一種徑向磁懸浮軸承靜態特性測試裝置製造方法

2023-07-23 03:36:36 1

一種徑向磁懸浮軸承靜態特性測試裝置製造方法
【專利摘要】一種徑向磁懸浮軸承靜態特性測試裝置，主要由加載及測量機構、被測試徑向磁懸浮軸承、轉子限位及測量機構、定子固定機構組成；其特徵在於：加載及力測量機構包括：鎖緊螺母、加載旋轉蓋、加載絲槓、套筒端蓋、深溝球軸承、套筒、小螺母、移動杆、止推片、測力計、U型轉子推動杆、加載夾具、加載底座；被測試徑向磁懸浮軸承包括：轉子、定子；轉子限位及測量機構包括：位移傳感器探頭、轉子徑向移動杆、聚甲醛樹脂薄板、上壓塊、U型底座、U型底座支撐座；定子固定機構包括：上V型塊、壓杆、調整螺母、下半V型塊、導軌座、鎖緊螺釘、壓條、螺母、絲槓、底座。本發明測試裝置具有測量範圍廣，調整方便，操作簡單，測量結果精確等優點。
【專利說明】一種徑向磁懸浮軸承靜態特性測試裝置

【技術領域】
[0001]本發明涉及磁懸浮軸承領域，所發明的徑向磁懸浮軸承靜態試驗裝置，結構簡單，調整方便，適用面廣，能對磁懸浮軸承的基本原理、磁懸浮軸承的靜態特性和磁懸浮軸承生產過程中產品質量進行檢驗。

【背景技術】
[0002]磁懸浮軸承是利用磁場力使轉子懸浮，轉子、定子之間無機械接觸，具有無摩擦力、允許轉速高、無潤滑系統、噪音低、振動小的優點，是一種具有廣闊發展前景的新型機電一體化產品。徑向磁懸浮軸承在設計或生產過程中需要檢驗磁場力和施加電流之間的關係，來檢驗徑向磁軸承是否滿足要求，現在採用的方法是完成整個徑向磁軸承系統的裝配，然後通過測試整體系統的特性來驗證徑向磁軸承是否滿足要求，這時由於徑向磁軸承、功率放大器、傳感器、控制系統等因素耦合在一起，若某個環節存在故障，則試驗無法進行下去，若發現徑向磁軸承的故障，由於徑向磁懸浮軸承一般和殼體過盈配合，拆裝十分複雜，故在徑向磁懸浮軸承研製、生產過程中迫切需要一種靜態測試裝置。專利號為201120324333.1的實用型專利結構複雜，儀器眾多，也需要磁軸承安裝調試完畢才能測試；專利號為200920282782.7的實用型專利也需要完整的磁懸浮軸承系統調試完畢才能進行試驗；專利申請號為201410151754的發明專利能夠簡捷的完成徑向磁懸浮軸承的剛度測試，但其沒有位移檢測元件，僅僅依靠機械結構來確定位移，導致測試精度下降，另外，由於缺少位移檢測元件無法精確地調整定子、轉子中心，故目前還沒有精度高，結構簡潔的徑向磁軸承靜態特性測試的試驗裝置。


【發明內容】

[0003]本發明的技術解決問題是:克服現有技術的不足，提供一種結構簡單，適用面廣，不需要徑向磁懸浮軸承整個系統裝配完畢，就能對徑向磁懸浮軸承進行靜態特性測試的試驗設備。
[0004]本發明的技術解決方案為:一種徑向磁懸浮軸承靜態特性測試裝置，主要由加載及測量機構、被測試徑向磁懸浮軸承、轉子限位及測試機構、定子固定及高度調整系統組成，加載及力測量機構包括:鎖緊螺母、加載旋轉蓋、加載絲槓、套筒端蓋、深溝球軸承、套筒、小螺母、移動杆、止推片、加載夾具、加載底座、測力計、U型轉子推動杆；被測試徑向磁懸浮軸承包括:轉子、定子；轉子限位及測量機構包括:位移傳感器探頭、轉子徑向移動杆、聚甲醛樹脂薄板、上壓塊、U型底座、U型底座支撐座；定子固定機構包括:上V型塊、壓杆、調整螺母、下半V型塊、導軌座、鎖緊螺釘、壓條、螺母、絲槓、底座；鎖緊螺母安裝在加載絲