[發(fā)明專利]一種分段軸式氣體曲面靜壓節(jié)流器氣膜參數(shù)測量裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011514586.5
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112629809A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉雨航;李東升;沈小燕;禹靜;尹健龍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國計(jì)量大學(xué)
• 主分類號: G01M9/06
• 分類號: G01M9/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種分段軸式氣體曲面靜壓節(jié)流器氣膜參數(shù)測量裝置及方法，能夠?qū)崿F(xiàn)對不同半徑曲面節(jié)流器氣膜微流場參數(shù)自動進(jìn)行三維掃描采集。本發(fā)明包括：曲面節(jié)流器、溫度傳感器、壓力傳感器、曲面工作臺、分段光軸、測量底座、支撐柱、底座、氣膜厚度調(diào)控機(jī)構(gòu)、鎖緊塊、聯(lián)軸器、轉(zhuǎn)動電機(jī)、軸承座、連接板、縱向調(diào)整導(dǎo)軌、橫向進(jìn)給導(dǎo)軌。本發(fā)明針對不同半徑的曲面氣體靜壓節(jié)流器，只需更換不同的鎖緊塊與曲面工作臺即可，具有很高的適用性。采用分段光軸的設(shè)計(jì)，減小了溫度壓力傳感器的長度限制，使傳感器的可選擇面更廣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氣體靜壓潤滑領(lǐng)域，具體的說是一種分段軸式氣體曲面靜壓節(jié)流器氣膜參數(shù)測量裝置。

背景技術(shù)

氣體靜壓潤滑技術(shù)由于有著重復(fù)利用率高、清潔無污染的優(yōu)點(diǎn)，近代以來廣泛使用于軸承技術(shù)中的潤滑裝置，在航空航天、醫(yī)療服務(wù)、電子技術(shù)、海洋工程以及核能發(fā)展等行業(yè)。目前，氣體靜壓潤滑領(lǐng)域存在著剛度與穩(wěn)定性差、承載能力小的技術(shù)難題，為了研究與解決這些問題，許多專家與學(xué)者對氣體靜壓氣膜流場進(jìn)行研究。

就目前現(xiàn)狀而言，對于氣體靜壓氣膜流場的研究多采用流體仿真軟件進(jìn)行仿真分析的方法，但仿真數(shù)據(jù)具有一定的理想局限性，不能真實(shí)地反映出氣膜流場的參數(shù)分布。而氣體靜壓節(jié)流器氣膜參數(shù)的測量設(shè)備國內(nèi)目前十分稀缺，只有極少數(shù)高校具有針對平面氣膜參數(shù)的測量裝置設(shè)備，對于曲面節(jié)流器氣膜參數(shù)的測量，還未有技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)全局測量的裝置設(shè)備。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對不同半徑的曲面節(jié)流器氣膜微流場壓力、溫度參數(shù)的自動化測量，且采用分段光軸的設(shè)計(jì)，增加了傳感器的安裝空間，擴(kuò)大了傳感器的可選擇范圍。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對目前氣體靜壓潤滑技術(shù)研究現(xiàn)狀，提供了一種分段光軸式的可拆卸氣體曲面靜壓節(jié)流器氣膜參數(shù)擺動測量裝置。

本發(fā)明包括包括曲面轉(zhuǎn)動測量機(jī)構(gòu)、二維導(dǎo)軌、氣膜厚度調(diào)控結(jié)構(gòu)、支撐柱和底座；

所述的曲面轉(zhuǎn)動測量機(jī)構(gòu)包括曲面工作臺、溫度傳感器、壓力傳感器、分段光軸、測量底座、鎖緊塊、聯(lián)軸器、轉(zhuǎn)動電機(jī)、軸承座；所述的曲面轉(zhuǎn)動測量機(jī)構(gòu)通過測量底座與連接板連接固定于二維導(dǎo)軌上；

所述的曲面工作臺為可拆卸式結(jié)構(gòu)，其內(nèi)圓柱面與分段光軸相吻合，通過螺絲與鎖緊塊連接固定在分段光軸上；所述的曲面工作臺外圓柱面為其測量面，與曲面節(jié)流器工作面相吻合，測量面長度在曲面節(jié)流器兩到三倍之間，測量面角度應(yīng)為曲面節(jié)流器曲面角度兩倍以上；所述的曲面工作臺底部向內(nèi)挖空并開有兩螺紋孔，用于傳感器的安裝；

所述的分段光軸為兩個具有相同半徑的光軸分別安裝于兩軸承座，具有高度一致的同軸度與圓柱度，并分別與所述的曲面工作臺兩端通過螺絲與鎖緊塊連接；

所述的二維導(dǎo)軌包括橫向進(jìn)給導(dǎo)軌和縱向調(diào)整導(dǎo)軌；測量時(shí)，橫向進(jìn)給導(dǎo)軌配合曲面轉(zhuǎn)動測量機(jī)構(gòu)共同完成曲面節(jié)流器氣膜的測量路徑。縱向調(diào)整導(dǎo)軌用于調(diào)整曲面轉(zhuǎn)動測量機(jī)構(gòu)的縱向位置；

所述的氣膜厚度調(diào)控機(jī)構(gòu)用于調(diào)整曲面節(jié)流器與曲面工作臺之間的間隙大小從而調(diào)整氣膜厚度；所述的支撐柱和底座對整個裝置進(jìn)行支撐與承載。

本發(fā)明的工作流程是：開啟電源，上位機(jī)給縱向調(diào)整導(dǎo)軌電機(jī)發(fā)送脈沖信號，控制導(dǎo)軌移動，調(diào)整曲面轉(zhuǎn)動測量機(jī)構(gòu)的縱向位置；上位機(jī)給橫向進(jìn)給導(dǎo)軌發(fā)送脈沖信號，調(diào)整初始位置；上位機(jī)給轉(zhuǎn)動電機(jī)發(fā)送脈沖信號，調(diào)整曲面工作臺的初始位置。通過氣膜厚度調(diào)控機(jī)構(gòu)調(diào)整曲面節(jié)流器氣膜厚度，固定曲面節(jié)流器。上位機(jī)通過氣源壓力控制程序調(diào)節(jié)供氣壓力。上位機(jī)給轉(zhuǎn)動電機(jī)及橫向進(jìn)給電機(jī)發(fā)送固定脈沖信號，曲面工作臺轉(zhuǎn)動，上位機(jī)讀取壓力傳感器數(shù)據(jù)及溫度傳感器數(shù)據(jù)，當(dāng)傳感器到達(dá)氣膜徑向邊界后判斷是否到達(dá)氣膜軸向邊界，若未到達(dá)軸向邊界則橫向進(jìn)給導(dǎo)軌移動，重復(fù)轉(zhuǎn)動測量；若到達(dá)氣膜軸向邊界，則上位機(jī)停止發(fā)送固定脈沖信號，停止數(shù)據(jù)采集，所有電機(jī)復(fù)位，測量結(jié)束。