[發(fā)明專利]錐形氣浮軸承軸向承載力測(cè)試裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310124936.0
• 申請(qǐng)日: 2013-04-10
• 公開（公告）號(hào): CN103323240A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 單曉杭;周海清;孫建輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M13/04
• 分類號(hào): G01M13/04
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務(wù)所有限公司 33241
• 代理人: 王利強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氣浮軸承測(cè)試領(lǐng)域，尤其是一種錐形氣浮軸承軸向承載力測(cè)試裝置。

背景技術(shù)

隨著科技的發(fā)展，常采用氣體潤滑代替普通的機(jī)械潤滑，氣浮軸承就是將高壓氣體引入相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體間隙內(nèi)形成氣膜，避免直接接觸實(shí)現(xiàn)無摩擦運(yùn)動(dòng)。

氣浮軸承作為滑動(dòng)軸承的一個(gè)新類型，具有速度高、精度高、功耗低、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。氣浮軸承不僅可以實(shí)現(xiàn)軸向的轉(zhuǎn)動(dòng)，也能應(yīng)用于軸向的移動(dòng)，根據(jù)其應(yīng)用領(lǐng)域的不同有多種分類。由于氣浮軸與氣浮套之間的氣膜很薄，所以對(duì)部件加工精度要求很高，因此氣浮軸承也存在承載小，剛度低、可靠性差等缺點(diǎn)，為滿足工業(yè)領(lǐng)域?qū)飧≥S承的要求，需要對(duì)氣浮軸承進(jìn)行各項(xiàng)性能測(cè)試，以檢驗(yàn)氣浮軸承是否符合加工要求，如申請(qǐng)?zhí)枮?01010180373.3的“一種靜壓氣浮軸承的性能檢測(cè)裝置”就提出了一種可以檢測(cè)不同幾何形狀靜壓氣浮軸承在不同供氣壓力和不同氣膜厚度下，軸承的承載能力和剛度以及軸承內(nèi)氣體的壓力分布；申請(qǐng)?zhí)枮?01010530570.3的“氣浮軸承的剛度測(cè)試裝置”可測(cè)試單個(gè)氣浮軸承的剛度和組合氣浮軸承的剛度。但是這兩種測(cè)試裝置都只能測(cè)試出靜態(tài)時(shí)兩氣浮面間氣膜的承載能力。

對(duì)于一種錐形氣浮無摩擦氣缸，氣浮平面呈錐形，氣膜間的作用力分解為沿徑向方向和軸向方向，因此，錐形氣浮軸承可防止氣浮軸的軸向竄動(dòng)，但氣膜的承載能力是有限的，因此需要對(duì)氣浮軸承的軸向承載能力進(jìn)行測(cè)試，目前行業(yè)內(nèi)沒有一種可行的、適用于錐形氣浮軸承軸向承載力測(cè)試裝置和測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)錐形氣浮軸承的抗側(cè)向能力測(cè)試的不足，本發(fā)明提供一種力的加載機(jī)構(gòu)與氣浮軸承不直接接觸、動(dòng)態(tài)檢測(cè)、操作方便的錐形氣浮軸承軸向承載力測(cè)試裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種錐形空氣軸承軸向承載力測(cè)試裝置，包括電磁鐵、力傳感器、鐵磁體、移動(dòng)橫梁、支架和底座，所述錐形氣浮軸承固定放置在底座上，所述鐵磁體套裝在錐形氣浮軸的上端，所述電磁鐵安裝在移動(dòng)橫梁上，且所述電磁鐵位于錐形氣浮軸的上方，所述電磁鐵的安裝位置與錐形氣浮軸同心，所述電磁鐵與移動(dòng)橫梁之間安裝有力傳感器，所述支架豎直固定在底座上，所述移動(dòng)橫梁與支架固定連接。

進(jìn)一步，所述支架上設(shè)有供移動(dòng)橫梁調(diào)整上下位置的調(diào)節(jié)孔。

再進(jìn)一步，所述鐵磁體為生鐵頭。也可以采用其他能夠被磁鐵所吸住的鐵磁體。

本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為：錐形氣浮軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)候不引入其他外力，通過電磁鐵產(chǎn)生磁場(chǎng)作用在生鐵環(huán)上，給錐形氣浮軸頂端施加了一個(gè)沿其軸向方向的力，電磁鐵與錐形氣浮軸之間不相互接觸，不影響錐形氣浮軸的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。通過調(diào)節(jié)電磁鐵線圈電流的大小來慢慢增加作用在氣浮軸上力的大小，調(diào)節(jié)范圍大、精度高。

本方案利用了磁力原理來實(shí)現(xiàn)，所述鐵磁體是指在磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生與外磁場(chǎng)相同的強(qiáng)烈的附加磁場(chǎng)的物質(zhì)，所述鐵磁體包括鐵鈷鎳等，其能夠被電磁鐵產(chǎn)生的磁力后吸引，所述帶線圈的電磁鐵能夠通過改變通入電流的大小來改變磁力的大小。

此測(cè)試裝置僅適用于鋁合金材料等不受電磁鐵影響的錐形氣浮軸承。

本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在：力的加載機(jī)構(gòu)與氣浮軸承不直接接觸、動(dòng)態(tài)檢測(cè)、操作方便。

附圖說明

圖1是錐形氣浮軸承軸向承載力測(cè)試裝置的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

參照?qǐng)D1，一種錐形空氣軸承軸向承載力測(cè)試裝置，包括電磁鐵5、力傳感器6、鐵磁體4、移動(dòng)橫梁7、支架8、底座1。所述錐形氣浮軸承固定放置在底座1上，所述鐵磁體4套裝在錐形氣浮軸3的上端，所述電磁鐵5通過移動(dòng)橫梁7固定在錐形氣浮軸3的上方，所述電磁鐵5的安裝位置與錐形氣浮軸3同心，所述電磁鐵5與移動(dòng)橫梁7之間安裝有力傳感器6，所述支架8豎直固定在底座1上，所述移動(dòng)橫梁7通過螺栓與支架8固定。

進(jìn)一步，所述支架上設(shè)有供移動(dòng)橫梁調(diào)整上下位置的調(diào)節(jié)孔。所述移動(dòng)橫梁7可在支架8上調(diào)整位置。

再進(jìn)一步，所述鐵磁體4為生鐵頭。也可以采用其他能夠被磁鐵所吸住的鐵磁體。

本實(shí)施例的工作過程為：給錐形氣浮軸承供氣，旋轉(zhuǎn)錐形氣浮軸3使其以一定速度轉(zhuǎn)動(dòng)，給電磁鐵5供電并持續(xù)增加電流，所述電磁鐵5通過磁場(chǎng)的作用給錐形氣浮軸3施加了一個(gè)沿其軸向方向的力，隨著電流的不斷增加作用在錐形氣浮軸頂端的力也不斷的增加，當(dāng)達(dá)到極限時(shí)錐形氣浮軸3卡停在錐形氣浮套2內(nèi)并記錄下此時(shí)力傳感器6的數(shù)值，從而獲得錐形氣浮軸承在當(dāng)前通入氣壓下的最大軸向承載力。

此測(cè)試裝置僅適用于鋁合金材料等不受電磁鐵影響的錐形氣浮軸承。