靜壓氣體止推軸承性能測試實驗臺的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種靜壓氣體止推軸承性能測試實驗臺。現(xiàn)有承重壓力式測力儀采用磅秤原理，無法實現(xiàn)加載力大小的均勻連續(xù)加載目標(biāo)，導(dǎo)致氣體潤滑軸承性能的測試實驗有了很大的局限性。一種靜壓氣體止推軸承性能測試實驗臺，由加載裝置和動作測試裝置構(gòu)成，動作測試裝置包括加載桿、加載頭和X-Y移動工作臺，框架上部滑動穿設(shè)有連接鋼管，加載桿設(shè)置于連接鋼管的下部，其特征在于：所述加載裝置包括剪式千斤頂和彈簧，剪式千斤頂?shù)膭幼鞫斯潭ㄓ趶椈缮隙耍瑥椈傻南露嗽O(shè)置于連接鋼管內(nèi)，連接鋼管的外側(cè)均布有數(shù)個柔性四連桿機(jī)構(gòu)，其外側(cè)滑動定位設(shè)置于框架上部固定的數(shù)個固定件上。本實用新型達(dá)到加載力大小的均勻連續(xù)加載的目標(biāo)。
【專利說明】靜壓氣體止推軸承性能測試實驗臺
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及機(jī)械領(lǐng)域，主要涉及精密超精密加工的靜壓氣體止推軸承測試設(shè) 備，具體講是一種靜壓氣體止推軸承性能測試實驗臺。
【背景技術(shù)】
[0002]二十世紀(jì)六七十年代至今，微電子學(xué)、航天技術(shù)、信息技術(shù)、激光及生物工程等科 學(xué)有了蓬勃發(fā)展，這樣以來對于加工機(jī)器和檢測儀器等會有越來越高的精度要求。從毫米 到微米再到亞微米，對于精度等級現(xiàn)階段已發(fā)展到納米水平，并進(jìn)一步向著亞納米水平發(fā) 展，使得超精密加工及超精密檢測技術(shù)誕生。高指標(biāo)、高準(zhǔn)確性的加工精度，更加形成對精 密加工設(shè)備的高要求、高標(biāo)準(zhǔn)，從而推動加工精度的進(jìn)步，相對而言，精密機(jī)械發(fā)展的進(jìn)步 又同樣是微細(xì)加工能實現(xiàn)的必要條件。在微細(xì)加工技術(shù)這一領(lǐng)域，不管是用于測量的儀器， 還是精密加工的機(jī)械，都對其機(jī)械部分提出了高精度、高速度、高運(yùn)動分辨率、熱穩(wěn)定性好、 低震動、爬行小、少污染甚至無污染以及降低設(shè)備成本等方面的苛刻要求。通過不斷的嘗 試，人類在實踐中發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)加工氣體潤滑軸承這一方法，正是解決上述苛刻要求的重要手 段和途徑。
[0003]氣體潤滑軸承的主要缺點是承載力低、剛度小，還存在各種失穩(wěn)現(xiàn)象，影響其在超 精密加工中的實際應(yīng)用。因此，研究氣體潤滑軸承的靜、動態(tài)性能是十分必要的。
[0004]西安工業(yè)大學(xué)長期進(jìn)行氣浮軸承的研究與應(yīng)用，曾經(jīng)設(shè)計了一種承重壓力式測力 儀，測頭是端頭為球形的螺桿，加載裝置采用磅秤原理。由于在一側(cè)加砝碼，對測頭有一個 傾斜力的附加，造成對測試結(jié)果的影響。且該儀器靠放置砝碼施加加載力，無法實現(xiàn)加載力 大小的均勻連續(xù)加載的目標(biāo)，導(dǎo)致氣體潤滑軸承性能的測試實驗有了很大的局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的是要克服現(xiàn)有技術(shù)存在的無法實現(xiàn)加載力大小的均勻連續(xù)加 載的目標(biāo)，導(dǎo)致氣體潤滑軸承性能的測試實驗有了很大局限性的問題。
[0006]為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型提供的技術(shù)方案是:一種靜壓氣體止 推軸承性能測試實驗臺，由上部的加載裝置和下部設(shè)置于框架內(nèi)的動作測試裝置兩部分構(gòu) 成，所述動作測試裝置包括加載桿、加載頭和X-Y移動工作臺，框架上部滑動穿設(shè)有連接鋼 管，加載桿設(shè)置于連接鋼管的下部，其特別之處在于:所述加載裝置包括剪式千斤頂和彈 簧，剪式千斤頂?shù)膭幼鞫斯潭ㄓ趶椈缮隙?，彈簧的下端設(shè)置于連接鋼管內(nèi)，連接鋼管的外側(cè) 均布有數(shù)個柔性四連桿機(jī)構(gòu)，柔性四連桿機(jī)構(gòu)的外側(cè)滑動定位設(shè)置于框架上部固定的數(shù)個 固定件上，所述固定件的頂部水平設(shè)置有鋼板，該鋼板位于剪式千斤頂?shù)恼戏健?br> [0007]所述連接鋼管外側(cè)固聯(lián)三個柔性四連桿機(jī)構(gòu)，所述固定件是三根豎直布置的槽 鋼。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點是:
