一种可拆卸式曲面静压节流气膜参数测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可拆卸式曲面静压节流气膜参数测量装置及方法，能够实现对曲面气体静压节流器的气膜微流场参数自动进行三维扫描采集。本发明专利技术包括：曲面节流器、温度传感器、压力传感器、曲面工作台、光轴、轴承座、测量底座、支撑柱、气膜厚度调整机构、辅助固定块、锁紧块、转动电机、连接板、纵向调整导轨、横向进给导轨、底座。本发明专利技术针对不同半径的曲面气体静压节流器，只需更换不同的辅助固定块与曲面工作台即可实现对不同曲面气体静压节流器的气膜参数测量，适用性高。适用性高。适用性高。

【技术实现步骤摘要】
一种可拆卸式曲面静压节流气膜参数测量装置及方法


[0001]本专利技术属于超精密气体静压润滑领域，具体的说是一种可拆卸式曲面静压节流器气膜参数测量装置及方法。

技术介绍

[0002]气体静压润滑技术由于有着高精度、低振动、重复利用率高、少污染的优点，近代以来广泛使用于超精密加工及超精密检测领域。在一些需要高精度的回转与位移功能的场合，大多采用气体静压润滑作为其支撑方式。目前，气体静压润滑领域存在着刚度与稳定性差、承载能力小的技术难题，为了研究与解决这些问题，许多专家与学者对气体静压气膜流场进行研究。
[0003]就目前现状而言，由于测量装置与设备的短缺，对气体静压气膜流场的研究大多采用流体仿真进行研究，国内只有极少数高校具有能够测量静压气膜参数的装置，且多是针对平面气膜参数的测量，而对于曲面节流器气膜参数的测量，还未有技术可以实现全局测量的装置设备。可拆卸式气体曲面静压节流器气膜参数测量装置可实现针对不同半径的曲面节流器进行气膜参数的自动化测量。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对目前气体静压润滑技术研究现状，提供了一种可拆卸式曲面静压节流器气膜参数测量装置。
[0005]本专利技术包括包括曲面转动测量机构、二维导轨、气膜厚度调整机构、支撑柱和底座；
[0006]所述的曲面转动测量机构包括曲面工作台、轴承座、转动电机、温度传感器、压力传感器、光轴、测量底座、辅助固定块、锁紧块；所述的曲面转动测量机构通过测量底座与连接板连接固定于二维导轨上；
[0007]所述的曲面工作台为可拆卸式结构，与辅助固定块通过螺丝上下连接；所述的曲面工作台测量面的曲率半径与曲面节流器的曲率半径匹配，并开有两个螺纹孔用于安装温度传感器与压力传感器；所述的锁紧块一侧为圆弧面，与光轴半径相同紧密贴合；另一侧开有螺纹孔，通过螺丝与辅助固定块连接；
[0008]所述的二维导轨包括横向进给导轨和纵向调整导轨；测量时，横向进给导轨配合曲面转动测量机构共同完成曲面节流器气膜的测量路径。纵向调整导轨用于调整曲面转动测量工作台的纵向位置；
[0009]所述的气膜厚度调整机构用于调整曲面节流器与曲面工作台之间的间隙大小从而调整气膜厚度；所述的支撑柱和底座对整个装置进行支撑与承载。
[0010]本专利技术的工作流程是：开启电源，上位机给纵向调整导轨电机发送脉冲信号，控制导轨移动，调整曲面转动测量机构的纵向位置；上位机给横向进给导轨发送脉冲信号，调整初始位置；上位机给转动电机发送脉冲信号，调整曲面工作台的初始位置。通过气膜厚度调
整机构调整曲面节流器气膜厚度，固定曲面节流器。上位机通过气源压力控制程序调节供气压力。上位机给转动电机及横向进给电机发送固定脉冲信号，曲面工作台转动，上位机读取压力传感器数据及温度传感器数据，当传感器到达气膜径向边界后判断是否到达气膜轴向边界，若未到达轴向边界则横向进给导轨移动，重复转动测量；若到达气膜轴向边界，则上位机停止发送固定脉冲信号，停止数据采集，所有电机复位，测量结束。
[0011]本专利技术的有益效果是：本专利技术采用横向进给导轨与曲面转动机构配合进给的方式，实现了对曲面气体静压节流器气膜微流场参数的全局扫描测量。采用转动光轴与曲面工作台分离式设计，通过辅助固定块与锁紧块固定连接，实现了曲面工作台的良好的可拆卸性，从而可以针对不同半径的曲面节流器进行气膜参数的测量，具有很高的适用性。同时采用上位机软件完成自动化测量，最大程度地减少了人为因素对测量结果的影响。
