[發明專利]用于空氣靜壓軸承的試驗系統及其試驗方法

在審

• 申請號: 202010013048.1
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111076932A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 陳萬群;王斌;霍德鴻;丁輝
• 申請（專利權）人: 江蘇集萃精凱高端裝備技術有限公司
• 主分類號: G01M13/04
• 分類號: G01M13/04
• 代理公司: 蘇州威世朋知識產權代理事務所(普通合伙) 32235
• 代理人: 劉振龍

本發明提供一種用于空氣靜壓軸承的試驗系統及其試驗方法，底座，在底座上設置有支架和滑臺；支架中朝向滑臺的一側設置有沿豎直平面延伸的止推板；滑臺的上側設置有滑塊，滑臺能夠驅動滑塊做靠近或遠離止推板的運動；滑塊朝向止推板的一側面平行于豎直平面、且設置有開口正對止推板的凹部，凹部的底面平行于豎直平面，在凹部的底面設置有第一氣壓計；凹部位于止推板的轉軸的上方；滑塊上還設置有供氣裝置，供氣裝置的出氣口設置于凹部的底面，供氣裝置還設置有用于連接氣源的進氣口、以及測量進氣口的氣壓的第二氣壓計；滑塊上還設置有用于測量側面與止推板之間的水平距離的測距裝置。該實驗系統能夠模擬一個空氣靜壓軸承。

技術領域

本發明涉及空氣靜壓軸承技術領域，尤其涉及一種用于空氣靜壓軸承的試驗系統及其試驗方法。

背景技術

空氣靜壓軸承是利用氣膜支承載荷來減少摩擦的機械構件，具有速度高、精度高、低摩擦、耐高低溫及輻射、清潔環保、壽命長和結構簡單等優點，主要應用于超高速、超精密和低摩擦低功耗支承等技術領域，轉速可高達幾十萬轉每分鐘。

圖1示出了空氣靜壓軸承的結構圖，包括：主軸轉子11、徑向軸承12、軸承外殼13、徑向軸承進氣口14、止推軸承15和止推軸承進氣口16，主軸轉子11連接電機并由其帶動，具有一定壓力的氣體分別通過徑向軸承進氣口14和止推軸承進氣口16流入節流孔和氣腔，因此，在主軸轉子11和軸承外殼13內壁間形成一層氣膜，將主軸轉子11支撐，實現主軸轉子11運轉的“零摩擦”運動。徑向軸承12和止推軸承15分別承載并限制主軸轉子11的徑向運動和軸向運動。

這里，如圖1所示，止推軸承15是在一個腔室17中轉動，止推軸承進氣口16從腔室17的第一側壁向該腔室17中噴出空氣，可以理解的是，該止推軸承15與第一側壁之間距離，以及止推軸承進氣口16所噴出空氣的氣壓都會影響到該空氣靜壓軸承的正常工作。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于空氣靜壓軸承的試驗系統及其試驗方法。

為了實現上述發明目的之一，本發明一實施方式提供一種用于空氣靜壓軸承的試驗系統，包括：底座，在所述底座的上表面相對設置有支架和滑臺；所述支架中朝向所述滑臺的一側設置有沿豎直平面延伸的止推板；所述滑臺的上側設置有滑塊，所述滑臺能夠驅動所述滑塊做靠近或遠離所述止推板的運動；所述滑塊朝向所述止推板的一側面平行于所述豎直平面、且設置有開口正對所述止推板的凹部，所述凹部的底面平行于所述豎直平面，在所述凹部的底面設置有第一氣壓計；所述凹部位于所述止推板的轉軸的上方；所述滑塊上還設置有供氣裝置，所述供氣裝置的出氣口設置于所述凹部的底面，所述供氣裝置還設置有用于連接氣源的進氣口、以及測量進氣口的氣壓的第二氣壓計；所述滑塊上還設置有用于測量所述側面與所述止推板之間的水平距離的測距裝置。

作為本發明一實施方式的進一步改進，所述支架中遠離所述滑臺的一側設置有步進電機，所述步進電機的轉子沿水平方向穿過所述支架且所述轉子固定連接到所述止推板。

作為本發明一實施方式的進一步改進，所述測距裝置包括：光柵尺讀數頭和光柵尺。

作為本發明一實施方式的進一步改進，所述供氣裝置包括：在水平方向上貫穿所述滑塊的通孔，所述通孔與所述凹部相連通的一端為出氣口、另一端為進氣口，在所述通孔中設置有節流器，所述節流器與所述通孔相配合。

本發明實施例還提供了一種用于空氣靜壓軸承的試驗方法，包括以下步驟：獲取待測試的空氣靜壓軸承的中的凹部在上下方向上的長度L、在前后方向上的平均寬度和目的表壓比值；提供一上述的試驗系統，所述試驗系統中的進氣口連接氣源；所述試驗系統中的凹部上下方向上的長度為L，在前后方向上的平均寬度為控制所述氣源提供空氣，接收第一氣壓計所獲取到的第一氣壓值P_o、以及第二氣壓計所獲取到的第二氣壓值P_s；在獲取測距裝置所得到距離h，且h和P_s符合要求；其中，P_a為大氣壓，預設閥值0。