槓的前端螺紋上，用以壓緊加載旋轉蓋，加載絲槓與深溝球軸承的內圈過盈配合，深溝球軸承的外圈與套筒間隙配合，套筒端蓋通過螺釘固定在套筒前端面上，同時將深溝球軸承在軸向上壓緊，小螺母的內螺紋和加載絲槓的相應螺紋配合，其端面又通過螺釘同軸固定在移動杆的前端面上，小螺母和移動杆都安裝在套筒內，兩個止推片通過螺釘安裝在套筒的後端面上，其底面分別與移動杆的上下兩個平面配合，測力計通過兩端外螺紋分別和移動杆後端內螺紋和U型轉子推動杆內螺紋相連，U型轉子推動杆通過螺釘將左右兩個轉子徑向移動杆夾緊，左右兩個轉子徑向移動杆通過螺紋與轉子相連，加載夾具固定套筒，下底面通過螺釘安裝在加載底座上；聚甲醛樹脂薄板共兩片，其中一片通過螺釘固定在上壓塊上，另一片通過螺釘固定在U型底座上，上壓塊通過螺釘固定在U型底座上，位移傳感器探頭安裝在U型底座兩側，U型底座通過螺釘固定在U型底座支撐座上，轉子限位及測量機構共兩個，左右對稱安裝；上V型塊通過壓杆和調整螺母把定子壓在左右兩個下半V型塊上，兩個下半V型塊的下部導軌安裝在導軌座的導軌槽內，壓條安裝在兩個下半V型塊導軌和導軌座之間，鎖緊螺釘通過導軌座螺釘孔將壓條壓緊，螺母由外圓柱面定位，通過螺釘固定在下半V型塊孔內，並和絲槓組成絲槓-螺母運動副，上述加載底座、U型底座支撐座及導軌座通過螺釘安裝在底座上。
[0005]所述的小螺母和移動杆內螺紋，旋向相同，導程角相同，組成了類似雙螺母的結構，材質為40Cr，通過螺釘和墊片消除小螺母和移動杆之間的反向間隙；通過加載旋轉蓋調整U型轉子推動杆的位置，帶動轉子徑向移動杆以及轉子水平徑向移動，從而調整轉子和定子的間隙，通過測力計測得定子和轉子之間的作用力；上壓塊通過螺釘固定在U型底座上之後，使上下兩片聚甲醛樹脂薄板與轉子徑向移動杆外圓柱面相切，從而限制轉子徑向移動杆豎直方向移動自由度，保留轉子徑向移動杆水平徑向移動自由度；所述的絲槓為雙螺紋絲槓，左右兩邊螺紋導程相同，旋向相反，通過旋轉絲槓調整兩個下半V型塊的相對位置，進而調整定子的高度；螺母為厚螺母，材料為40Cr ;兩個下半V型塊調整好位置後，通過鎖緊螺釘和壓條固定在導軌座上；每個U型底座上安裝兩個位移傳感器探頭，位移傳感器探頭安裝在U型底座的兩側板內側，與轉子徑向移動杆軸線同一水平高度，兩個位移傳感器探頭相對安裝以形成差動，探測面為轉子徑向移動杆外圓柱面，每個位移傳感器探頭的探測距離為0.5mm?1mm，通過檢測轉子徑向移動杆的位置得到轉子水平徑向平動位移。位移傳感器探頭的探測距離為徑向磁懸浮軸承定子與轉子之間距離的1.2?2倍，這樣既能保證位移監測精度，又能保證在測試過程中轉子徑向移動杆不會觸碰到位移傳感器探頭。位移傳感器探頭與被測試徑向磁懸浮軸承中心在軸向上的距離為50mm?70mm，這樣在避免被測試徑向側懸浮軸承磁場對位移傳感器探頭影響的前提下，使測試裝置結構緊湊。
[0006]上述方案的原理是:當需要對徑向磁懸浮軸承進行測試時，首先把加載及測量機構固定在加載座上，通過加載夾具上兩個螺釘，把加載與測量機構固定在加載底座上；把徑向磁懸浮軸承定子放在兩個半V型塊上；將兩個轉子徑向移動杆與轉子連接，然後將其穿過定子，並放置在U型安裝座中，以使轉子徑向移動杆位於U型安裝座上的兩個位移傳感器探頭之間，將上壓塊通過螺釘固定在U型安裝座上，U型轉子推動杆通過螺釘將兩端的轉子徑向移動杆夾緊，之後在U型轉子推動杆與移動杆之間接入測力