[發明專利]動壓徑向氣體軸承箔片靜力學性能測試裝置及測試方法

在審

• 申請號: 202010913250.X
• 申請日: 2020-09-03
• 公開（公告）號: CN111999021A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 張鏡洋;沈萍;徐奔
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01M5/00
• 分類號: G01M5/00;G01N3/00;G01N3/06
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 熊玉瑋

本發明公開了動壓徑向氣體軸承箔片靜力學性能測試裝置及測試方法，屬于測量、測試的技術領域。測試裝置包含針對不同箔片的夾具，利用夾具對平箔片、波箔片或其組合體進行裝夾，通過微分頭進行位移載荷加載，利用載荷傳感器測量加載力獲得單片的平箔片、波箔片加載力隨加載位移變化數據，也可以獲得箔片組合在安裝預緊階段和工作階段的加載力隨加載位移的變化數據，測試經軸承性能檢驗合格的箔片數據作為標準數據，利用待檢測箔片數據與標準數據均方差及分散度差反應動壓徑向軸承箔片靜力學性能。本發明提出的測試裝置及方法可用于動壓徑向軸承箔片靜力學性能模擬測試試驗、工藝改進固化測試試驗、合格性檢驗試驗，提高了測量精度和效率。

技術領域

本發明公開了動壓徑向氣體軸承箔片靜力學性能測試裝置及測試方法，尤其涉及一種用于靜力學狀態下動壓氣體軸承箔片力學性能的檢測方法，屬于測量、測試的技術領域。

背景技術

旋轉機械已被廣泛應用于低溫工程、航空、航天以及國防等領域。軸承作為轉子的主要支承部件，是旋轉機械的關鍵組成部分，其性能的好壞直接影響到旋轉系統的運行質量。因此，如何保證和提高軸承的性能已經成為各領域發展過程中所需要解決的關鍵技術難題之一。

彈性箔片動壓氣體軸承是用氣體作為潤滑介質的一種自作用潤滑軸承，采用彈性支承表面,具有很強的自適應性。軸承工作時,軸承箔片在動態壓力作用下會發生彈性變形。與剛性軸承相比,箔片軸承因其表面的柔性而具有摩擦功耗低、運轉平穩、能在低溫和高溫以及高轉速等極限環境下運轉等優點，這些都是傳統軸承所無法達到的。因此，近年來箔片軸承逐漸成為渦輪壓縮機和渦輪膨脹機等機械中的首選支承部件。

從箔片型動壓氣體軸承研究可知，箔片力學特性和結構參數是決定軸承性能的關鍵參數。要實現該型軸承的產品化，保證箔片靜力學特性的一致性是關鍵。如何快速、準確地檢測生產制造的動壓軸承箔片是否符合標準，無疑是重中之重。

發明內容

本發明的發明目的是針對上述背景技術的不足，提供了動壓徑向氣體軸承箔片靜力學性能測試裝置及測試方法，實現了動壓氣體軸承箔片的靜力學特性測試，解決了軸承箔片靜力學特性無法測試的技術問題。

本發明為實現上述發明目的采用如下技術方案：動壓徑向氣體軸承箔片靜力學性能測試裝置，包括升降工作臺、十字滑臺、測量系統、平箔/波箔夾具、半組合體夾具、組合體夾具，十字滑臺固定在升降工作臺的臺面上，測量系統中的加載機構通過移動副與升降臺的升降機構連接，平箔/波箔夾具、半組合體夾具、組合體夾具到達測試位置后通過與十字滑臺螺栓連接的定位塊限位。

進一步地，升降工作臺包括：升降工作臺旋柄、旋柄、L型固定架、鉆柱、小扭桿、滑軌、升降臺、扭桿、工作臺，升降工作臺旋柄安裝在鉆柱上，升降頭套在鉆柱上并通過扭桿緊固，同時滑軌將升降臺與L型固定架相連，并通過大扭桿緊固；L型固定架頂部與旋柄相連；鉆柱底部與工作臺相連。

進一步地，測量系統包括：數顯微分頭、連接器、載荷傳感器、采集顯示系統、錐形加載頭、固定桿，數顯微分頭與連接器通過螺紋連接；連接器與載荷傳感器通過螺紋孔及螺釘連接；載荷傳感器與錐形加載頭通過螺紋連接；載荷傳感器與采集顯示系統通過導線相連接；采集顯示系統固定在固定桿上，并通過螺栓連接固定在鉆柱上。

進一步地，平箔/波箔夾具、半組合體夾具、組合體夾具通過定位塊和T型凹槽螺栓連接實現與十字滑臺的固定，并實現定位的作用。平箔/波箔夾具可用于平箔/波箔剛度的測量、半組合體夾具可用于半組合體剛度的測量、組合體夾具可用于組合體剛度的測量。

進一步地，平箔/波箔夾具包括平箔/波箔夾具底座、平箔/波箔夾具支撐塊、箔片上壓塊、波箔上壓塊、內六角螺釘，夾具底座上部裝有支撐塊；支撐塊上部通過內六角螺釘與箔片上壓塊和波箔上壓塊相連。

進一步地，半組合體夾具包括半組合體夾具支撐塊、半組合體夾具主軸、內六角螺釘、半組合體夾具底座，夾具底座上部裝有夾具支撐塊；夾具支撐塊上部裝有夾具上壓塊；夾具支撐塊通過內六角螺釘與夾具底座相連。