一種軸向磁懸浮軸承靜態(tài)特性測(cè)試裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種軸向磁懸浮軸承靜態(tài)特性測(cè)試裝置，主要由加載及測(cè)量系統(tǒng)、被測(cè)試軸向磁懸浮軸承、轉(zhuǎn)子軸向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)、定子固定機(jī)構(gòu)組成；其特征在于：加載及測(cè)量系統(tǒng)包括：鎖緊螺母、加載旋轉(zhuǎn)蓋、加載絲杠、套筒端蓋、深溝球軸承、套筒、小螺母、移動(dòng)桿、止推片、測(cè)力計(jì)、位移傳感器、加載夾具、加載底座；被測(cè)試軸向磁懸浮軸承包括：轉(zhuǎn)子、定子；轉(zhuǎn)子軸向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)包括：上壓塊、上壓塊壓桿、上壓塊壓緊螺母、過(guò)渡板、滑塊、滑軌、滑軌底座、端板、滑軌安裝底座、轉(zhuǎn)子軸向移動(dòng)桿；定子固定機(jī)構(gòu)包括：上V型塊、壓桿、調(diào)整螺母、下半V型塊、導(dǎo)軌座、鎖緊螺釘、壓條、螺母、絲杠、底座。本發(fā)明測(cè)試裝置具有測(cè)量過(guò)程簡(jiǎn)捷、測(cè)量結(jié)果精確等優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種軸向磁懸浮軸承靜態(tài)特性測(cè)試裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及磁懸浮軸承領(lǐng)域，所發(fā)明的軸向磁懸浮軸承靜態(tài)試驗(yàn)裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便，適用面廣，能對(duì)磁懸浮軸承的基本原理、磁懸浮軸承的靜態(tài)特性和磁懸浮軸承生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)。

【背景技術(shù)】
[0002]磁懸浮軸承是利用磁場(chǎng)力使轉(zhuǎn)子懸浮，轉(zhuǎn)子、定子之間無(wú)機(jī)械接觸，具有無(wú)摩擦力、允許轉(zhuǎn)速高、無(wú)潤(rùn)滑系統(tǒng)、噪音低、振動(dòng)小的優(yōu)點(diǎn)，是一種具有廣闊發(fā)展前景的新型機(jī)電一體化產(chǎn)品。軸向磁懸浮軸承在設(shè)計(jì)或生產(chǎn)過(guò)程中需要檢驗(yàn)磁場(chǎng)力和施加電流之間的關(guān)系，來(lái)檢驗(yàn)軸向磁軸承是否滿足要求，現(xiàn)在采用的方法是完成整個(gè)軸向磁軸承系統(tǒng)的裝配，然后通過(guò)測(cè)試整體系統(tǒng)的特性來(lái)驗(yàn)證軸向磁軸承是否滿足要求，這時(shí)由于軸向磁軸承、功率放大器、傳感器、控制系統(tǒng)等因素耦合在一起，若某個(gè)環(huán)節(jié)存在故障，則試驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行下去，若發(fā)現(xiàn)軸向磁軸承的故障，由于軸向磁懸浮軸承一般和殼體過(guò)盈配合，拆裝十分復(fù)雜，故在軸向磁懸浮軸承研制、生產(chǎn)過(guò)程中迫切需要一種靜態(tài)測(cè)試裝置。專(zhuān)利號(hào)為201120324333.1的實(shí)用型專(zhuān)利結(jié)構(gòu)復(fù)雜，儀器眾多，也需要磁軸承安裝調(diào)試完畢才能測(cè)試；專(zhuān)利號(hào)為200920282782.7的實(shí)用型專(zhuān)利也需要完整的磁懸浮軸承系統(tǒng)調(diào)試完畢才能進(jìn)行試驗(yàn)；專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?01410151754的發(fā)明專(zhuān)利僅能夠完成徑向磁懸浮軸承剛度的簡(jiǎn)易測(cè)試，但其沒(méi)有位移檢測(cè)元件，僅僅依靠機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)確定位移，導(dǎo)致測(cè)試精度下降，另外，由于缺少位移檢測(cè)元件無(wú)法精確地調(diào)整定子和轉(zhuǎn)子中心，另外，此測(cè)試裝置由于轉(zhuǎn)子限位結(jié)構(gòu)本身結(jié)構(gòu)的限制，根本無(wú)法進(jìn)行軸向磁懸浮軸承的靜態(tài)性能測(cè)試，故目前還沒(méi)有精度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔的軸向磁軸承靜態(tài)特性測(cè)試的試驗(yàn)裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用面廣，不需要軸向磁懸浮軸承整個(gè)系統(tǒng)裝配完畢，就能對(duì)軸向磁懸浮軸承進(jìn)行靜態(tài)特性測(cè)試的試驗(yàn)設(shè)備。