[發明專利]一種箔片氣體軸承綜合實驗臺裝置及實驗方法

在審

• 申請號: 201911283145.6
• 申請日: 2019-12-13
• 公開（公告）號: CN110823573A
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 甘露;李響;唐茂;常海兵;梁為;董興林
• 申請（專利權）人: 中船重工（重慶）西南裝備研究院有限公司
• 主分類號: G01M13/04
• 分類號: G01M13/04
• 代理公司: 重慶啟恒騰元專利代理事務所(普通合伙) 50232
• 代理人: 萬建

本發明涉及箔片氣體軸承載荷加載實驗裝置技術領域，具體公開了一種箔片氣體軸承綜合實驗臺裝置，包括軸向載荷加載單元、徑向載荷加載單元、轉子系統實驗臺主體單元、傳感器單元和底座，所述軸向載荷加載單元、徑向載荷加載單元、轉子系統實驗臺主體單元和傳感器單元與所述底座固定連接，貫穿所述轉子系統實驗臺主體單元設置有轉軸，所述轉軸相對所述轉子系統實驗臺主體單元轉動連接，所述軸向載荷加載單元、徑向載荷加載單元分別給所述轉軸施加軸向與徑向負載。本發明還提供了一種箔片氣體軸承綜合實驗方法，通過改變載荷及氣體介質來研究箔片氣體軸承在不同負載及不同介質環境下的特性。本發明加載過程中無摩擦、振動小，靜態負載穩定可靠，動態負載大小、頻率可控。

技術領域

本發明屬于箔片氣體軸承載荷加載實驗裝置技術領域，具體的涉及一種箔片氣體軸承綜合實驗臺裝置及實驗方法。

背景技術

旋轉機械在各個領域具有重要的應用，隨著中國經濟的不斷增長，旋轉機械設備發展也越來越注重環境影響和能源利用效率。作為旋轉機械設備中的關鍵部件，軸承在能源設備的發展趨勢中起著至關重要的作用。目前常用的軸承類型有油潤滑滑動軸承、滾動軸承、陶瓷軸承、電磁軸承、氣體軸承等。箔片氣體軸承作為軸承行業迅速發展起來的一項高科技產品，它與傳統的滾動軸承或油質滑動軸承相比，具有諸多優勢，如穩定運行時為非接觸支承、摩擦極小、免維護、運動精度高、適應高轉速、適應溫度范圍較廣、無油潤滑、結構更緊湊、成本更低、壽命長等優點,因此在高速支承、低摩擦功耗支承、高精度支承和特殊工況支承領域具有絕對的優勢，被廣泛應用于精密儀器、醫療器械、高速微型動力等民用及航空航天等國防領域,使其在超高速旋轉機械和超精密儀器技術領域更有明顯的優越性。

氣體軸承的研制較為困難，除了體現在產品的設計研究階段，還體現在后期的產品試驗階段，因為試驗過程中箔片氣體軸承安裝在旋轉機械結構中，高速旋轉狀態下不易模擬實際的工作環境，如在轉軸上施加載荷、改變工作介質、實驗數據的采集等諸多問題不易解決。箔片氣體軸承在不同負載情況下的動態特性試驗需要相應的加載裝置，以模擬高速旋轉時的負載情況，完成箔片氣體軸承負載狀態下的特性分析。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種箔片氣體軸承綜合實驗臺裝置及實驗方法，用來研究氣體軸承不平衡響應特性、起飛轉速、臨界轉速特性以及穩定性。該實驗裝置具有以下特點：

1)采用非接觸式電磁載荷對轉子進行載荷加載，加載過程中不會接觸轉子，避免了因接觸產生的摩擦對實驗結果的影響；

2)靜態負載大小穩定、可變，容易控制，且可以在轉子高速運行下加載；

3)在不同轉速下運行時能夠進行動態加載，載荷大小和頻率可調，能夠模擬沖擊載荷等實際工況；

4)多傳感器組合，能夠同時采集徑向箔片氣體軸承與軸向推力軸承的實驗參數；

5)動壓氣體軸承工作環境中的潤滑介質壓力、流量、介質類型可調。為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

本發明首先提出了一種箔片氣體軸承綜合實驗臺裝置，包括軸向載荷加載單元、徑向載荷加載單元、安裝有待測試的箔片氣體軸承的轉子系統實驗臺主體單元、傳感器單元和底座，所述轉子系統實驗臺主體單元內設置有待測試的軸承，所述軸向載荷加載單元、徑向載荷加載單元、轉子系統實驗臺主體單元和傳感器單元與所述底座固定連接，貫穿所述轉子系統實驗臺主體單元設置有轉軸，所述轉軸相對所述轉子系統實驗臺主體單元轉動連接，所述軸向載荷加載單元、徑向載荷加載單元的負載盤與所述轉軸固定連接，所述傳感器單元位于所述徑向載荷加載單元與轉子系統實驗臺主體單元之間。