附图说明
[0012]图1是本专利技术整体的立体结构图；
[0013]图2是本专利技术曲面转动测量机构的立体结构图；
[0014]图3是本专利技术曲面工作台的结构装配图；
[0015]图4是本专利技术完成一次测量的工作流程图；
具体实施方式
[0016]下面结合附图对本专利技术做进一步描述。
[0017]如图1图2所示，本专利技术包括：曲面节流器1、温度传感器2、压力传感器3、曲面工作台4、光轴5、轴承座6、测量底座7、支撑柱8、气膜厚度调整机构9、辅助固定块10、锁紧块11、转动电机12、连接板3、纵向调整导轨14、横向进给导轨15、底座16。
[0018]所述的二维导轨包括横向进给导轨和纵向调整导轨；测量时，横向进给导轨配合曲面转动测量机构共同完成曲面节流器气膜的测量路径。纵向调整导轨用于调整曲面转动测量机构的纵向位置。
[0019]所述的气膜厚度调整机构用于调整曲面节流器与曲面工作台之间的间隙大小从而调整气膜厚度；所述的支撑柱和底座对整个装置进行支撑与承载。
[0020]如图2所示，所述的曲面转动测量机构包括曲面工作台、轴承座、转动电机、温度传感器、压力传感器、光轴、测量底座、辅助固定块、锁紧块；所述的曲面转动测量机构通过测量底座与连接板连接固定于二维导轨上；
[0021]如图3所示，所述的曲面工作台为可拆卸式结构，与辅助固定块通过螺丝上下连接；所述的曲面工作台测量面的曲率半径与曲面节流器的曲率半径匹配，并开有两个螺纹孔用于安装温度传感器与压力传感器；所述的锁紧块一侧为圆弧面，与光轴半径相同紧密贴合；另一侧开有螺纹孔，通过螺丝与辅助固定块连接；
[0022]如图4所示，本专利技术完成一次测量的工作流程是：开启电源，上位机给纵向调整导轨电机发送脉冲信号，控制导轨移动，调整曲面转动测量机构的纵向位置；上位机给横向进给导轨发送脉冲信号，调整初始位置；上位机给转动电机发送脉冲信号，调整曲面工作台的初始位置。通过气膜厚度调整机构调整曲面节流器气膜厚度，固定曲面节流器。上位机通过气源压力控制程序调节供气压力。上位机给转动电机及横向进给电机发送固定脉冲信号，
曲面工作台转动，上位机读取压力传感器数据及温度传感器数据，当传感器到达气膜径向边界后判断是否到达气膜轴向边界，若未到达轴向边界则横向进给导轨移动，重复转动测量；若到达气膜轴向边界，则上位机停止发送固定脉冲信号，停止数据采集，所有电机复位，测量结束。
[0023]以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。因此，本专利技术的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可拆卸式曲面静压节流器气膜参数测量装置，其特征在于：包括曲面转动测量机构、二维导轨、气膜厚度调整机构、支撑柱和底座；所述的曲面转动测量机构包括曲面工作台、轴承座、转动电机、温度传感器、压力传感器、光轴、测量底座、辅助固定块、锁紧块；所述的曲面转动测量机构通过测量底座与连接板连接固定于二维导轨上。2.根据权利要求1所述的可拆卸式曲面静压节流器气膜参数测量装置，其特征在于：所述的曲面工作台为可拆卸式结构，与辅助固定块通过螺丝上下连接；所述的曲面工作台测量面的曲率半径与曲面节流器的曲率半径匹配，并开有两个螺纹孔用于安装温度传感器与压力传感器。3.根据权利要求1所述的可拆卸式曲面静压节流器气膜参数测量装置，其特征在于：所述的锁紧块一侧为圆弧面，与光轴半径相同紧密贴合；另一侧开有螺纹孔，通过螺丝与辅助固定块连接。4.一种可拆卸式曲面静压节流器气膜参数测量方法，使用权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈小燕，李东升，刘雨航，禹静，胡佳成，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：