[發明專利]測試彈性箔片徑向軸承起飛轉速的裝置

無效

• 申請號: 200810017470.3
• 申請日: 2008-02-01
• 公開（公告）號: CN101226103A
• 公開（公告）日: 2008-07-23
• 發明（設計）人: 楊利花;耿海鵬;戚社苗;劉恒;虞烈
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01M13/04
• 分類號: G01M13/04;G01P3/00;G01P3/24;G01P3/44
• 代理公司: 西安慈源有限責任專利事務所
• 代理人: 潘憲曾

技術領域

本發明涉及軸承的性能測試技術領域，尤其涉及一種測試彈性箔片徑向軸承起飛轉速的裝置。

背景技術

起飛轉速是軸頸表面和氣體軸承工作表面間形成完全氣體潤滑的標志，也是動壓氣體軸承的重要指標之一。目前，彈性箔片軸承的性能測試主要是進行承載能力和動特性系數的測試實驗，雖然有些文獻中提到軸承參數和工作條件對軸承起飛轉速有影響，但并沒有給出起飛轉速的測試裝置和識別方法。現有文獻中有些詳細描述了油膜靜壓徑向軸承起飛轉速的測試方法，如：“On?the?lift-off?speed?in?journal?bearings”(刊于《Tribology?Letters》VOL20，NO.3-4，2005.10，P299-305)提出在軸承座上安裝懸臂杠桿機構，在不同靜態載荷和供油溫度下，測量軸承表面和軸頸表面的摩擦系數，通過摩擦系數與轉速的Stribeck曲線判斷軸承的起飛轉速，也就是摩擦系數法。對氣體軸承而言，軸承和軸頸表面間的間隙要比油潤滑軸承的間隙小得多，軸承的工作轉速高達幾萬甚至幾十萬轉，隨著彈性箔片氣體軸承在渦輪機、燃氣輪機等高速旋轉機械中的應用，通過實驗確定其起飛轉速顯得尤為重要。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種測試彈性箔片徑向軸承起飛轉速的裝置，可以進行彈性箔片徑向軸承的起飛轉速測試，并通過摩擦力矩法和位移響應頻譜法識別起飛轉速。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是：一種測試彈性箔片徑向軸承起飛轉速的裝置，包括異步電機1和與之連接的變頻器17，異步電機1通過高速柔性聯軸節2與軸頸7一端連接，軸頸7由滾動軸承6支承，滾動軸承6與油氣潤滑器18相連通，通過油氣潤滑器18對滾動軸承6進行潤滑，滾動軸承6安裝在滾動軸承座4上；被測試徑向軸承13及其徑向軸承套12安裝在軸頸7中間段，徑向軸承13及其徑向軸承套12兩端分別用鋼索14固定在滾動軸承座4上，徑向軸承套12上方與鋼索10的一端相連，通過鋼索10和滑輪8組成一個滑輪杠桿機構在一端用砝碼11對被測試徑向軸承13施加靜載荷；在實驗臺基座16上靠近異步電機1端的位置安裝了一個光電轉速傳感器15測量軸頸7的實際工作轉速。在徑向軸承套12上通過連接一個扭矩臂23，壓力傳感器24安裝在扭矩臂23端部，通過壓力傳感器24測試軸頸7表面和被測試徑向軸承13的頂層箔片20表面間的摩擦力；徑向軸承套12兩側分別成90度安裝有兩個電渦流位移傳感器9，探頭指向相對坐標方向，分別測試軸頸7和被測試徑向軸承13的中心在水平方向和垂直方向的相對徑向位移，并以同一方向的兩個電渦流位移傳感器9的平均值作為徑向相對位移值。

數據采集系統由傳感器25及其放大器26和計算機28組成，傳感器25測得的信號經放大器26放大后經采集卡27采集并輸入計算機28進行存儲，以便進行分析；所說的傳感器25包括光電轉速傳感器15、壓力傳感器24和電渦流位移傳感器9。

本發明的有益效果是：通過電機驅動轉子，并由加載裝置改變軸承的靜態載荷，可以測定不同載荷下的箔片軸承起飛轉速。

附圖說明

下面結合附圖對本發明的結構原理和工作原理作詳進一步詳細說明。

圖1是被測試彈性箔片徑向軸承的結構示意圖。

圖2是本發明測試彈性箔片徑向軸承起飛轉速裝置的結構示意圖。

圖3是本發明測試彈性箔片徑向軸承的傳感器設置示意圖。

圖4是本發明數據采集系統的示意圖。

圖5是摩擦力矩法識別起飛轉速的例圖；其中橫座標表示軸頸7的轉速；縱座標表示軸頸7和頂層箔片20表面間的摩擦力。

圖6是位移響應頻譜法識別起飛轉速的例圖；其中，圖6(a)是起飛前的徑向位移響應頻譜圖；圖6(b)是起飛后的徑向位移響應頻譜圖；橫座標表示頻率；縱座標表示位移響應幅值。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的結構原理及工作原理作進一步詳細說明。

參見圖1，被測試徑向軸承13的結構為：包括試驗軸承座19和軸承箔片22，軸承箔片22由五片頂層箔片20和拱形波箔21構成，五片頂層箔片20和拱形波箔21的一端均焊接在試驗軸承座19上并沿試驗軸承座19內壁面均勻分布，另一端是自由的，光滑的頂層箔片20在預緊力作用下形成圓弧表面，提供軸承的工作表面，拱形波箔21對頂層箔片20提供彈性支承，工作時軸頸7沿從焊接端到自由端的方向旋轉。