17的两侧设有u型孔，两根固定支架16的另一端分别穿过固定板17的两个u型孔后用螺栓进行固定。
42.该实施例在实施过程中，先将待测的动压空气轴承固定在轴承固定座5上，轴承工作面与推力盘4相对，通过电机控制器控制高速电机1的转速来控制推力盘4的转数，模拟轴承的转速工作条件。再通过调节x轴精密微调移动平台3水平方向的移动来控制推力盘4与待测轴承工作面的距离，模拟轴承在不同气膜厚度下的工作。通过在数据显示仪表13上监测压力测力传感器10与无接触测量涡流传感器11，得到不同转速、不同气膜厚度的工况下动压空气轴承的承载能力和产生的转矩。
43.可调节z轴精密微调升降平台9的高度来适应不同型号的高速电机1，使得装置可确保待测轴承与推力盘4的同轴度。轴承固定座5与轴向力输出杆8之间是可拆卸的连接结构，可通过更换轴承固定座5来固定不同外径的动压空气轴承，实现多型号空气轴承的测试。
44.以上所述仅为本发明的实施例，并非以此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的系统领域，均同理包括在本发明的保护范围内。