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決方案為:一種軸向磁懸浮軸承靜態(tài)特性測(cè)試裝置，主要由加載及測(cè)量系統(tǒng)、被測(cè)試軸向磁懸浮軸承、轉(zhuǎn)子軸向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)、定子固定及高度調(diào)整系統(tǒng)組成，加載及測(cè)量系統(tǒng)包括:鎖緊螺母、加載旋轉(zhuǎn)蓋、加載絲杠、套筒端蓋、深溝球軸承、套筒、小螺母、移動(dòng)桿、止推片、測(cè)力計(jì)、位移傳感器、加載夾具、加載底座；被測(cè)試軸向磁懸浮軸承包括:轉(zhuǎn)子、定子；轉(zhuǎn)子軸向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)包括:上壓塊、過(guò)渡板、滑塊、滑軌、滑軌底座、端板、滑軌安裝底座、上壓塊壓桿、上壓塊壓緊螺母、轉(zhuǎn)子軸向推動(dòng)桿；定子固定及高度調(diào)整系統(tǒng)包括:上V型塊、壓桿、調(diào)整螺母、下半V型塊、導(dǎo)軌座、鎖緊螺釘、壓條、螺母、絲杠、底座；鎖緊螺母安裝在加載絲杠的前端螺紋上，用以壓緊加載旋轉(zhuǎn)蓋，加載絲杠與深溝球軸承的內(nèi)圈過(guò)盈配合，深溝球軸承的外圈與套筒間隙配合，套筒端蓋通過(guò)螺釘固定在套筒前端面上，同時(shí)將深溝球軸承在軸向上壓緊，小螺母的內(nèi)螺紋和加載絲杠的相應(yīng)螺紋配合，其端面又通過(guò)螺釘同軸固定在移動(dòng)桿的前端面上，小螺母和移動(dòng)桿都安裝在套筒內(nèi)，兩個(gè)止推片通過(guò)螺釘安裝在套筒的后端面上，其底面分別與移動(dòng)桿的上下兩個(gè)平面配合，測(cè)力計(jì)通過(guò)兩端外螺紋分別和移動(dòng)桿后端內(nèi)螺紋和轉(zhuǎn)子軸向推動(dòng)桿內(nèi)螺紋相連，軸向推動(dòng)桿通過(guò)螺紋與轉(zhuǎn)子連接，加載夾具固定套筒，下底面通過(guò)螺釘安裝在加載底座上；兩個(gè)上壓塊通過(guò)上壓塊壓桿和上壓塊壓緊螺母將轉(zhuǎn)子軸向推動(dòng)桿固定在過(guò)渡板上，過(guò)渡板通過(guò)螺釘與滑塊鏈接，滑塊與滑軌形成間隙配合，滑軌底座與兩條滑軌的一端通過(guò)螺紋相連，兩條滑軌的另一端與端板的兩個(gè)通孔間隙配合，端板通過(guò)螺釘與滑軌底座相連，滑軌底座通過(guò)螺釘固定在滑軌安裝底座上，兩個(gè)位移傳感器通過(guò)螺釘分別固定在滑軌底座兩側(cè)凹槽內(nèi)，探測(cè)面為垂直于滑軌的滑塊兩端面；上V型塊通過(guò)壓桿和調(diào)整螺母把定子壓在左右兩個(gè)下半V型塊上，兩個(gè)下半V型塊的下部導(dǎo)軌安裝在導(dǎo)軌座的導(dǎo)軌槽內(nèi)，壓條安裝在兩個(gè)下半V型塊導(dǎo)軌和導(dǎo)軌座之間，鎖緊螺釘通過(guò)導(dǎo)軌座螺釘孔將壓條壓緊，螺母由外圓柱面定位，通過(guò)螺釘固定在下半V型塊孔內(nèi)，并和絲杠組成絲杠-螺母運(yùn)動(dòng)副，上述加載底座、滑軌安裝底座及導(dǎo)軌座通過(guò)螺釘安裝在底座上。
[0005]所述的小螺母和移動(dòng)桿內(nèi)螺紋，旋向相同，導(dǎo)程角相同，組成了類(lèi)似雙螺母的結(jié)構(gòu)，材質(zhì)為40Cr，通過(guò)螺釘和墊片消除小螺母和移動(dòng)桿之間的反向間隙；所述的絲杠為雙螺紋絲杠，左右兩邊螺紋導(dǎo)程相同，旋向相反，通過(guò)旋轉(zhuǎn)絲杠調(diào)整兩個(gè)下半V型塊的相對(duì)位置，進(jìn)而調(diào)整定子的高度；所述的螺母為厚螺母，材料為40Cr ;V型塊調(diào)整好后的位置通過(guò)鎖緊螺釘和壓條固定在導(dǎo)軌座上；通過(guò)加載旋轉(zhuǎn)蓋調(diào)整轉(zhuǎn)子推動(dòng)桿和轉(zhuǎn)子軸向位置從而調(diào)整轉(zhuǎn)子和定子的間隙，通測(cè)力計(jì)測(cè)得定子和轉(zhuǎn)子之間的作用力；位移傳感器共兩個(gè)，安裝在滑軌底座的底面兩側(cè)形成差動(dòng)，探測(cè)面為滑塊垂直于滑軌的兩端面，每個(gè)位移傳感器的探測(cè)距離為0.5mm?1mm，通過(guò)檢測(cè)滑塊的位置得到轉(zhuǎn)子軸向平動(dòng)位移；位移傳感器的探測(cè)距離為軸向磁懸浮軸承定子與轉(zhuǎn)子之間距離的1.2?2倍，這樣既能保證位移檢測(cè)精度，又能保證在測(cè)試過(guò)程中滑塊不易觸碰到位移傳感器
