一种径向磁悬浮轴承静态特性测试装置，主要由加载及测量机构、被测试径向磁悬浮轴承、转子限位及测量机构、定子固定机构组成；其特征在于：加载及力测量机构包括：锁紧螺母、加载旋转盖、加载丝杠、套筒端盖、深沟球轴承、套筒、小螺母、移动杆、止推片、测力计、U型转子推动杆、加载夹具、加载底座；被测试径向磁悬浮轴承包括：转子、定子；转子限位及测量机构包括：位移传感器探头、转子径向移动杆、聚甲醛树脂薄板、上压块、U型底座、U型底座支撑座；定子固定机构包括：上V型块、压杆、调整螺母、下半V型块、导轨座、锁紧螺钉、压条、螺母、丝杠、底座。本发明专利技术测试装置具有测量范围广，调整方便，操作简单，测量结果精确等优点。
【技术实现步骤摘要】
一种径向磁悬浮轴承静态特性测试装置
本专利技术涉及磁悬浮轴承领域，所专利技术的径向磁悬浮轴承静态试验装置，结构简单，调整方便，适用面广，能对磁悬浮轴承的基本原理、磁悬浮轴承的静态特性和磁悬浮轴承生产过程中产品质量进行检验。
技术介绍
磁悬浮轴承是利用磁场力使转子悬浮，转子、定子之间无机械接触，具有无摩擦力、允许转速高、无润滑系统、噪音低、振动小的优点，是一种具有广阔发展前景的新型机电一体化产品。径向磁悬浮轴承在设计或生产过程中需要检验磁场力和施加电流之间的关系，来检验径向磁轴承是否满足要求，现在采用的方法是完成整个径向磁轴承系统的装配，然后通过测试整体系统的特性来验证径向磁轴承是否满足要求，这时由于径向磁轴承、功率放大器、传感器、控制系统等因素耦合在一起，若某个环节存在故障，则试验无法进行下去，若发现径向磁轴承的故障，由于径向磁悬浮轴承一般和壳体过盈配合，拆装十分复杂，故在径向磁悬浮轴承研制、生产过程中迫切需要一种静态测试装置。专利号为201120324333.1的实用型专利结构复杂，仪器众多，也需要磁轴承安装调试完毕才能测试；专利号为200920282782.7的实用型专利也需要完整的磁悬浮轴承系统调试完毕才能进行试验；专利申请号为201410151754的专利技术专利能够简捷的完成径向磁悬浮轴承的刚度测试，但其没有位移检测元件，仅仅依靠机械结构来确定位移，导致测试精度下降，另外，由于缺少位移检测元件无法精确地调整定子、转子中心，故目前还没有精度高，结构简洁的径向磁轴承静态特性测试的试验装置。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种结构简单，适用面广，不需要径向磁悬浮轴承整个系统装配完毕，就能对径向磁悬浮轴承进行静态特性测试的试验设备。本专利技术的技术解决方案为：一种径向磁悬浮轴承静态特性测试装置，主要由加载及测量机构、被测试径向磁悬浮轴承、转子限位及测试机构、定子固定及高度调整系统组成，加载及力测量机构包括：锁紧螺母、加载旋转盖、加载丝杠、套筒端盖、深沟球轴承、套筒、小螺母、移动杆、止推片、加载夹具、加载底座、测力计、U型转子推动杆；被测试径向磁悬浮轴承包括：转子、定子；转子限位及测量机构包括：位移传感器探头、转子径向移动杆、聚甲醛树脂薄板、上压块、U型底座、U型底座支撑座；定子固定机构包括：上V型块、压杆、调整螺母、下半V型块、导轨座、锁紧螺钉、压条、螺母、丝杠、底座；锁紧螺母安装在加载丝杠的前端螺纹上，用以压紧加载旋转盖，加载丝杠与深沟球轴承的内圈过盈配合，深沟球轴承的外圈与套筒间隙配合，套筒端盖通过螺钉固定在套筒前端面上，同时将深沟球轴承在轴向上压紧，小螺母的内螺纹和加载丝杠的相应螺纹配合，其端面又通过螺钉同轴固定在移动杆的前端面上，小螺母和移动杆都安装在套筒内，两个止推片通过螺钉安装在套筒的后端面上，其底面分别与移动杆的上下两个平面配合，测力计通过两端外螺纹分别和移动杆后端内螺纹和U型转子推动杆内螺纹相连，U型转子推动杆通过螺钉将左右两个转子径向移动杆夹紧，左右两个转子径向移动杆通过螺纹与转子相连，加载夹具固定套筒，且加载夹具的下底面通过螺钉安装在加载底座上；