計；轉子和加載機構高度相同，其高度依靠設計時零件尺寸保證；調整定子的位置:旋轉雙螺紋絲槓，由於螺紋旋向相反，螺紋旋轉時兩個螺母分別固定在前、後兩個半V型塊上，限制了螺母的旋轉運動，由於兩個螺母旋向相反，則螺母帶動兩個半V型塊移動沿導軌座上導軌移動，當順時針旋轉絲槓時，兩個半V型塊靠近，通過斜面的作用，以使定子的位置高度增加；當逆時針旋轉絲槓時，兩個半V型塊離開，通過斜面的作用，以使定子的位置高度降低，最終使得被測徑向磁軸承定子與轉子在同一高度上，從而實現適應多種尺寸徑向磁懸浮軸承的測試。調整完之後旋轉鎖緊螺釘，通過壓條把兩個半V型塊固定在導軌座上，然後旋轉兩調整螺母把上V型塊壓緊定子；最後轉動加載旋轉蓋調整轉子與定子之間水平方向上的間隙:轉動加載旋轉蓋使轉子與定子一側接觸，記錄下此時位移傳感器的示數，然後反向轉動加載旋轉蓋，根據位移傳感器示數慢慢調節轉子位置，直到使轉子位於定子中心時停止，此時保證了轉子和定子之間水平方向上有0.3mm的間隙；調整完成之後就可以進行測試試驗了。測試時先記下位移傳感器的示數，小幅度轉動加載旋轉蓋，加載旋轉蓋帶動加載絲槓轉動，由於加載絲槓與深溝球軸承內圈過盈配合，深溝球軸承通過套筒端蓋固定在套筒內，所以加載絲槓無法軸向移動，加載絲槓螺紋部分與小螺母形成螺紋配合，由於套筒限位，則小螺母會帶動移動杆相對於絲槓前進或後退，轉子徑向移動杆外圓柱面採用了位移傳感器差動，能夠更加精確地讀取轉子的水平徑向位移，由於加載絲槓上與小螺母進行螺紋配合的螺紋的螺旋升角小於摩擦副的當量摩擦角，所以加載絲槓與小螺母能自鎖，這時可以通過改變定子線圈電流的大小測量在一定的位置上磁懸浮力與電流之間的關係，從而可以確定磁懸浮軸承的電流剛度；給定某一電流，通過不停的轉動加載旋轉蓋，記錄下相應的位移傳感器和測力計的示數，測得位移與磁懸浮力之間的關係，從而可以確定磁懸浮軸承的位移剛度。
[0007]本發明與現有測試系統的優點是:在磁懸浮軸承完成整體安裝之前就可以進行性能測試；可以進行多種尺寸徑向磁懸浮軸承的測試，定子固定裝置可以根據定子外徑尺寸調整定子的位置高度，轉子與轉子移動杆通過螺紋相互連接，轉子移動杆的形狀尺寸一定，方便轉子限位裝置的安裝以及位移傳感器探頭的探測，轉子的尺寸可變，從而實現了測試裝置不變的前提下，不同尺寸徑向磁懸浮軸承性能的測試；此測試裝置由於安裝了位移傳感器探頭，能夠更加精確地調整被測試徑向磁懸浮軸承轉子和定子水平方向上的間隙；位移傳感器探頭使測得的位移更加精確，從而提高了位移剛度的測試精度；此測試裝置結構簡單，測試過程簡捷，能夠很好的檢測生產過程中徑向磁懸浮軸承的質量和性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本發明技術解決方案的徑向磁懸浮軸承靜態試驗裝置的整體示意圖；
[0009]圖2為本發明技術解決方案的徑向磁懸浮軸承靜態試驗裝置的轉子限位及測量機構和定子固定機構三維示意圖，圖2a為本發明技術解決方案的徑向磁懸浮軸承靜態試驗裝置的轉子限位及測量機構和定子固定機構的右側三維示意圖，圖2b為本發明技術解決方案的徑向磁懸浮軸承靜態試驗裝置的轉子限位及測量機構和定子固定機構左側三維示意圖。
[0010]圖3為本發明技術解決方案的徑向磁懸浮軸承靜態試驗裝置的加載機構示意圖；圖3a為本發明技術解決方案的徑向磁懸浮軸承靜態試驗裝置的加載機構三維示意圖；圖3b為本發明技術解決方案的徑向磁懸浮軸承靜態試驗裝置的加載機構剖視圖；