[0006]上述方案的原理是:當(dāng)需要對(duì)軸向磁懸浮軸承進(jìn)行測(cè)試時(shí)，首先把加載及測(cè)量系統(tǒng)固定在加載座上，通過(guò)加載夾具上兩個(gè)螺釘，把加載與測(cè)量系統(tǒng)固定在加載底座上；將軸向磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子軸向推動(dòng)桿連接并將轉(zhuǎn)子軸向移動(dòng)桿固定在滑動(dòng)機(jī)構(gòu)上，在轉(zhuǎn)子軸向推動(dòng)桿和移動(dòng)桿之間接入測(cè)力計(jì)，正向轉(zhuǎn)動(dòng)加載旋轉(zhuǎn)蓋使轉(zhuǎn)子靠近定子端面，根據(jù)傳感器示數(shù)轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)加載蓋，保證轉(zhuǎn)子和定子之間有0.3mm的間隙，轉(zhuǎn)子和加載機(jī)構(gòu)高度相同，其高度依靠設(shè)計(jì)時(shí)零件尺寸保證；再把軸向磁懸浮軸承定子放在兩個(gè)半V型塊上，再調(diào)整定子的位置:旋轉(zhuǎn)雙螺紋絲杠，由于螺紋旋向相反，螺紋旋轉(zhuǎn)時(shí)兩個(gè)螺母分別固定在左、右兩個(gè)半V型塊上，限制了螺母的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由于兩個(gè)螺母旋向相反，則螺母帶動(dòng)兩個(gè)半V型塊移動(dòng)沿導(dǎo)軌座上導(dǎo)軌移動(dòng)，當(dāng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)絲杠時(shí)，兩個(gè)半V型塊靠近，通過(guò)斜面的作用，定子高度增加；當(dāng)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)絲杠時(shí)，兩個(gè)半V型塊離開(kāi)，通過(guò)斜面的作用，定子高度降低，從而實(shí)現(xiàn)適應(yīng)多種尺寸軸向磁懸浮軸承的測(cè)試。調(diào)整完之后旋轉(zhuǎn)鎖緊螺釘，通過(guò)壓條把兩個(gè)半V型塊固定在導(dǎo)軌座上，然后旋轉(zhuǎn)兩調(diào)整螺母把上V型塊壓緊定子，使定子固定就可以進(jìn)行測(cè)試試驗(yàn)了。測(cè)試時(shí)先記下位移傳感器的示數(shù)，小幅度轉(zhuǎn)動(dòng)加載旋轉(zhuǎn)蓋，加載旋轉(zhuǎn)蓋帶動(dòng)加載絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，由于加載絲杠與深溝球軸承過(guò)盈配合,深溝球軸承通過(guò)套筒端蓋固定在套筒內(nèi)，所以加載絲杠無(wú)法軸向移動(dòng)，加載絲杠螺紋部分與小螺母形成螺紋配合，由于套筒限位，則小螺母會(huì)帶動(dòng)移動(dòng)桿相對(duì)于絲杠前進(jìn)或后退，滑塊兩側(cè)采用了位移傳感器進(jìn)行差動(dòng)測(cè)量，能夠更加精確地讀取轉(zhuǎn)子的軸向位移，由于加載絲杠上與小螺母進(jìn)行螺紋配合的螺紋的螺旋升角小于摩擦副的當(dāng)量摩擦角，所以加載絲杠與小螺母能自鎖，所以能自鎖，這時(shí)可以通過(guò)改變定子線圈電流的大小測(cè)量在一定的位置上磁懸浮力與電流之間的關(guān)系，從而可以確定磁懸浮軸承的電流剛度；給定某一電流，通過(guò)不停的轉(zhuǎn)動(dòng)加載旋轉(zhuǎn)蓋，記錄下相應(yīng)的位移傳感器和測(cè)力計(jì)的示數(shù)，測(cè)得位移與磁懸浮力之間的關(guān)系，從而可以確定磁懸浮軸承的位移剛度。