聚甲醛树脂薄板共两片，其中一片通过螺钉固定在上压块上，另一片通过螺钉固定在U型底座上，上压块通过螺钉固定在U型底座上，位移传感器探头安装在U型底座两侧，U型底座通过螺钉固定在U型底座支撑座上，转子限位及测量机构共两个，左右对称安装；上V型块通过压杆和调整螺母把定子压在左右两个下半V型块上，两个下半V型块的下部导轨安装在导轨座的导轨槽内，压条安装在两个下半V型块导轨和导轨座之间，锁紧螺钉通过导轨座螺钉孔将压条压紧，螺母由外圆柱面定位，通过螺钉固定在下半V型块孔内，并和丝杠组成丝杠-螺母运动副，上述加载底座、U型底座支撑座及导轨座通过螺钉安装在底座上。所述的小螺母和移动杆内螺纹，旋向相同，导程角相同，组成了类似双螺母的结构，材质为40Cr，通过螺钉和垫片消除小螺母和移动杆之间的反向间隙；通过加载旋转盖调整U型转子推动杆的位置，带动转子径向移动杆以及转子水平径向移动，从而调整转子和定子的间隙，通过测力计测得定子和转子之间的作用力；上压块通过螺钉固定在U型底座上之后，使上下两片聚甲醛树脂薄板与转子径向移动杆外圆柱面相切，从而限制转子径向移动杆竖直方向移动自由度，保留转子径向移动杆水平径向移动自由度；所述的丝杠为双螺纹丝杠，左右两边螺纹导程相同，旋向相反，通过旋转丝杠调整两个下半V型块的相对位置，进而调整定子的高度；螺母为厚螺母，材料为40Cr；两个下半V型块调整好位置后，通过锁紧螺钉和压条固定在导轨座上；每个U型底座上安装两个位移传感器探头，位移传感器探头安装在U型底座的两侧板内侧，与转子径向移动杆轴线同一水平高度，两个位移传感器探头相对安装以形成差动，探测面为转子径向移动杆外圆柱面，每个位移传感器探头的探测距离为0.5mm～1mm，通过检测转子径向移动杆的位置得到转子水平径向平动位移。位移传感器探头的探测距离为被测试径向磁悬浮轴承定子与转子之间距离的1.2～2倍，这样既能保证位移监测精度，又能保证在测试过程中转子径向移动杆不会触碰到位移传感器探头。位移传感器探头与被测试径向磁悬浮轴承中心在轴向上的距离为50mm～70mm，这样在避免被测试径向磁悬浮轴承磁场对位移传感器探头影响的前提下，使测试装置结构紧凑。上述方案的原理是：当需要对径向磁悬浮轴承进行测试时，首先把加载及测量机构固定在加载底座上，通过加载夹具上两个螺钉，把加载及测量机构固定在加载底座上；把被测试径向磁悬浮轴承定子放在两个下半V型块上；将两个转子径向移动杆与转子连接，然后将其穿过定子，并放置在U型底座中，以使转子径向移动杆位于U型底座上的两个位移传感器探头之间，将上压块通过螺钉固定在U型底座上，U型转子推动杆通过螺钉将两端的转子径向移动杆夹紧，之后在U型转子推动杆与移动杆之间接入测力计；转子和加载及测量机构高度相同，其高度依靠设计时零件尺寸保证；调整定子的位置：旋转双螺纹丝杠，由于螺纹旋向相反，螺纹旋转时两个螺母分别固定在前、后两个半V型块上，限制了螺母的旋转运动，由于两个螺母旋向相反，则螺母带动两个下半V型块移动沿导轨座上导轨移动，当顺时针旋转丝杠时，两个下半V型块靠近，通过斜面的作用，以使定子的位置高度增加；当逆时针旋转丝杠时，两个下半V型块离开，通过斜面的作用，以使定子的位置高度降低，最终使得被测试径向磁悬浮轴承定子与转子在同一高度上，从而实现适应多种尺寸径向磁悬浮轴承的测试。调整完之后旋转锁紧螺钉，通过压条把两个下半V型块固定在导轨座上，然后旋转两调整螺母把上V型块压紧定子；最后转动加载旋转盖调整转子与定子之间水平方向上的间隙：转动加载旋转盖使转子与定子一侧接触，记录下此时位移传感器的示数，然后反向转动加载旋转盖，根据位移传感器示数慢慢调节转子位置，直到使转子位于定子中心时停止，此时保证了转子和定子之间水平方向上有0.3mm的间隙；调整完成之后就可以进行测试试验了。