[0011]圖4為本發明技術解決方案的徑向磁懸浮軸承靜態試驗裝置的加載絲槓三維示意圖；
[0012]圖5為本發明技術解決方案的徑向磁懸浮軸承靜態試驗裝置的套筒端蓋示意圖；圖5a為本發明技術解決方案的徑向磁懸浮軸承靜態試驗裝置的套筒端蓋三維示意圖；圖5b為本發明技術解決方案的徑向磁懸浮軸承靜態試驗裝置的套筒端蓋剖視圖；
[0013]圖6為本發明技術解決方案的徑向磁懸浮軸承靜態試驗裝置的套筒示意圖；圖6a為本發明技術解決方案的徑向磁懸浮軸承靜態試驗裝置的套筒三維示意圖；圖6a為本發明技術解決方案的徑向磁懸浮軸承靜態試驗裝置的套筒剖視圖；
[0014]圖7為本發明技術解決方案的徑向磁懸浮軸承靜態試驗裝置的小螺母移動杆組合體示意圖；圖7a為本發明技術解決方案的徑向磁懸浮軸承靜態試驗裝置的小螺母移動杆組合體三維圖；圖7b為本發明技術解決方案的徑向磁懸浮軸承靜態試驗裝置的小螺母移動杆組合體剖視圖；
[0015]圖8為本發明技術解決方案的徑向磁懸浮軸承靜態試驗裝置的U型轉子推動杆示意圖；圖8a為本發明技術解決方案的徑向磁懸浮軸承靜態試驗裝置的U型轉子推動杆三維示意圖；圖8b為本發明技術解決方案的徑向磁懸浮軸承靜態試驗裝置的U型轉子推動杆二維剖視圖；
[0016]圖9為本發明技術解決方案的徑向磁懸浮軸承靜態試驗裝置的上壓塊、聚甲醛樹脂薄板、位移傳感器探頭，U型底座的組合示意圖；圖9a為本發明技術解決方案的徑向磁懸浮軸承靜態試驗裝置的上壓塊、聚甲醛樹脂薄板、位移傳感器探頭，U型底座的組合三維示意圖；圖9b為本發明技術解決方案的徑向磁懸浮軸承靜態試驗裝置的上壓塊、聚甲醛樹脂薄板、位移傳感器探頭，U型底座的組合二維剖視圖；
[0017]圖10為本發明技術解決方案的徑向磁懸浮軸承靜態試驗裝置的上V型塊三維示意圖；
[0018]圖11為本發明技術解決方案的徑向磁懸浮軸承靜態試驗裝置的下半V型塊三維示意圖；
[0019]圖12為本發明技術解決方案的徑向磁懸浮軸承靜態試驗裝置的導軌座三維示意圖；
[0020]圖13為本發明技術解決方案的徑向磁懸浮軸承靜態試驗裝置的螺母示意圖；圖13a為本發明技術解決方案的徑向磁懸浮軸承靜態試驗裝置的螺母三維示意圖；圖13b為本發明技術解決方案的徑向磁懸浮軸承靜態試驗裝置的螺母二維剖視圖；
[0021]圖14為本發明技術解決方案的徑向磁懸浮軸承靜態試驗裝置的絲槓示意圖；
[0022]圖15為本發明技術解決方案的徑向磁懸浮軸承靜態試驗裝置的定子、轉子、轉子徑向移動杆的組合剖視圖；

【具體實施方式】
[0023]如圖1所示，本發明主要由加載及測量系統、被測試徑向磁懸浮軸承、轉子軸向滑動機構、定子固定及高度調整系統組成，其中，加載及力測量機構包括:鎖緊螺母1、加載旋轉蓋2、加載絲槓3、套筒端蓋4、深溝球軸承5、套筒6、小螺母7、移動杆8、止推片9、加載夾具10、加載底座11、測力計14、U型轉子推動杆15 ;被測試徑向磁懸浮軸承包括:轉子12、定子13 ;轉子限位及測量機構包括:位移傳感器探頭16、轉子徑向移動杆17、聚甲醛樹脂薄板18、上壓塊19、U型底座20、U型底座支撐座21 ;定子固定機構包括:上V型塊22、壓杆23、調整螺母24、下半V型塊25、導軌座26、鎖緊螺釘27、壓條28、螺母29、絲槓30、底座31 ;鎖緊螺母I安裝在加載絲槓3的前端螺紋上，用以壓緊加載旋轉蓋2，加載絲槓3與深溝球軸承5的內圈過盈配合，深溝球軸承5的外圈與套筒6間隙配合，套筒端蓋4通過螺釘固定在套筒6前端面上，同時將深溝球軸承5在軸向上壓緊，小螺母7的內螺紋和加載絲槓3的相應螺紋配合，其端面又通過螺釘同軸固定在移動杆8的前端面上，小螺母7和移動杆8都安裝在套筒6內，兩個止推片9通過螺釘安裝在套筒6的後端面上，其底面分別與移動杆8的上下兩個平面配合，測力計14通過兩端外螺紋分別和移動杆8後端內螺紋和U型轉子推動杆15內螺紋相連，U型轉子推動杆15通過螺釘將左右兩個轉子徑向移動杆17夾緊，左右兩個轉子徑向移動杆17通過螺紋與轉子12相連，加載夾具10固定套筒6，下底面通過螺釘安裝在加載底座11上；聚甲醛樹脂薄板18共兩片，其中一片通過螺釘固定在上壓塊19上，另一片通過螺釘固定在U型底座20上，上壓塊19通過螺釘固定在U型底座20上，位移傳感器探頭16安裝在U型底座20兩側，U型底座20通過螺釘固定在U型底座支撐座21上，轉子限位及測量機構共兩個，左右對稱安裝；上V型塊22通過壓杆23和調整螺母24把定子13壓在左右兩個下半V型塊25上，兩個下半V型塊25的下部導軌安裝在導軌座26的導軌槽內，壓條28安裝在兩個下半V型塊25導軌和導軌座26之間，鎖緊螺釘27通過導軌座26螺釘孔將壓條28壓緊，螺母29由外圓柱面定位，通過螺釘固定在下半V型塊25孔內，並和絲槓30組成絲槓-螺母運動副，螺母29為厚螺母，材料為40Cr ;上述加載底座11、U型底座支撐座21及導軌座26通過螺釘安裝在底座31上；小螺母7和移動杆8內螺紋，旋向相同，導程角相同，材質為40Cr ;通過加載旋轉蓋2調整U型轉子推動杆15的位置，帶動轉子徑向移動杆17以及轉子12水平徑向移動，從而調整轉子12和定子13的間隙，通過測力計14測得定子13和轉子12之間的作用力；上壓塊19通過螺釘固定在U型底座20上之後，使上下兩片聚甲醛樹脂薄板18與轉子徑向移動杆17外圓柱面相切，從而限制轉子徑向移動杆17豎直方向移動自由度，保留轉子徑向移動杆17水平徑向移動自由度；絲槓30為雙螺紋絲槓，左右兩邊螺紋導程相同，旋向相反，通過旋轉絲槓30調整兩個下半V型塊25的相對位置，進而調整定子13的高度；兩個下半V型塊25調整好位置後，通過鎖緊螺釘27和壓條28固定在導軌座26上。每個U型底座20上安裝兩個位移傳感器探頭16，位移傳感器探頭16安裝在U型底座20的兩側板內側，與轉子徑向移動杆17軸線同一水平高度，兩個位移傳感器探頭16相對安裝以形成差動，探測面為轉子徑向移動杆17外圓柱面，通過檢測轉子徑向移動杆17的位置得到轉子水平徑向平動位移。位移傳感器探頭16的探測距離為0.5mm?1mm，一般取為徑向磁懸浮軸承定子13與轉子12之間距離的1.2?2倍，優選2倍即探測距離為0.6mm，這樣既能保證位移檢測精度，又能保證在測試過程中轉子徑向移動杆17不會觸碰到位移傳感器探頭。位移傳感器探頭16與被測試徑向磁懸浮軸承中心在軸向上的距離為50mm?70mm,優選60mm,這樣在避免被測試徑向側懸浮軸承磁場對位移傳感器探頭16影響的前提下，使測試裝置結構緊湊。
[0024]圖2為本發明中轉子限位及測量機構和定子固定機構三維示意圖，圖2a為右側三維示意圖，圖2b為左側三維示意圖。轉子限位及測量機構共兩個，結構完全相同，安裝在定子固定機構左右兩側，對稱分布。
