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专利号: 2017114036801
申请人: 河南科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种动静压气体轴承动态气膜压力测试装置,其特征在于:包括机架(1)、可旋转轴承座(2)、测试轴承(3)、测试主轴(4)、电磁加载装置(5)以及信息采集系统,所述信息采集系统包括转角传感器(8)、压力传感器(12)、转接模块(13)、数据采集卡(14)和工控计算机(15),所述可旋转轴承座(2)通过两个轴承座支承轴承(6)水平设置在机架(1)上,机架(1)上设置有可防止轴承座转动的限位组件(7)以及可检测可旋转轴承座(2)角位移的转角传感器(8),可旋转轴承座(2)上安装有两个测试轴承(3),测试主轴(4)通过两个测试轴承(3)进行支承并与涡轮驱动装置(9)传动连接,涡轮驱动装置(9)和测试轴承(3)分别连接至供气系统(10),且涡轮驱动装置(9)和测试轴承(3)与供气系统(10)之间的供气管路上均设置有控制阀(11),所述测试轴承(3)上设置有引气孔,可旋转轴承座(2)对应两个测试轴承(3)的引气孔处分别设置有测试孔,测试孔处设置有与压力传感器(12)相连的引气管,所述电磁加载装置(5)设置在测试主轴(4)的正下方,转角传感器(8)和两个压力传感器(12)采集的信号依次经过转接模块(13)和数据采集卡(14)输入至工控计算机(15)进行处理。

2.如权利要求1所述的一种动静压气体轴承动态气膜压力测试装置,其特征在于:所述轴承座支承轴承(6)为滚动轴承。

3.如权利要求1所述的一种动静压气体轴承动态气膜压力测试装置,其特征在于:所述限位组件(7)为穿设在机架(1)上的紧固螺栓,紧固螺栓旋设在机架(1)的螺纹通孔内,且紧固螺栓的头端朝向可旋转轴承座(2)的外壁设置。

4.如权利要求1所述的一种动静压气体轴承动态气膜压力测试装置,其特征在于:所述转角传感器(8)为非接触式转角传感器,压力传感器(12)为高频动态压力传感器。

5.如权利要求1所述的一种动静压气体轴承动态气膜压力测试装置,其特征在于:所述测试轴承(3)的引气孔设置在其两排节流孔之间的位置。

6.一种动静压气体轴承动态气膜压力测试方法,其特征在于:利用权利要求1所述装置进行测试,具体包括以下步骤:

步骤一:制定测试工况,启动电磁加载装置,对测试主轴施加重力方向的载荷,在测试过程中,加载载荷的大小及方向均保持不变;

步骤二:旋转可旋转轴承座,使测试孔位于最下端,通过限位组件将可旋转轴承座固定,防止其转动,设定此时的转角传感器角位移为0度,压力传感器测试位置即为初始测试位置;

步骤三:启动供气系统,调节气体轴承供气控制阀使气体轴承供气压力达到预设工况,此时,测试主轴悬浮起来,再调节涡轮供气控制阀,稳定提高供气压力使测试主轴逐渐达到预设转速;

步骤四:观察工控计算机对转轴沿轴承周向运动轨迹的实时显示,根据测试需求选取转子某一运行状态作为气膜压力测试起始时间,并在同一时刻对轴承座的角位移和气膜动态压力值进行采集,多次匀速转动轴承座后获取多组气膜压力-轴承座角位移-时间的数据;

步骤五:在工控计算机保存好测试数据之后,关闭涡轮供气控制阀,停止为主轴提供驱动力,逐渐降低测试轴承供气压力,直至关闭轴承供气压力控制阀,关闭电磁加载装置和供气系统,断开电源,针对要分析的问题,利用工控计算机内保存的测试数据处理得到测试结果。

7.如权利要求6所述的一种动静压气体轴承动态气膜压力测试方法,其特征在于:所述步骤一中制定的测试工况包括轴承供气压力、涡轮供气压力、偏心率、数据采集率以及数据存储路径。