[发明专利]一种箔片气体轴承综合实验台装置及实验方法

说明书

本发明涉及箔片气体轴承载荷加载实验装置技术领域，具体公开了一种箔片气体轴承综合实验台装置，包括轴向载荷加载单元、径向载荷加载单元、转子系统实验台主体单元、传感器单元和底座，所述轴向载荷加载单元、径向载荷加载单元、转子系统实验台主体单元和传感器单元与所述底座固定连接，贯穿所述转子系统实验台主体单元设置有转轴，所述转轴相对所述转子系统实验台主体单元转动连接，所述轴向载荷加载单元、径向载荷加载单元分别给所述转轴施加轴向与径向负载。本发明还提供了一种箔片气体轴承综合实验方法，通过改变载荷及气体介质来研究箔片气体轴承在不同负载及不同介质环境下的特性。本发明加载过程中无摩擦、振动小，静态负载稳定可靠，动态负载大小、频率可控。

技术领域

本发明属于箔片气体轴承载荷加载实验装置技术领域，具体的涉及一种箔片气体轴承综合实验台装置及实验方法。

背景技术

旋转机械在各个领域具有重要的应用，随着中国经济的不断增长，旋转机械设备发展也越来越注重环境影响和能源利用效率。作为旋转机械设备中的关键部件，轴承在能源设备的发展趋势中起着至关重要的作用。目前常用的轴承类型有油润滑滑动轴承、滚动轴承、陶瓷轴承、电磁轴承、气体轴承等。箔片气体轴承作为轴承行业迅速发展起来的一项高科技产品，它与传统的滚动轴承或油质滑动轴承相比，具有诸多优势，如稳定运行时为非接触支承、摩擦极小、免维护、运动精度高、适应高转速、适应温度范围较广、无油润滑、结构更紧凑、成本更低、寿命长等优点,因此在高速支承、低摩擦功耗支承、高精度支承和特殊工况支承领域具有绝对的优势，被广泛应用于精密仪器、医疗器械、高速微型动力等民用及航空航天等国防领域,使其在超高速旋转机械和超精密仪器技术领域更有明显的优越性。

气体轴承的研制较为困难，除了体现在产品的设计研究阶段，还体现在后期的产品试验阶段，因为试验过程中箔片气体轴承安装在旋转机械结构中，高速旋转状态下不易模拟实际的工作环境，如在转轴上施加载荷、改变工作介质、实验数据的采集等诸多问题不易解决。箔片气体轴承在不同负载情况下的动态特性试验需要相应的加载装置，以模拟高速旋转时的负载情况，完成箔片气体轴承负载状态下的特性分析。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种箔片气体轴承综合实验台装置及实验方法，用来研究气体轴承不平衡响应特性、起飞转速、临界转速特性以及稳定性。该实验装置具有以下特点：

1)采用非接触式电磁载荷对转子进行载荷加载，加载过程中不会接触转子，避免了因接触产生的摩擦对实验结果的影响；

2)静态负载大小稳定、可变，容易控制，且可以在转子高速运行下加载；

3)在不同转速下运行时能够进行动态加载，载荷大小和频率可调，能够模拟冲击载荷等实际工况；

4)多传感器组合，能够同时采集径向箔片气体轴承与轴向推力轴承的实验参数；

5)动压气体轴承工作环境中的润滑介质压力、流量、介质类型可调。为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明首先提出了一种箔片气体轴承综合实验台装置，包括轴向载荷加载单元、径向载荷加载单元、安装有待测试的箔片气体轴承的转子系统实验台主体单元、传感器单元和底座，所述转子系统实验台主体单元内设置有待测试的轴承，所述轴向载荷加载单元、径向载荷加载单元、转子系统实验台主体单元和传感器单元与所述底座固定连接，贯穿所述转子系统实验台主体单元设置有转轴，所述转轴相对所述转子系统实验台主体单元转动连接，所述轴向载荷加载单元、径向载荷加载单元的负载盘与所述转轴固定连接，所述传感器单元位于所述径向载荷加载单元与转子系统实验台主体单元之间。