[實用新型]一種水下零件的高速旋轉工況模擬裝置

有效

• 申請號: 201720907225.4
• 申請日: 2017-07-25
• 公開（公告）號: CN207036406U
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 董皓;方舟;趙曉龍;盧志偉;胡亞輝
• 申請（專利權）人: 西安工業大學
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司61114
• 代理人: 黃秦芳

技術領域

本實用新型屬于航海水下測試技術領域，尤其涉及一種水下零件的高速旋轉工況模擬裝置。

背景技術

模擬水下零件在高速旋轉時的實際工作狀態是航海水下測試技術領域重要的研究課題。當前，水下零件的高速旋轉測試大多使用傳統的軸承轉子結構提供轉動環境，如何為水下模擬回轉測試裝置提供有效的潤滑支撐，是軸承應用的重要問題。現有技術中應用的水下模擬回轉測試裝置主要依靠油脂來潤滑軸承，這種支撐形式結構簡單易用，成本低廉，技術成熟。然而，隨著模擬轉速的升高，傳統的油脂潤滑軸承將不能夠滿足轉速的需求，且轉速體提高引起的發熱問題無法解決，極大的影響了系統工作的效率和測試裝置的使用壽命。同時，由于油脂潤滑軸承需要供油系統，使得測試系統的結構和日常維護相對復雜，也增加了測試裝置的制造成本和系統重量。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種水下零件的高速旋轉工況模擬裝置，克服現有技術中水下模擬回轉測試裝置采用油脂潤滑支撐所帶來的技術缺點。

為了解決上述問題，本實用新型的技術方案為：

一種水下零件的高速旋轉工況模擬裝置，包括底座，在所述底座上端面同軸設置獨立的左氣浮支撐系統和右氣浮支撐系統，左氣浮支撐系統和右氣浮支撐系統之間留有間隙，在左氣浮支撐系統和右氣浮支撐系統的中軸位置穿設空心軸，空心軸與左氣浮支撐系統和右氣浮支撐系統之間均構成充滿氣體的氣膜間隙，空心軸在左氣浮支撐系統和右氣浮支撐系統的氣體支撐下懸浮；所述空心軸內設置有測試液體和測試零件，空心軸兩端設有開口，開口外通過密封件密封；空心軸在左氣浮支撐系統和右氣浮支撐系統間隙處套設同步帶輪，同步帶輪外接電機。

優選的，所述的左氣浮支撐系統與右氣浮支撐系統結構相同，均包括氣浮徑向軸承支撐基座、氣浮徑向軸承、氣浮止推軸承支撐架和氣浮止推軸承；氣浮徑向軸承通過氣浮徑向軸承支撐基座固定在底座上，氣浮止推軸承通過氣浮止推軸承支撐架固定在底座上，氣浮止推軸承設置在氣浮徑向軸承內側起空心軸的軸向定位作用。

優選的，所述的氣浮徑向軸承包括軸承內圈和套設在軸承內圈外的軸承外圈，軸承外圈外壁設置有入氣孔，在軸承內圈內壁的前、后段開設有一對環形均壓槽，兩個環形均壓槽之間設置有多條直線均壓槽，環形均壓槽和直線均壓槽內均等間隔設置有多個節流孔，多個節流孔內均設置有節流嘴，多個節流孔均與入氣孔連通，軸承內圈內壁與空心軸外壁之間構成充滿氣體的氣膜間隙。

優選的，所述的入氣孔內設置有徑向阻尼塞。

優選的，所述的軸承內圈采用鈦材料制成。

優選的，所述的測試液體為水。

優選的，所述的密封件為迷宮密封裝置。

本實用新型的有益效果：

1. 本實用新型的氣浮支撐系統可以提供極高的徑向和軸向旋轉精度，由于沒有機械接觸，將空心軸的磨損程度降到了最低，從而確保旋轉精度始終保持穩定；

2. 本實用新型氣浮徑向軸承內部氣膜與空心軸之間的剪切力低，能夠在為空心軸提供極高轉速的同時，將動力損失降到最低，產生的熱量極小，使得氣浮徑向軸承能夠以極高的表面速度運行；

3. 本實用新型采用氣浮徑向軸承的氣膜支撐結構形式，避免了傳統測試裝置復雜的供油潤滑系統，結構簡單，使用維護方便，可以模擬水下零件在高速旋轉時的實際工作狀態，具有廣闊的發展前景。

附圖說明

圖1為本實用新型整體結構示意圖；

圖2為本實用新型氣浮徑向軸承的結構示意圖；

圖3為圖2的A-A側剖視圖；

圖中，1-密封件，2-氣浮徑向軸承支撐基座，3-氣浮徑向軸承，4-氣浮止推軸承支撐架，5-氣浮止推軸承，6-同步帶輪，7-空心軸，8-底座，9-軸承外圈，10-軸承內圈，11-入氣孔，12-節流孔，13-環形均壓槽，14-直線均壓槽。

具體實施方式

本實用新型的原理是在氣浮徑向軸承3與空心軸7的間隙流道處，利用外部供氣壓力使氣體在空心軸7與氣浮徑向軸承3之間產生氣膜間隙，為空心軸7提供潤滑和支撐，將空心軸7懸浮起來，其具有無摩擦、高轉速、高剛度、高精度、無需潤滑油等優點，應用于水下模擬回轉測試裝置中，模擬水下零件在高速旋轉時的實際工作狀態。