[0007]本發(fā)明與現(xiàn)有測(cè)試系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是:在磁懸浮軸承完成整體安裝之前就可以進(jìn)行性能測(cè)試；可以進(jìn)行多種尺寸軸向磁懸浮軸承的測(cè)試，定子固定裝置可以根據(jù)定子外徑尺寸調(diào)整定子的位置高度，轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子推動(dòng)桿通過(guò)螺紋相互連接，轉(zhuǎn)子推動(dòng)桿的形狀尺寸一定，方便轉(zhuǎn)子推動(dòng)桿安裝在轉(zhuǎn)子軸向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)子的尺寸可變，從而實(shí)現(xiàn)了測(cè)試裝置不變的前提下，不同尺寸軸向向磁懸浮軸承性能的測(cè)試；此測(cè)試裝置由于安裝了位移傳感器，能夠更加精確地調(diào)整被測(cè)試軸向磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子和定子軸向上的間隙；位移傳感器使測(cè)得的位移更加精確，從而提高了位移剛度的測(cè)試精度；此測(cè)試裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)試過(guò)程簡(jiǎn)捷，能夠很好的檢測(cè)生產(chǎn)過(guò)程中軸向磁懸浮軸承的質(zhì)量跟性能。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為本發(fā)明技術(shù)解決方案的軸向磁懸浮軸承靜態(tài)試驗(yàn)裝置的整體示意圖；
[0009]圖2為本發(fā)明技術(shù)解決方案的軸向磁懸浮軸承靜態(tài)試驗(yàn)裝置的加載機(jī)構(gòu)示意圖；圖2a為本發(fā)明技術(shù)解決方案的軸向磁懸浮軸承靜態(tài)試驗(yàn)裝置的加載機(jī)構(gòu)三維示意圖；圖2b為本發(fā)明技術(shù)解決方案的軸向磁懸浮軸承靜態(tài)試驗(yàn)裝置的加載機(jī)構(gòu)剖視圖；
[0010]圖3為本發(fā)明技術(shù)解決方案的軸向磁懸浮軸承靜態(tài)試驗(yàn)裝置的加載絲杠三維示意圖；
[0011]圖4為本發(fā)明技術(shù)解決方案的軸向磁懸浮軸承靜態(tài)試驗(yàn)裝置的套筒端蓋示意圖；圖4a為本發(fā)明技術(shù)解決方案的軸向磁懸浮軸承靜態(tài)試驗(yàn)裝置的套筒端蓋三維示意圖；圖4b為本發(fā)明技術(shù)解決方案的軸向磁懸浮軸承靜態(tài)試驗(yàn)裝置的套筒端蓋剖視圖；
[0012]圖5為本發(fā)明技術(shù)解決方案的軸向磁懸浮軸承靜態(tài)試驗(yàn)裝置的套筒示意圖；圖5a為本發(fā)明技術(shù)解決方案的軸向磁懸浮軸承靜態(tài)試驗(yàn)裝置的套筒三維示意圖；圖5b為本發(fā)明技術(shù)解決方案的軸向磁懸浮軸承靜態(tài)試驗(yàn)裝置的套筒剖視圖；
[0013]圖6為本發(fā)明技術(shù)解決方案的軸向磁懸浮軸承靜態(tài)試驗(yàn)裝置的小螺母移動(dòng)桿組合體示意圖；圖6a為本發(fā)明技術(shù)解決方案的軸向磁懸浮軸承靜態(tài)試驗(yàn)裝置的小螺母移動(dòng)桿組合體三維圖；圖6b為本發(fā)明技術(shù)解決方案的軸向磁懸浮軸承靜態(tài)試驗(yàn)裝置的小螺母移動(dòng)桿組合體剖視圖；
[0014]圖7為本發(fā)明技術(shù)解決方案的軸向磁懸浮軸承靜態(tài)試驗(yàn)裝置的上壓塊三維示意圖；
[0015]圖8為本發(fā)明技術(shù)解決方案的軸向磁懸浮軸承靜態(tài)試驗(yàn)裝置的滑塊三維示意圖；
[0016]圖9為本發(fā)明技術(shù)解決方案的軸向磁懸浮軸承靜態(tài)試驗(yàn)裝置的滑軌底座三維示意圖；
[0017]圖10為本發(fā)明技術(shù)解決方案的軸向磁懸浮軸承靜態(tài)試驗(yàn)裝置的上V型塊三維示意圖；
[0018]圖11為本發(fā)明技術(shù)解決方案的軸向磁懸浮軸承靜態(tài)試驗(yàn)裝置的下半V型塊三維示意圖；
[0019]圖12為本發(fā)明技術(shù)解決方案的軸向磁懸浮軸承靜態(tài)試驗(yàn)裝置的導(dǎo)軌座三維示意圖；
[0020]圖13為本發(fā)明技術(shù)解決方案的軸向磁懸浮軸承靜態(tài)試驗(yàn)裝置的螺母示意圖；圖13a為本發(fā)明技術(shù)解決方案的軸向磁懸浮軸承靜態(tài)試驗(yàn)裝置的螺母三維示意圖；圖13b為本發(fā)明技術(shù)解決方案的軸向磁懸浮軸承靜態(tài)試驗(yàn)裝置的螺母二維剖視圖；
[0021]圖14為本發(fā)明技術(shù)解決方案的軸向磁懸浮軸承靜態(tài)試驗(yàn)裝置的絲杠示意圖；