测试时先记下位移传感器的示数，小幅度转动加载旋转盖，加载旋转盖带动加载丝杠转动，由于加载丝杠与深沟球轴承内圈过盈配合，深沟球轴承通过套筒端盖固定在套筒内，所以加载丝杠无法轴向移动，加载丝杠本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种径向磁悬浮轴承静态特性测试装置，主要由加载及测量机构、被测试径向磁悬浮轴承、转子限位及测量机构、定子固定机构组成；其特征在于：加载及测量机构包括：锁紧螺母(1)、加载旋转盖(2)、加载丝杠(3)、套筒端盖(4)、深沟球轴承(5)、套筒(6)、小螺母(7)、移动杆(8)、止推片(9)、加载夹具(10)、加载底座(11)、测力计(14)、U型转子推动杆(15)；被测试径向磁悬浮轴承包括：转子(12)、定子(13)；转子限位及测量机构包括：位移传感器探头(16)、转子径向移动杆(17)、聚甲醛树脂薄板(18)、上压块(19)、U型底座(20)、U型底座支撑座(21)；定子固定机构包括：上V型块(22)、压杆(23)、调整螺母(24)、下半V型块(25)、导轨座(26)、锁紧螺钉(27)、压条(28)、螺母(29)、丝杠(30)、底座(31)；锁紧螺母(1)安装在加载丝杠(3)的前端螺纹上，用以压紧加载旋转盖(2)，加载丝杠(3)与深沟球轴承(5)的内圈过盈配合，深沟球轴承(5)的外圈与套筒(6)间隙配合，套筒端盖(4)通过螺钉固定在套筒(6)前端面上，同时将深沟球轴承(5)在轴向上压紧，小螺母(7)的内螺纹和加载丝杠(3)的相应螺纹配合，其端面又通过螺钉同轴固定在移动杆(8)的前端面上，小螺母(7)和移动杆(8)都安装在套筒(6)内，两个止推片(9)通过螺钉安装在套筒(6)的后端面上，其底面分别与移动杆(8)的上下两个平面配合，测力计(14)通过两端外螺纹分别和移动杆(8)后端内螺纹和U型转子推动杆(15)内螺纹相连，U型转子推动杆(15)通过螺钉将左右两个转子径向移动杆(17)夹紧，左右两个转子径向移动杆(17)通过螺纹与转子(12)相连，加载夹具(10)固定套筒(6)，下底面通过螺钉安装在加载底座(11)上；聚甲醛树脂薄板(18)共两片，其中一片通过螺钉固定在上压块(19)上，另一片通过螺钉固定在U型底座(20)上，上压块(19)通过螺钉固定在U型底座(20)上，位移传感器探头(16)安装在U型底座(20)两侧，U型底座(20)通过螺钉固定在U型底座支撑座(21)上，转子限位及测量机构共两个，分别安装在定子固定机构左右两侧，对称分布；上V型块(22)通过压杆(23)和调整螺母(24)把定子(13)压在左右两个下半V型块(25)上，两个下半V型块(25)的下部导轨安装在导轨座(26)的导轨槽内，压条(28)安装在两个下半V型块(25)导轨和导轨座(26)之间，锁紧螺钉(27)通过导轨座(26)螺钉孔将压条(28)压紧，螺母(29)由外圆柱面定位，通过螺钉固定在下半V型块(25)孔内，并和丝杠(30)组成丝杠‑螺母运动副，螺母(29)为厚螺母，材料为40Cr；上述加载底座(11)、U型底座支撑座(21)及导轨座(26)通过螺钉安装在底座(31)上；小螺母(7)和移动杆(8)内螺纹，旋向相同，导程角相同，材质为40Cr；通过加载旋转盖(2)调整U型转子推动杆(15)的位置，带动转子径向移动杆(17)以及转子(12)水平径向移动，从而调整转子(12)和定子(13)的间隙，通过测力计(14)测得定子(13)和转子(12)之间的作用力；上压块(19)通过螺钉固定在U型底座(20)上之后，使上下两片聚甲醛树脂薄板(18)与转子径向移动杆(17)外圆柱面相切，从而限制转子径向移动杆(17)竖直方向移动自由度，保留转子径向移动杆(17)水平径向移动自由度；丝杠(30)为双螺纹丝杠，左右两边螺纹导程相同，旋向相反，通过旋转丝杠(30)调整两个下半V型块(25)的相对位置，进而调整定子(13)的高度；两个下半V型块(25)调整好位置后，通过锁紧螺钉(27)和压条(28)固定在导轨座(26)上。...