[0025]圖3為本發明中加載機構示意圖，圖3a為三維圖，圖3b為二維剖視圖，安裝完畢後加載夾具12夾緊套筒6，並通過螺釘固定在加載底座13上，限制了套筒6的六個自由度，需要正向加載時，順時針旋轉加載旋轉蓋2，由於加載旋轉蓋2中心的內方型孔和加載絲槓3的外方型軸嚙合，帶動加載絲槓3順時針旋轉，深溝球軸承5通過套筒端蓋4固定在套筒6內，加載絲槓3與深溝球軸承5的內圈形成過盈配合，同時加載絲槓3螺紋部分與小螺母7形成螺紋配合，加載絲槓3被限制了五個自由度，只有一個繞中心軸的旋轉自由度，小螺母7以及移動杆8由於套筒6和止推片9的作用也只有一個軸向移動自由度，加載絲槓3的順時針轉動驅動小螺母7以及移動杆8軸向前進實現正向加載，基於同樣道理，逆時針旋轉加載旋轉盤2，則小螺母7以及移動杆8軸向後退，加載位移的大小通過位移傳感器16測得，加載力的大小通過測力14計測得。
[0026]圖4為本發明中加載絲槓3示意圖，加載絲槓3由兩端不同的螺紋和一個外方型軸組成，左端螺紋301處安裝鎖緊螺母1，加載絲槓302處為帶斜度的外方型結構，該外方型和加載旋轉蓋2的內方孔配合，加載旋轉蓋2可以將轉動力矩轉遞給加載絲槓3，圓柱面303為深溝球軸承過盈配合段，右端螺紋304為小螺母7的嚙合螺紋段。
[0027]圖5為本發明中套筒端蓋4示意圖，圖5a為三維圖，圖5b為二維剖視圖，面401與深溝球軸承5接觸，限制深溝球軸承軸向自由度，面402與套筒6接觸，孔403通過螺釘將套筒端蓋4與套筒6連接固定在一起。
[0028]圖6為本發明中套筒6的示意圖，面601為套筒端蓋4安裝面，通過螺釘將套筒端蓋4安裝在該面上，面602為縱向刻線標記處，面603為止推片9安裝面，通過螺釘把止推片9安裝在該面上，面604為深溝球軸承安裝面。
[0029]圖7為本發明中小螺母7和移動杆8的組合示意圖，圖7a為三維視圖，圖7b為剖視圖，小螺母7通過四個螺釘和移動杆8連接，之間有0.5毫米的間隙，通過調整螺釘的鬆緊程度消除螺紋的反向間隙，在移動杆8中，螺紋孔801位置處為加載絲槓3的螺紋嚙合處，面802為止推片9配合面處，螺紋孔803為測力計14安裝處。
[0030]圖8為本發明中U型轉子推動杆的示意圖，圖8a為三維圖，圖8b為二維剖視圖，V型面151為轉子徑向移動杆17的接觸壓緊面，螺釘152通過螺紋孔154調整壓板的位置從而壓緊徑向移動杆17，螺紋孔153為裝測力計14安裝處。
[0031 ] 圖9本發明中上壓塊、聚甲醛樹脂薄板、位移傳感器探頭，U型底座的組合示意圖，圖9a為三維圖，圖9b為二維剖視圖，聚甲醛樹脂薄板18分上下兩片，通過螺釘分別固定在上壓塊19和U型底座20上。上壓塊19通過螺釘固定在U型底座上，保證上下兩片聚甲醛樹脂薄板18與轉子徑向移動杆17相切，聚甲醛樹脂薄板18的作用是減少轉子徑向移動杆17徑向水平移動時的摩擦力，每個U型底座20上安裝兩個位移傳感器探頭16，位移傳感器探頭16安裝在U型底座的兩側板內側，與轉子徑向移動杆17軸線同一水平高度，探測面為轉子徑向移動杆17的外圓柱面，兩個位移傳感器探頭16相對安裝以形成差動。
[0032]圖10為本發明中上V型塊22示意圖，該V型塊通過壓杆23壓緊定子13，圖中壓杆23通過孔221壓緊定子13，221為長型通孔，面222和223為定子13的壓緊面。
