一种径向动压空气轴承的性能测试设备的制作方法

1.本发明涉及空气轴承测试技术领域，具体涉及一种径向动压空气轴承的性能测试设备。


背景技术：

2.空气轴承是指使用气体作为润滑剂的滑动轴承，空气轴承的精度高，使用寿命长，空气轴承尤其适用于对环境要求高的工况；空气轴承的性能测试设备是对空气轴承的性能检测的设备，如：动压稳定性、轴系振动轴系刚度、空气轴承支撑力等。
3.申请号为202210023377.3的中国专利揭示了一种动压空气轴承测试平台，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分别固定在平台本体上，x轴精密微调移动平台上固定有高速电机；高速电机的动力输出轴与推力盘连接；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；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。本发明的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.然而，申请号为202210023377.3的中国专利测试手段较为简单，不能对空气轴承施加负载。
5.因此，有必要提供一种新的技术方案以克服上述缺陷。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种可有效解决上述技术问题的径向动压空气轴承的性能测试设备。
7.为达到本发明之目的，采用如下技术方案：
8.一种径向动压空气轴承的性能测试设备，包括：
9.动力源；安装于动力源上的主轴；安装于所述主轴上的静压轴承，对静压轴承以及动力源进行支撑与固定的固定组件，所述主轴的端部安装有空气轴承；
10.所述空气轴承的外部安装有负载组件，所述固定组件上安装有对测量所述空气轴承位移的位移传感器以及测量空气轴承受力的压力传感器。
11.进一步的：所述固定组件包括：安装于所述动力源的第一固定环，安装于所述所述第一固定环上的第二固定环，安装于所述第二固定环上的第三固定固定环，所述第三固定环的一端与静压轴承接触。
12.进一步的：所述固定组件安装于所述底盘上，所述底盘上安装有杠杆表。
13.进一步的：所述静压轴承沿所述主轴设有调节所述静压轴承位置的位置调节件。
14.进一步的：所述位置调节件为垫片。
15.进一步的：所述动力源为可编程的电机。
16.进一步的：所述第三固定环与静压轴承的配合孔为一刀工序组合加工形成。
17.进一步的：所述第一固定环与所述动力源的配合孔为一刀工序组合加工形成。
18.进一步的：所述负载组件包括固定安装于所述空气轴承外部的安装环，所述安装环上一体连接连接负载的有连接部。
19.进一步的：所述连接部的竖直向上或者竖直向下。
20.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明径向动压空气轴承的性能测试设备，空气轴承测量时为悬空状态，在不同转速及负载下可以自行达到平衡状态以便测试，测试的结果更加准确，通过所述位移传感器可以测试出空气轴承的位移情况，以此得出空气轴承相对于主轴的震动位移情况；所述压力传感器在静止时检测空气轴承的受力情况，而后在达到额定转速时检测空气轴承的受力情况，以此测出主轴旋转时的扭矩。
附图说明
21.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
22.图1为本发明径向动压空气轴承的性能测试设备的轴测图。
23.图2为本发明径向动压空气轴承的性能测试设备的剖视图。
24.图中：1、动力源，2、主轴，3、静压轴承，4、空气轴承，5、第一固定环，6、第二固定环，7、第三固定环，8、底盘，9、安装环，10、连接部。
具体实施方式
25.为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。
26.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明保护范围的限制。当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
27.如图1至图2所示，本发明径向动压空气轴承的性能测试设备，包括：
28.动力源1：所述动力源1为可编程的电机，如伺服电机等，可以控制动力源1的转速，使其达到测试时的转速；安装于动力源1上的主轴2；安装于所述主轴2上的静压轴承3，所述静压轴承3为常见的静压轴承3，对静压轴承3以及动力源1进行支撑与固定的固定组件，所述主轴2的端部安装有空气轴承4，使得空气轴承4呈悬空状态，方便测试；所述空气轴承4的外部安装有负载组件，所述固定组件上安装有对测量所述空气轴承4位移的位移传感器以及测量空气轴承4受力的压力传感器。
29.所述固定组件包括：安装于所述动力源1的第一固定环5，安装于所述所述第一固定环5上的第二固定环6，安装于所述第二固定环6上的第三固定固定环，所述第三固定环7的一端与静压轴承3接触。
30.所述位移传感器以及压力传感器的安装位置可以按照实际需要进行设置，所述位移传感器与所述压力传感器的型号可以按照需要进行选择；通过所述位移传感器可以测试出空气轴承4的位移情况，以此得出空气轴承4相对于主轴2的震动位移情况；所述压力传感器在静止时检测空气轴承4的受力情况，而后在达到额定转速时检测空气轴承4的受力情况，以此测出主轴2旋转时的扭矩。
31.所述固定组件安装于所述底盘8上，所述底盘8上安装有杠杆表，所述杠杆表用于监测底盘8的振动，以此检测同轴跳动，而且可以更换第一固定环5测试同轴度的最大值。
32.所述静压轴承3沿所述主轴2设有调节所述静压轴承3位置的位置调节件；所述位置调节件为垫片，通过改变所述静压轴承3的相对位置，探究在相同条件的轴系中，静压位置的改变对于整个轴系运动情况的影响。
33.所述第三固定环7与静压轴承3的配合孔为一刀工序组合加工形成；所述第一固定环5与所述动力源1的配合孔为一刀工序组合加工形成，且所述第一固定环5、所述第二固定环6、所述第三固定环7的配合较为精密，使得本发明有较高的同轴度配合。
34.所述负载组件包括固定安装于所述空气轴承4外部的安装环9，所述安装环9上一体连接连接负载的有连接部10，所述连接部10的竖直向上或者竖直向下，即负载组件可以竖直向下施加拉力，亦可以施加压力，探究不同负载在，空气轴承4的承载力。
35.本发明空气轴承4呈呈受力平衡状态，方便测试，测试的结果更加准确，通过所述位移传感器可以测试出空气轴承4的位移情况，以此得出空气轴承4相对于主轴2的震动位移情况；所述压力传感器在静止时检测空气轴承4的受力情况，而后在达到额定转速时检测空气轴承4的受力情况，以此测出主轴2旋转时的扭矩。
36.所述杠杆表用于监测底盘8的振动，以此检测同轴跳动，而且可以更换第一固定环5测试同轴度的最大值。
37.通过改变所述静压轴承3的相对位置，探究在相同条件的轴系中，静压位置的改变对于整个轴系运动情况的影响。
38.负载组件可以竖直向下施加拉力，亦可以施加压力，探究不同负载条件在，空气轴承4的承载力。
39.本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述，本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
40.应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