【技术特征摘要】
1.一种径向磁悬浮轴承静态特性测试装置，主要由加载及测量机构、被测试径向磁悬浮轴承、转子限位及测量机构、定子固定机构组成；其特征在于：加载及测量机构包括：锁紧螺母(1)、加载旋转盖(2)、加载丝杠(3)、套筒端盖(4)、深沟球轴承(5)、套筒(6)、小螺母(7)、移动杆(8)、止推片(9)、加载夹具(10)、加载底座(11)、测力计(14)、U型转子推动杆(15)；被测试径向磁悬浮轴承包括：转子(12)、定子(13)；转子限位及测量机构包括：位移传感器探头(16)、转子径向移动杆(17)、聚甲醛树脂薄板(18)、上压块(19)、U型底座(20)、U型底座支撑座(21)；定子固定机构包括：上V型块(22)、压杆(23)、调整螺母(24)、下半V型块(25)、导轨座(26)、锁紧螺钉(27)、压条(28)、螺母(29)、丝杠(30)、底座(31)；锁紧螺母(1)安装在加载丝杠(3)的前端螺纹上，用以压紧加载旋转盖(2)，加载丝杠(3)与深沟球轴承(5)的内圈过盈配合，深沟球轴承(5)的外圈与套筒(6)间隙配合，套筒端盖(4)通过螺钉固定在套筒(6)前端面上，同时将深沟球轴承(5)在轴向上压紧，小螺母(7)的内螺纹和加载丝杠(3)的相应螺纹配合，其端面又通过螺钉同轴固定在移动杆(8)的前端面上，小螺母(7)和移动杆(8)都安装在套筒(6)内，两个止推片(9)通过螺钉安装在套筒(6)的后端面上，其底面分别与移动杆(8)的上下两个平面配合，测力计(14)通过两端外螺纹分别和移动杆(8)后端内螺纹和U型转子推动杆(15)内螺纹相连，U型转子推动杆(15)通过螺钉将左右两个转子径向移动杆(17)夹紧，左右两个转子径向移动杆(17)通过螺纹与转子(12)相连，加载夹具(10)固定套筒(6)，且加载夹具的下底面通过螺钉安装在加载底座(11)上；聚甲醛树脂薄板(18)共两片，其中一片通过螺钉固定在上压块(19)上，另一片通过螺钉固定在U型底座(20)上，上压块(19)通过螺钉固定在U型底座(20)上，位移传感器探头(16)安装在U型底座(20)两侧，U型底座(20)通过螺钉固定在U型底座支撑座(21)上，转子限位及测量机构共两个，分别安装在定子固定机构左右两侧，对称分布；上V型块(22)通过压杆(23)和调整螺母(24)把定子(13)压在左右两个下半V型块(25)上，两个下半V型块(25)的下部导轨安装在导轨座(26)的导轨槽内，压条(28)安装在两个下半V型块(25)导轨和导轨座(26)之间，锁紧螺钉(27)通过导轨座(26)螺钉孔将压条(28)压紧，螺母(29)由外圆柱面定位，通过螺钉固定在下半V型块(25)孔内，并和丝杠(30)组成丝杠-螺母运动副，螺母(29)为厚螺母，材料为40Cr；上述加载底座(11)、U型底座支撑座(21)及导轨座(26)通过螺钉安装在底座(31)上；小螺母(7)和移动杆(8)内螺纹，旋向相同，导程角相同，材质为40Cr；通过加载旋转盖(2)调整U型转子推动杆(15)的位置，带动转子径向移动杆(17)以及转子(12)水平径向移动，从而调整转子(12)和定子(13)的间隙，通过测力计(14)测得定子(13)和转子(12)之间的作用力；上压块(19)通过螺钉固定在U型底座(20)上之后，使上下两片聚甲醛树脂薄板(18)与转子径向移动杆(17)外圆柱面相切，从而限制转子径向移动杆(17)竖直方向移动自由度，保留转子径向移动杆(17)水平径向移动自由度；丝杠(30)为双螺纹丝杠，左右两边螺纹导程相同，旋向相反，通过旋转丝杠(30)调整两个下半V型块(25)的相对位置，进而调整定子(...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙津济，白国长，韩伟涛，乐韵，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。