[0009]1、可以實現(xiàn)無摩擦，無間隙的微位移運(yùn)動傳遞及加載力的平穩(wěn)均衡連續(xù)加載，這樣的結(jié)構(gòu)配以動作測試裝置，就可以獲得被測軸承間隙內(nèi)任意點的壓力大小。通過本實用 新型獲得的實驗數(shù)據(jù)，借助數(shù)值分析技術(shù)和系統(tǒng)測試技術(shù)，能夠探索不同工況下氣體潤滑 軸承性能的基本規(guī)律，進(jìn)而建立反映氣體潤滑軸承性能的數(shù)學(xué)模型，以便系統(tǒng)的分析和研 究氣體潤滑軸承的性能機(jī)理，解決氣體潤滑軸承實際應(yīng)用中的各種失穩(wěn)現(xiàn)象。
[0010]2、適用范圍廣:本實用新型最大承載力可達(dá)3000N，可以對各種類型的氣體潤滑 軸承進(jìn)行測試。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是靜壓氣體止推軸承性能測試實驗臺構(gòu)成示意圖；
[0012]圖2是本實用新型的構(gòu)成示意圖；
[0013]圖3為單個柔性四連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]I一鋼板，2—剪式千斤頂，3—槽鋼，4一柔性四連桿機(jī)構(gòu)，5—框架，6—加載桿，7— 加載頭，8 — X-Y移動工作臺，9一被測物，10—連接鋼管，11 一彈簧。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本實用新型做實例說明。
[0016]參見圖1，靜壓氣體止推軸承性能測試實驗臺，由上部的加載裝置和下部設(shè)置于框 架5內(nèi)的動作測試裝置兩部分構(gòu)成，動作測試裝置包括加載桿6、加載頭7和X-Y移動工作 臺8，框架5上部滑動穿設(shè)有連接鋼管10，加載桿6設(shè)置于連接鋼管10的下部，加載裝置包 括剪式千斤頂2和彈簧11，剪式千斤頂2的動作端固定于彈簧11上端，彈簧11的下端設(shè)置 于連接鋼管10內(nèi)，連接鋼管10的外側(cè)均布有數(shù)個柔性四連桿機(jī)構(gòu)4，柔性四連桿機(jī)構(gòu)4的 外側(cè)滑動定位設(shè)置于框架5上部固定的數(shù)個固定件上，固定件的頂部水平設(shè)置有鋼板1，該 鋼板I位于剪式千斤頂2的正上方。固定件是三根豎直布置的槽鋼3。
[0017]本實用新型提供的加載裝置的主要構(gòu)件是三個柔性四連桿機(jī)構(gòu)4。參見圖3，單個 柔性四連桿機(jī)構(gòu)4可以采用很多的公知結(jié)構(gòu)，只要能夠?qū)崿F(xiàn)微位移運(yùn)動傳遞，都可以采用。 本實施例中所采用的結(jié)構(gòu)，參見圖2，由四個柔性鉸鏈轉(zhuǎn)動副組成，柔性鉸鏈轉(zhuǎn)動副是一種 圓弧切口結(jié)構(gòu)，利用其受力彎曲產(chǎn)生有限的角位移，實現(xiàn)柔性四連桿機(jī)構(gòu)4的微位移及精 確定位。此柔性四連桿機(jī)構(gòu)4由鋼板I經(jīng)線切割加工而成，結(jié)構(gòu)簡單易加工。
[0018]在靜壓氣體止推軸承性能測試實驗開始前，將被測物9一靜壓氣體止推軸承放置 于測試平臺，調(diào)整加載桿6長度，讓加載桿6壓緊待靜壓氣體止推軸承。
[0019]加載時，操作剪式千斤頂2升高，升高到一定位置時，剪式千斤頂2支撐住上部的 鋼板1，進(jìn)而將鋼板I給剪式千斤頂2的反作用力通過彈簧11傳遞給連接鋼管10，通過三 個柔性四連桿機(jī)構(gòu)4彈性變形讓加載桿6產(chǎn)生豎直向下的位移，進(jìn)而對靜壓氣體止推軸承 產(chǎn)生加載力。
【權(quán)利要求】
1.一種靜壓氣體止推軸承性能測試實驗臺，由上部的加載裝置和下部設(shè)置于框架(5)內(nèi)的動作測試裝置兩部分構(gòu)成，所述動作測試裝置包括加載桿(6)、加載頭(7)和X-Y移動工作臺(8)，框架(5)上部滑動穿設(shè)有連接鋼管(10)，加載桿(6)設(shè)置于連接鋼管(10)的下部，其特征在干:所述加載裝置包括剪式千斤頂(2)和彈簧(11)，剪式千斤頂(2)的動作端固定于彈簧(11)上端，彈簧(11)的下端設(shè)置于連接鋼管(10)內(nèi)，連接鋼管(10)的外側(cè)均布有數(shù)個柔性四連桿機(jī)構(gòu)(4)，柔性四連桿機(jī)構(gòu)(4)的外側(cè)滑動定位設(shè)置于框架(5)上部固定的數(shù)個固定件上，所述固定件的頂部水平設(shè)置有鋼板(1)，該鋼板(I)位于剪式千斤頂(2)的正上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜壓氣體止推軸承性能測試實驗臺，其特征在于:連接鋼管(10 )外側(cè)固聯(lián)三個柔性四連桿機(jī)構(gòu)(4 )，所述固定件是三根豎直布置的槽鋼(3 )。
【文檔編號】G01M13/04GK203432801SQ201320512257
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月20日
【發(fā)明者】張君安, 劉波, 盧志偉, 方舟, 劉鵬飛 申請人:西安工業(yè)大學(xué)