[0022]圖15為本發(fā)明技術(shù)解決方案的軸向磁懸浮軸承靜態(tài)試驗(yàn)裝置的位移傳感器示意圖，圖15a為本發(fā)明技術(shù)解決方案的軸向磁懸浮軸承靜態(tài)試驗(yàn)裝置的位移傳感器三維示意圖，圖15b為本發(fā)明技術(shù)解決方案的軸向磁懸浮軸承靜態(tài)試驗(yàn)裝置的位移傳感器二維剖視圖；
[0023]圖16為本發(fā)明技術(shù)解決方案的軸向磁懸浮軸承靜態(tài)試驗(yàn)裝置的軸向磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子定子、轉(zhuǎn)子以及轉(zhuǎn)子軸向推動(dòng)桿示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024]如圖1所示，本發(fā)明主要由加載及測(cè)量系統(tǒng)、被測(cè)試軸向磁懸浮軸承、轉(zhuǎn)子軸向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)、定子固定及高度調(diào)整系統(tǒng)組成，其中，加載及測(cè)量系統(tǒng)包括:鎖緊螺母1、加載旋轉(zhuǎn)蓋2、加載絲杠3、套筒端蓋4、深溝球軸承5、套筒6、小螺母7、移動(dòng)桿8、止推片9、測(cè)力計(jì)10、位移傳感器11、加載夾具12、加載底座13 ;被測(cè)試軸向磁懸浮軸承包括:轉(zhuǎn)子14、定子15 ；轉(zhuǎn)子軸向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)包括:上壓塊16、過(guò)渡板17、滑塊18、滑軌19、滑軌底座20、端板21、滑軌安裝底座22、上壓塊壓桿23、上壓塊壓緊螺母24、轉(zhuǎn)子軸向推動(dòng)桿35 ;定子固定及高度調(diào)整系統(tǒng)包括:上V型塊25、壓桿26、調(diào)整螺母27、下半V型塊28、導(dǎo)軌座29、鎖緊螺釘30、壓條31、螺母32、絲杠33、底座34 ;鎖緊螺母I安裝在加載絲杠3的前端螺紋上，用以壓緊加載旋轉(zhuǎn)蓋2，加載絲杠3與深溝球軸承5的內(nèi)圈過(guò)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(guò)螺釘固定在套筒6前端面上，同時(shí)將深溝球軸承5在軸向上壓緊，小螺母7的內(nèi)螺紋和加載絲杠3的相應(yīng)螺紋配合，其端面又通過(guò)螺釘同軸固定在移動(dòng)桿8的前端面上，小螺母7和移動(dòng)桿8都安裝在套筒6內(nèi)，兩個(gè)止推片9通過(guò)螺釘安裝在套筒6的后端面上，其底面分別與移動(dòng)桿8的上下兩個(gè)平面配合，測(cè)力計(jì)10通過(guò)兩端外螺紋分別和移動(dòng)桿8后端內(nèi)螺紋和轉(zhuǎn)子軸向推動(dòng)桿35內(nèi)螺紋相連，軸向推動(dòng)桿35通過(guò)螺紋與轉(zhuǎn)子14連接，加載夾具12固定套筒6，下底面通過(guò)螺釘安裝在加載底座13上；兩個(gè)上壓塊16通過(guò)上壓塊壓桿23和上壓塊壓緊螺母24將轉(zhuǎn)子軸向推動(dòng)桿35固定在過(guò)渡板17上，過(guò)渡板17通過(guò)螺釘與滑塊18鏈接，滑塊18與滑軌19形成間隙配合，滑軌底座20與兩條滑軌19的一端通過(guò)螺紋相連，兩條滑軌19的另一端與端板21的兩個(gè)通孔間隙配合，端板21通過(guò)螺釘與滑軌底座20相連，滑軌底座20通過(guò)螺釘固定在滑軌安裝底座22上，兩個(gè)位移傳感器11通過(guò)螺釘分別固定在滑軌底座20兩側(cè)凹槽內(nèi)，探測(cè)面為垂直于滑軌19的滑塊18兩端面；上V型塊25通過(guò)壓桿26和調(diào)整螺母27把定子15壓在左右兩個(gè)下半V型塊28上，兩個(gè)下半V型塊28的下部導(dǎo)軌安裝在導(dǎo)軌座29的導(dǎo)軌槽內(nèi)，壓條31安裝在兩個(gè)下半V型塊28導(dǎo)軌和導(dǎo)軌座29之間，鎖緊螺釘30通過(guò)導(dǎo)軌座29螺釘孔將壓條31壓緊，螺母32由外圓柱面定位，通過(guò)螺釘固定在下半V型塊28孔內(nèi)，并和絲杠33組成絲杠-螺母運(yùn)動(dòng)副，螺母32為厚螺母，材料為40Cr ;上述加載底座13、滑軌安裝底座22及導(dǎo)軌座29通過(guò)螺釘安裝在底座34上；小螺母7和移動(dòng)桿8內(nèi)螺紋，旋向相同，導(dǎo)程角相同，材質(zhì)為40Cr ;通過(guò)加載旋轉(zhuǎn)蓋2調(diào)整轉(zhuǎn)子推動(dòng)桿35和轉(zhuǎn)子14軸向位置從而調(diào)整轉(zhuǎn)子14和定子15的間隙，通過(guò)測(cè)力計(jì)10測(cè)得定子15和轉(zhuǎn)子14之間的作用力；絲杠33為雙螺紋絲杠，左右兩邊螺紋導(dǎo)程相同，旋向相反，通過(guò)旋轉(zhuǎn)絲杠33調(diào)整兩個(gè)下半V型塊28的相對(duì)位置，進(jìn)而調(diào)整定子15的高度；V型塊28調(diào)整好后的位置通過(guò)鎖緊螺釘30和壓條31固定在導(dǎo)軌座29上；位移傳感器11共兩個(gè)，安裝在滑軌底座20的底面兩側(cè)形成差動(dòng)，探測(cè)面為滑塊18垂直于滑軌19的兩端面，通過(guò)檢測(cè)滑塊的位置得到轉(zhuǎn)子軸向平動(dòng)位移；位移傳感器11的探測(cè)距離為0.5mm?1mm，一般取為軸向磁懸浮軸承定子與轉(zhuǎn)子之間距離的1.2?2倍，優(yōu)選2倍即0.6mm，這樣既能保證位移檢測(cè)精度，又能保證在測(cè)試過(guò)程中滑塊18不易觸碰到位移傳感器11。
[0025]圖2為本發(fā)明中加載機(jī)構(gòu)示意圖，圖2a為三維圖，圖2b為二維剖視圖，安裝完畢后加載夾具12夾緊套筒6，并通過(guò)螺釘固定在加載底座13上，限制了套筒6的六個(gè)自由度，需要正向加載時(shí)，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)加載旋轉(zhuǎn)蓋2，由于加載旋轉(zhuǎn)蓋2中心的內(nèi)方型孔和加載絲杠3的外方型軸嚙合，帶動(dòng)加載絲杠3順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，深溝球軸承5通過(guò)套筒端蓋4固定在套筒6內(nèi)，加載絲杠3與深溝球軸承5的內(nèi)圈形成過(guò)盈配合，同時(shí)加載絲杠3螺紋部分與小螺母7形成螺紋配合，加載絲杠3被限制了五個(gè)自由度，只有一個(gè)繞中心軸的旋轉(zhuǎn)自由度，小螺母7以及移動(dòng)桿8由于套筒6和止推片9的作用也只有一個(gè)軸向移動(dòng)自由度，加載絲杠3的順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)小螺母7以及移動(dòng)桿8軸向前進(jìn)實(shí)現(xiàn)正向加載，基于同樣道理，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)加載旋轉(zhuǎn)盤(pán)2，則小螺母7以及移動(dòng)桿8軸向后退，加載位移的大小通過(guò)位移傳感器11測(cè)得，加載力的大小通過(guò)測(cè)力計(jì)10測(cè)得。
[0026]圖3為本發(fā)明中加載絲杠3示意圖，加載絲杠3由兩端不同的螺紋和一個(gè)外方型軸組成，左端螺紋301處安裝鎖緊螺母1，加載絲杠302處為帶斜度的外方型結(jié)構(gòu)，該外方型和加載旋轉(zhuǎn)蓋2的內(nèi)方孔配合，加載旋轉(zhuǎn)蓋2可以將轉(zhuǎn)動(dòng)力矩轉(zhuǎn)遞給加載絲杠3，圓柱面303為深溝球軸承過(guò)盈配合段，右端螺紋304為小螺母7的嚙合螺紋段。
[0027]圖4為本發(fā)明中套筒端蓋4示意圖，圖4a為三維圖，圖4b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(guò)螺釘將套筒端蓋4與套筒6連接固定在一起。
[0028]圖5為本發(fā)明中套筒6的示意圖，面601為套筒端蓋4安裝面，通過(guò)螺釘將套筒端蓋4安裝在該面上，面602為縱向刻線標(biāo)記處，面603為止推片9安裝面，通過(guò)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6為本發(fā)明中小螺母7和移動(dòng)桿8的組合示意圖，圖6a為三維視圖，圖6b為剖視圖，小螺母7通過(guò)四個(gè)螺釘和移動(dòng)桿8連接，之間有0.5毫米的間隙，通過(guò)調(diào)整螺釘?shù)乃删o程度消除螺紋的反向間隙，在移動(dòng)桿8中，螺紋孔801位置處為加載絲杠3的螺紋嚙合處，面802為止推片9配合面處，螺紋孔803為測(cè)力計(jì)10安裝處。
[0030]圖7為本發(fā)明中上壓塊16的示意圖，壓桿穿過(guò)163左右通孔，通過(guò)螺母將轉(zhuǎn)子壓緊在過(guò)渡板17上，面161和面162為轉(zhuǎn)子固定的V型面。
[0031]圖8本發(fā)明中滑塊18的示意圖，182兩處通孔與滑軌配合，181四處螺紋孔用于將滑塊與過(guò)渡板緊固在一起，183前后兩端面作為位移傳感器的檢測(cè)端面。