[0033]圖11為本發明中下半V型塊25示意圖，下半V型塊有兩個，左右各一，共同組成一個高度可調的V型塊，在下半V型塊25中，孔251為螺母29安裝孔，並通過螺釘孔252由螺釘固定在下半V型塊25上，面253為和導軌座26的配合面，面254為壓條28配合面，面255為定子13安裝面，螺釘孔256為壓杆23安裝孔。
[0034]圖12為本發明中導軌座26示意圖，孔261為鎖緊螺釘安裝孔，面262為下半V型塊25導軌的配合面。
[0035]圖13為本發明中螺母29示意圖，圖13a為三維圖，圖13b為二維剖視圖，螺母29共兩個，V型塊圖中291螺紋孔為絲槓30的嚙合孔，兩個螺母29的圓柱面292分別與兩個半V型塊的孔251配合，並通過四個通孔293由螺釘分別固定到兩個半V型塊25上。
[0036]圖14為絲槓30示意圖，圖中301為外六方面，便於扳手旋轉，302處螺紋左旋，303處螺紋右旋，其導程一致。
[0037]圖15為定子、轉子、轉子徑向移動杆的組合示意圖，圖中13為被測試徑向磁懸浮軸承的定子，12為被測試徑向磁懸浮軸承的轉子，17為轉子徑向移動杆，兩側的轉子徑向移動杆17通過螺紋與轉子12連接，131為被測試徑向磁懸浮軸承的定子線圈，132為被測試徑向磁懸浮軸承定子與轉子的徑向間隙。
[0038]總之，本發明的徑向磁懸浮軸承靜態測試裝置，具有結構簡單、調整方便、適用面廣，能在磁軸承整體裝配前對磁懸浮軸承進行靜態特性測試等優點。
[0039]本發明說明書中未作詳細描述的內容屬於本領域專業技術人員公知的現有技術。
[0040]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種徑向磁懸浮軸承靜態特性測試裝置，主要由加載及測量機構、被測試徑向磁懸浮軸承、轉子限位及測量機構、定子固定機構組成；其特徵在於:加載及測量機構包括:鎖緊螺母(I)、加載旋轉蓋(2)、加載絲槓(3)、套筒端蓋(4)、深溝球軸承(5)、套筒￠)、小螺母(7)、移動杆(8)、止推片(9)、加載夾具(10)、加載底座(11)、測力計(14)、U型轉子推動杆(15);被測試徑向磁懸浮軸承包括:轉子(12)、定子(13);轉子限位及測量機構包括:位移傳感器探頭(16)、轉子徑向移動杆(17)、聚甲醛樹脂薄板(18)、上壓塊(19)、U型底座(20)、U型底座支撐座(21);定子固定機構包括:上V型塊(22)、壓杆(23)、調整螺母(24)、下半V型塊(25)、導軌座(26)、鎖緊螺釘(27)、壓條(28)、螺母(29)、絲槓(30)、底座(31)；鎖緊螺母(I)安裝在加載絲槓(3)的前端螺紋上，用以壓緊加載旋轉蓋(2)，加載絲槓(3)與深溝球軸承(5)的內圈過盈配合，深溝球軸承(5)的外圈與套筒￠)間隙配合，套筒端蓋(4)通過螺釘固定在套筒(6)前端面上，同時將深溝球軸承(5)在軸向上壓緊，小螺母(7)的內螺紋和加載絲槓(3)的相應螺紋配合，其端面又通過螺釘同軸固定在移動杆(8)的前端面上，小螺母(7)和移動杆(8)都安裝在套筒￠)內，兩個止推片(9)通過螺釘安裝在套筒(6)的後端面上，其底面分別與移動杆(8)的上下兩個平面配合，測力計(14)通過兩端外螺紋分別和移動杆(8)後端內螺紋和U型轉子推動杆(15)內螺紋相連，U型轉子推動杆(15)通過螺釘將左右兩個轉子徑向移動杆(17)夾緊，左右兩個轉子徑向移動杆(17)通過螺紋與轉子(12)相連，加載夾具(10)固定套筒￠