技术特征：
1.一种径向动压空气轴承的性能测试设备，其特征在于：包括：动力源(1)；安装于动力源(1)上的主轴(2)；安装于所述主轴(2)上的静压轴承(3)，对静压轴承(3)以及动力源(1)进行支撑与固定的固定组件，所述主轴(2)的端部安装有空气轴承(4)；所述空气轴承(4)的外部安装有负载组件，所述固定组件上安装有对测量所述空气轴承(4)位移的位移传感器以及测量空气轴承(4)受力的压力传感器。2.如权利要求1所述的径向动压空气轴承的性能测试设备，其特征在于：所述固定组件包括：安装于所述动力源(1)的第一固定环(5)，安装于所述第一固定环(5)上的第二固定环(6)，安装于所述第二固定环(6)上的第三固定固定环，所述第三固定环(7)的一端与静压轴承(3)接触。3.如权利要求1所述的径向动压空气轴承的性能测试设备，其特征在于：所述固定组件安装于所述底盘(8)上，所述底盘(8)上安装有杠杆表。4.如权利要求1至3任一所述的径向动压空气轴承的性能测试设备，其特征在于：所述静压轴承(3)沿所述主轴(2)设有调节所述静压轴承(3)位置的位置调节件。5.如权利要求4所述的径向动压空气轴承的性能测试设备，其特征在于：所述位置调节件为垫片。6.如权利要求4所述的径向动压空气轴承的性能测试设备，其特征在于：所述动力源(1)为可编程的电机。7.如权利要求4所述的径向动压空气轴承的性能测试设备，其特征在于：所述第三固定环(7)与静压轴承(3)的配合孔为一刀工序组合加工形成。8.如权利要求4所述的径向动压空气轴承的性能测试设备，其特征在于：所述第一固定环(5)与所述动力源(1)的配合孔为一刀工序组合加工形成。9.如权利要求1所述的径向动压空气轴承的性能测试设备，其特征在于：所述负载组件包括固定安装于所述空气轴承(4)外部的安装环(9)，所述安装环(9)上一体连接连接负载的有连接部(10)。10.如权利要求9所述的径向动压空气轴承的性能测试设备，其特征在于：所述连接部(10)的竖直向上或者竖直向下。

技术总结
本发明涉及空气轴承测试技术领域，具体涉及一种径向动压空气轴承的性能测试设备，包括：动力源；安装于动力源上的主轴；安装于主轴上的静压轴承，对静压轴承以及动力源进行支撑与固定的固定组件，主轴的端部安装有空气轴承；空气轴承的外部安装有负载组件，固定组件上安装有对测量空气轴承位移的位移传感器以及测量空气轴承受力的压力传感器。本发明中，空气轴承呈悬空状态，方便测试，测试的结果更加准确，通过所述位移传感器可以测试出空气轴承的位移情况，以此得出空气轴承相对于主轴的震动位移情况；所述压力传感器在静止时检测空气轴承的受力情况，而后在达到额定转速时检测空气轴承的受力情况，以此测出主轴旋转时的扭矩。矩。矩。


技术研发人员：刘津成 姜鑫平 郭万军 周雷 王思捷
受保护的技术使用者：江苏恒军动力科技有限公司
技术研发日：2023.06.16
技术公布日：2023/10/6