[0032]圖9為本發(fā)明中滑軌底座20示意圖，通孔201和202用于固定滑軌19，204處兩個(gè)螺紋孔用于固定端板21，從而形成完整的滑軌機(jī)構(gòu)，203處四個(gè)沉頭孔通過(guò)螺釘將滑軌底座固定于滑軌安裝底座上，206前后兩處平面安裝位移傳感器(兩個(gè)位移傳感器形成差動(dòng))，螺紋孔205用于固定位移傳感器。
[0033]圖10為本發(fā)明中上V型塊25示意圖，該V型塊通過(guò)壓桿26壓緊定子15，圖中壓桿26通過(guò)孔251壓緊定子15，251為長(zhǎng)型通孔，面252和253為定子15的壓緊面。
[0034]圖11為本發(fā)明中下半V型塊28示意圖，下半V型塊有兩個(gè)，左右各一，共同組成一個(gè)高度可調(diào)的V型塊，在下半V型塊28中，孔281為螺母32安裝孔，并通過(guò)螺釘孔282由螺釘固定在下半V型塊28上，面283為和導(dǎo)軌座29的配合面,面284為壓條31配合面，面285為定子15安裝面，螺釘孔286為壓桿26安裝孔。
[0035]圖12為本發(fā)明中導(dǎo)軌座29示意圖，孔291為鎖緊螺釘安裝孔，面292為下半V型塊28導(dǎo)軌的配合面。
[0036]圖13為本發(fā)明中螺母32示意圖，圖13a為三維圖，圖13b為二維剖視圖，螺母32共兩個(gè)，圖中321螺紋孔為絲杠33的嚙合孔，兩個(gè)螺母32的圓柱面322分別與兩個(gè)半V型塊的孔281配合，并通過(guò)四個(gè)通孔323由螺釘分別固定到兩個(gè)半V型塊28上。
[0037]圖14為絲杠33示意圖，圖中331為外六方面，便于扳手旋轉(zhuǎn)，332處螺紋左旋，333處螺紋右旋，其導(dǎo)程一致。
[0038]圖15為位移傳感器11示意圖，圖15a為三維圖，圖15b為二維剖視圖，圖中111為位移傳感器探頭，螺釘通過(guò)112兩個(gè)通孔將位移傳感器固定在滑軌底座20上，間隙113為位移傳感器的檢測(cè)間隙0.5_?1_，優(yōu)選0.6_，位移傳感器共左右兩個(gè)，探測(cè)面為滑塊18的左右兩個(gè)端面。
[0039]圖16為被測(cè)試軸向磁軸承轉(zhuǎn)子、定子以及轉(zhuǎn)子軸向推動(dòng)桿示意圖，151為軸向磁懸浮軸承定子線圈，間隙152為定子15和轉(zhuǎn)子14的間隙，圓柱面153為上下V型塊固定定子15的接觸面，轉(zhuǎn)子軸向推動(dòng)桿35通過(guò)螺紋與轉(zhuǎn)子14連接。
[0040]總之，本發(fā)明的軸向磁懸浮軸承靜態(tài)測(cè)試裝置，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)整方便、適用面廣，能在磁軸承整體裝配前對(duì)磁懸浮軸承進(jìn)行靜態(tài)特性測(cè)試等優(yōu)點(diǎn)。
[0041]本發(fā)明說(shuō)明書(shū)中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
[0042]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種軸向磁懸浮軸承靜態(tài)特性測(cè)試裝置，主要由加載及測(cè)量系統(tǒng)、被測(cè)試軸向磁懸浮軸承、轉(zhuǎn)子軸向滑動(dòng)裝置、定子固定及高度調(diào)整系統(tǒng)組成；其特征在于:加載及測(cè)量系統(tǒng)包括:鎖緊螺母(I)、加載旋轉(zhuǎn)蓋(2)、加載絲杠(3)、套筒端蓋(4)、深溝球軸承(5)、套筒(6)、小螺母(7)、移動(dòng)桿⑶、止推片(9)、測(cè)力計(jì)(10)、位移傳感器(11)、加載夾具(12)、力口載底座(13);被測(cè)試軸向磁懸浮軸承包括:轉(zhuǎn)子(14)、定子(15);轉(zhuǎn)子軸向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)包括:上壓塊(16)、過(guò)渡板(17)、滑塊(18)、滑軌(19)、滑軌底座(20)、端板(21)、滑軌安裝底座(22)、上壓塊壓桿(23)、上壓塊壓緊螺母(24)、轉(zhuǎn)子軸向推動(dòng)桿(35);定子固定及高度調(diào)整系統(tǒng)包括:上V型塊(25)、壓桿(26)、調(diào)整螺母(27)、下半V型塊(28)、導(dǎo)軌座(29)、鎖緊螺釘(30)、壓條(31)、螺母(32)、絲杠(33)、底座(34);鎖緊螺母(I)安裝在加載絲杠(3)的前端螺紋上，用以壓緊加載旋轉(zhuǎn)蓋(2)，加載絲杠(3)與深溝球軸承(5)的內(nèi)圈過(guò)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