)，下底面通過螺釘安裝在加載底座(11)上；聚甲醛樹脂薄板(18)共兩片，其中一片通過螺釘固定在上壓塊(19)上，另一片通過螺釘固定在U型底座(20)上，上壓塊(19)通過螺釘固定在U型底座(20)上，位移傳感器探頭(16)安裝在U型底座(20)兩側，U型底座(20)通過螺釘固定在U型底座支撐座(21)上，轉子限位及測量機構共兩個，分別安裝在定子固定機構左右兩側，對稱分布；上卩型塊(22)通過壓杆(23)和調整螺母(24)把定子(13)壓在左右兩個下半V型塊(25)上，兩個下半V型塊(25)的下部導軌安裝在導軌座(26)的導軌槽內，壓條(28)安裝在兩個下半V型塊(25)導軌和導軌座(26)之間，鎖緊螺釘(27)通過導軌座(26)螺釘孔將壓條(28)壓緊，螺母(29)由外圓柱面定位，通過螺釘固定在下半V型塊(25)孔內，並和絲槓(30)組成絲槓-螺母運動副，螺母(29)為厚螺母，材料為40Cr ;上述加載底座(11)、U型底座支撐座(21)及導軌座(26)通過螺釘安裝在底座(31)上；小螺母(7)和移動杆(8)內螺紋，旋向相同，導程角相同，材質為40Cr;通過加載旋轉蓋(2)調整U型轉子推動杆(15)的位置，帶動轉子徑向移動杆(17)以及轉子(12)水平徑向移動，從而調整轉子(12)和定子(13)的間隙，通過測力計(14)測得定子(13)和轉子(12)之間的作用力；上壓塊(19)通過螺釘固定在U型底座(20)上之後，使上下兩片聚甲醛樹脂薄板(18)與轉子徑向移動杆(17)外圓柱面相切，從而限制轉子徑向移動杆(17)豎直方向移動自由度，保留轉子徑向移動杆(17)水平徑向移動自由度；絲槓(30)為雙螺紋絲槓，左右兩邊螺紋導程相同，旋向相反，通過旋轉絲槓(30)調整兩個下半V型塊(25)的相對位置，進而調整定子(13)的高度；兩個下半V型塊(25)調整好位置後，通過鎖緊螺釘(27)和壓條(28)固定在導軌座(26)上。
2.根據權利要求1所述的一種徑向磁懸浮軸承靜態特性測試裝置，其特徵在於:每個U型底座(20)上安裝兩個位移傳感器探頭(16)，位移傳感器探頭(16)安裝在U型底座的兩側板內側，與轉子徑向移動杆(17)軸線同一水平高度，兩個位移傳感器探頭(16)相對安裝以形成差動，探測面為轉子徑向移動杆(17)外圓柱面，每個位移傳感器探頭(16)的探測距離為0.5mm?1_，通過檢測轉子徑向移動杆(17)的位置得到轉子水平徑向平動位移。
3.根據權利要求1所述的一種徑向磁懸浮軸承靜態特性測試裝置，其特徵在於:位移傳感器探頭(16)的探測距離為徑向磁懸浮軸承定子與轉子之間距離的1.2?2倍，這樣既能保證位移檢測精度，又能保證在測試過程中轉子徑向移動杆(17)不易觸碰到位移傳感器探頭(16)。
4.根據權利要求1所述的一種徑向磁懸浮軸承靜態特性測試裝置，其特徵在於:位移傳感器探頭(16)與被測試徑向磁懸浮軸承中心在軸向上的距離為50mm?70mm，這樣在避免被測試徑向側懸浮軸承磁場對位移傳感器探頭(16)影響的前提下，使測試裝置結構緊湊。
【文檔編號】G01M13/04GK104236909SQ201410497868
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月25日 優先權日:2014年9月25日
【發明者】孫津濟, 白國長, 韓偉濤, 樂韻 申請人:北京航空航天大學