(guò)螺釘固定在套筒(6)前端面上，同時(shí)將深溝球軸承(5)在軸向上壓緊，小螺母(7)的內(nèi)螺紋和加載絲杠(3)的相應(yīng)螺紋配合，其端面又通過(guò)螺釘同軸固定在移動(dòng)桿(8)的前端面上，小螺母(7)和移動(dòng)桿(8)都安裝在套筒出)內(nèi)，兩個(gè)止推片(9)通過(guò)螺釘安裝在套筒(6)的后端面上，其底面分別與移動(dòng)桿(8)的上下兩個(gè)平面配合，測(cè)力計(jì)(10)通過(guò)兩端外螺紋分別和移動(dòng)桿(8)后端內(nèi)螺紋和轉(zhuǎn)子軸向推動(dòng)桿(35)內(nèi)螺紋相連，軸向推動(dòng)桿(35)通過(guò)螺紋與轉(zhuǎn)子(14)連接，加載夾具(12)固定套筒￠)，下底面通過(guò)螺釘安裝在加載底座(13)上；兩個(gè)上壓塊(16)通過(guò)上壓塊壓桿(23)和上壓塊壓緊螺母(24)將轉(zhuǎn)子軸向推動(dòng)桿(35)固定在過(guò)渡板(17)上，過(guò)渡板(17)通過(guò)螺釘與滑塊(18)鏈接，滑塊(18)與滑軌(19)形成間隙配合，滑軌底座(20)與兩條滑軌(19)的一端通過(guò)螺紋相連，兩條滑軌(19)的另一端與端板(21)的兩個(gè)通孔間隙配合，端板(21)通過(guò)螺釘與滑軌底座(20)相連，滑軌底座(20)通過(guò)螺釘固定在滑軌安裝底座(22)上，兩個(gè)位移傳感器(11)通過(guò)螺釘分別固定在滑軌底座(20)兩側(cè)凹槽內(nèi)，探測(cè)面為垂直于滑軌(19)的滑塊(18)兩端面；1V型塊(25)通過(guò)壓桿(26)和調(diào)整螺母(27)把定子(15)壓在左右兩個(gè)下半V型塊(28)上，兩個(gè)下半V型塊(28)的下部導(dǎo)軌安裝在導(dǎo)軌座(29)的導(dǎo)軌槽內(nèi)，壓條(31)安裝在兩個(gè)下半V型塊(28)導(dǎo)軌和導(dǎo)軌座(29)之間，鎖緊螺釘(30)通過(guò)導(dǎo)軌座(29)螺釘孔將壓條(31)壓緊，螺母(32)由外圓柱面定位，通過(guò)螺釘固定在下半V型塊(28)孔內(nèi)，并和絲杠(33)組成絲杠-螺母運(yùn)動(dòng)副，螺母(32)為厚螺母，材料為40Cr ;上述加載底座(13)、滑軌安裝底座(22)及導(dǎo)軌座(29)通過(guò)螺釘安裝在底座(34)上；小螺母(7)和移動(dòng)桿(8)內(nèi)螺紋，旋向相同，導(dǎo)程角相同，材質(zhì)為40Cr ;通過(guò)加載旋轉(zhuǎn)蓋(2)調(diào)整轉(zhuǎn)子推動(dòng)桿(35)和轉(zhuǎn)子(14)軸向位置從而調(diào)整轉(zhuǎn)子(14)和定子(15)的間隙，通過(guò)測(cè)力計(jì)(10)測(cè)得定子(15)和轉(zhuǎn)子(14)之間的作用力；絲杠(33)為雙螺紋絲杠，左右兩邊螺紋導(dǎo)程相同，旋向相反，通過(guò)旋轉(zhuǎn)絲杠(33)調(diào)整兩個(gè)下半V型塊(28)的相對(duì)位置，進(jìn)而調(diào)整定子(15)的高度；V型塊(28)調(diào)整好后的位置通過(guò)鎖緊螺釘(30)和壓條(31)固定在導(dǎo)軌座(29)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軸向磁懸浮軸承靜態(tài)特性測(cè)試裝置，其特征在于:位移傳感器(11)共兩個(gè)，安裝在滑軌底座(20)的底面兩側(cè)形成差動(dòng)，探測(cè)面為滑塊(18)垂直于滑軌(19)的兩端面，每個(gè)位移傳感器(11)的探測(cè)距離為0.5mm?1mm，通過(guò)檢測(cè)滑塊的位置得到轉(zhuǎn)子軸向平動(dòng)位移。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軸向磁懸浮軸承靜態(tài)特性測(cè)試裝置，其特征在于:位移傳感器(11)的探測(cè)距離為軸向磁懸浮軸承定子與轉(zhuǎn)子之間距離的1.2?2倍，這樣既能保證位移檢測(cè)精度，又能保證在測(cè)試過(guò)程中滑塊(18)不易觸碰到位移傳感器(11)。
【文檔編號(hào)】G01M13/04GK104296993SQ201410497433
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月25日
【發(fā)明者】孫津濟(jì), 韓偉濤, 白國(guó)長(zhǎng), 樂(lè)韻 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)